智能化矿山技术 智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智慧化和无人化。 智能化矿山已成为现代采矿企业安全、绿色、高效和低耗开采的必由之路。 智慧矿山 I 信息技术 I 通信技术 Intelligent mine technology 讲师： XXX 时间： 2023. 1 智能化矿山概述 The Importance of team. 目录 contects 智能化矿山概述 智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智慧化和无人化。 智能化矿山已成为现代采矿企业安全、绿色、高效和低耗开采的必由之路。 Part.01 智能化矿山的概述 • 智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提 供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理 的精细化、自动化、智慧化和无人化。 智能化矿山是采矿技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、 3S （ GIS 、 GPS 、 RS ）、物联网技术、 云计算技术、移动互联网技术及软件软件技术的总集成。 智能化矿山定义及 智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智慧化和无人化。 智能化矿山已成为现代采矿企业安全、绿色、高效和低耗开采的必由之路。 主要内容 Part.02 智能化矿山的定义

工业 4.0 与 MES 的发展 Indutry 4.0 and Develop of MES 问题与疑惑： 2 • 工业 4.0 和智能制造的本质是什么？ • 企业究竟搞数字化制造还是搞智能制造？ • 政府战略引导与企业实施之鸿沟如何看待？ 1 、智能制造的本 质 2 、企业彻底数字 化 3 、 MES 协会的建 设 3 1 、智能制造的本 质 • 2012 年美国通用电气提出“工业互联网”的概念。 操作对象：数据（信息与知识的载体）； 使能：软件中的算法与规则（数字化知识）； 本质：数据自动流动，并因自动流动而形成知识泛在； 目的：消除复杂系统的不确定性； 约束：给定时空场景； 价值：优化配置制造资源。 Stephen J. Ezell （是美国信息技术与创新基金会资深分析师） : 先进制造并不等同于智能制造 在本质上，先进制造包括两方面的概念：先进产品的制造，以及先进的、基于 信 息通信技 4 、产品能源效率及可持续化性能的建模、模拟和优化，包括使用数字模型和增 材制造加强产品的设计。 5 、将制造产品连入网络以监控和优化网络性能，包括自动化网络操作。 6 、供应链网络的数字化连接。 从本质上讲，智能制造就是将制造 - 生产 - 使用的各个环节的信息同制造相结合。 8 15:20 Shinbara( 美国制造技术协会 (AMT) 的技术副主席 ): 智能制造的 四个 层级。 第一

“三季人”的视角 理性发现问题 认识本质 关于虚拟电厂的认知 本质：激活电力的 商品属性 向上：支撑电网 向下：降本增收 灵活性价值：服务市场 可靠性价值：容量市场 绿电交易 碳证 电度电价 电力中长期交易 现货交易 爬坡、转动惯量 调峰、调频、备用、黑启动…… 容量补偿机制 容量市场机制 电能量价值：电能量市场 绿色价值：绿电市场 虚拟电厂的本质 成熟的现货市场 足够的信息披露

位技术进行定位，实 时对移动源进行监控， 同时设立风险区域和 相关安全规则。对触 犯安全规则的移动源 进行及时报警与相关 行 为 指 引 （ 语 音 指 示），从本质上降低 安全发生的概率，达 到工作生产的本质化 安全。 安全生产 （ 1 ）采用成熟的架构平台， 将各项功能模块融为一体，统 一在一个操控平台上实现所有 的功能； （ 2 ）圆形煤场两台堆取料机 的全自动智能堆取料无人作业，

两个目的：智能地实现产品，实现智能的产品 三大功能：信息深度自感知、智慧优化自决策、 精 准控制自执行 四个特征：智能制造、关键制造环 节智能化、端 到 端数据流、网络互连 数字化制造的定义 化工企业的四大挑战 企业本质安 全 风险分级管控 隐患排查治理 重大危险源 监 测预警 生产过程安 全 监管 安 全 标准化管理 内外部管理协同 协同办公 O A 流程管理 知识管理 人力资源 创新商业模式 物联网技术 数据挖掘 仿真技术 化 工 工 艺 生产管理 质量管理 能源 管理 设备管理 安 全 管理 成本管理 生产有序 提升质量 降低能耗 设备可靠 本质安 全 降低成本 生 产 工 艺 商业智能 供应链管理 生产执行管理 DCS PL C 云计算 人工智能 九大核心价值之一 技术、产品、业务深度融合，打造化工工业升级 生 “一企一档”、 “一设备一 档” ，提高精细化监管水平 基于对园区、企业、装置的数字孪生， 实现监测和预警的可视化管理 支持动态预警、风险分布、在线巡查 和 监管反馈、安 全 承诺等企业本质安 全 重 点应用 九大核心价值之八 安 全 风险综合分析与研判 重大事故风险评估 RBI 设备风险评 估 系统风险评估 系统能够为企业工艺研发、工艺风险评估、工艺风 险管控的系统分析、数据解析提供在线服务，为企

大地简化了应用开发。陕煤集团红柳林煤矿实现全矿2000多套设备数据统一入湖，每天入湖数 据1.7亿条，为人工智能大规模进入矿山打下坚实基础。 二是标准融合，把ICT的技术标准与煤炭行业的安全技术规范进行融合。开发满足井下本质 安全要求的ICT产品和方案，如井下5G方案、本安路由器、本安Wi-Fi 6 AP及本安轻量化F5G方 案等，适应井下低功率、高可靠、易安装、易维护等综合需求。 三是创新融合，把不断突破的技术 业塑造发展新格局 当前，以互联网、大数据、云计算、人工 智能等为代表的数字技术正不断取得突破，数 字技术、材料技术、生物技术、能源技术融合 交叉，将新一轮科技革命和产业变革不断引向 深入。数字化在本质上是一场新的工业革命和 产业变革，是指在新一代信息技术驱动下，实 现生产、运营、管理、销售和服务等全面数字 化，从而推动业务模式重构、管理模式变革、 商业模式创新与核心能力提升。 数字化可有效打破时空阻隔，使得数据资 索 出 “ 统 一 标 准 、 统 一 架 构”的智能矿山工业互联网作为煤矿智能化 的必经之路，通过“统一数据规范”充分发 挥数据作为核心生产要素的价值已经成为行 业普遍诉求。 矿山智能化的本质就是工业互联网，这 意 味 着 需 要 分 层 解 耦 、 平 台 共 享 、 能 力 共 建 、 生 态 繁 荣 ， 才 能 实 现 行 业 知 识 和 场 景 经验更快捷地在行业内被广泛调用。行管部

、性价比高等要求外，还应满足以下特 殊要求： 需无线全覆盖煤矿井下长达大于10KM的巷道。煤矿井下巷道中布置有机电设备、车 辆和行人，需无线全覆盖。 无线发射必须本质安全防爆。煤矿井下有瓦斯等易燃易爆气体，无线发射必须本质安 全防爆，无线发射功率受限。 无线传输宜具有一定的绕射能力。采煤工作面布置有大量的液压支架，以及采煤 机、刮板输送机、破碎机、转载机、带式输送机、液压泵站、移动变电站等，掘进工作 绕射能力。 无线工作频段不宜过高。矿井无线传输衰减大，受巷道断面、分支、弯曲、支护、电缆 等影响，无线电传输衰减模型复杂多变。无线工作频段越高，传输衰减越大，传输距 离越近，绕射能力越差。在本质安全防爆条件下，无线工作频段大于2.4GHz时，煤矿 井下无线通信距离小于800米。 抗干扰能力强。煤矿井下大功率电气设备启停、大功率变频设备工作时电磁干扰大， 为保证系统正常工作，矿井宽带无线通信系统抗干扰能力要强。 为了能够符合行业标准、满足实际严苛环境的使用要求，双方团队对产品做了很多优化开发。 图2为实际测试时拍摄的产品照片，图3为AP在实际井下巷道测试数据 图 1 天线设计 采用外置板状天线，在满足煤炭防爆本质安全的隔离要求的同时又能保证Wi-Fi信号的 良好覆盖。 供电设计 采用12V直流供电，同时支持8V到17V的宽电压，功耗控制在18W以下，满足井下设备供 电要求。 工业化设计 AP采用先进的Wi-Fi

两个目的：智能地实现产品，实现智能的产品 三大功能：信息深度自感知、智慧优化自决策、 精 准控制自执行 四个特征：智能制造、关键制造环 节智能化、端 到 端数据流、网络互连 智能制造的定义 化工企业的四大挑战 企业本质安 全 风险分级管控 隐患排查治理 重大危险源监测预警 生产过程安 全 监管 安 全 标准化管理 内外部管理协同 协同办公 O A 流程管理 知识管理 人力资源 创新商业模式 物联网技术 数据挖掘 仿真技术 化 工 工 艺 生产管理 质量管理 能源管理 设备管理 安 全 管理 成本管理 生产有序 提升质量 降低能耗 设备可靠 本质安 全 降低成本 生 产 工 艺 商业智能 供应链管理 生产执行管理 DCS PL C 云计算 人工智能 九大核心价值之一 技术、产品、业务深度融合，打造化工工业升级 “一企一档”、 “一设备 一 档” ，提高精细化监管水平 基于对园区、企业、装置的数字孪生， 实现监测和预警的可视化管理 支持动态预警、风险分布、在线巡查 和 监管反馈、安 全 承诺等企业本质安 全 重 点应 用 九大核心价值之八 安 全 风险综合分析与研判 重大事故风险评估 RBI 设备风险评 估 系统风险评估 系统能够为企业工艺研发、工艺风险评估、工艺 风 险

公司、国家行政管理部门），但其管理模式和方法较为落后，没有 形成集成的数据处理和决策支持平台，信息化程度低下，与国家“两 化融合”的战略方针不相适应。 上述问题的存在使得我国煤矿安全生产形势没有本质的好转， 1 数字化矿山（自动化监控、三维综合管理平台）方案 大量的信息化建设成果（硬件、软件）在煤矿安全生产过程中也没 有取得预期的成效。 解决上述问题的关键就是基于数字煤矿技术建立集成的矿井综 算机辅助设计系统、地理信息系统理论和技术方法以及商业化软件 （如 AutoCAD）的使用，没有进行理论和技术方法的探索。由于煤 矿数据的特殊性，相关理论、技术方法、软件系统在煤矿并没有得 到全面和本质的使用，他们并不适合数字和智慧煤矿的需求。整理 制作郎丰利 2. 数据处理的核心技术没有全面的突破 煤矿信息属于空间信息的范畴，而且不同矿井开采技术条件有 或多或少的差异，技术方法和管理模式也有很大的不同，大量的数 数字化矿山（自动化监控、三维综合管理平台）方案 打印；诸如瓦斯超限等基于阈值的报警；关联度分析、回归分析、 模糊分析、神经网络分析、多源信息拟合分析等等。更为重要的是， 多年来，相关方法并没有进一步的本质创新。 近年来，相关企业和高等院校在核心技术方面已经取得阶段性 的成果，但离智慧煤矿还有很远的距离。 3. 专业分得太细，缺乏集成的数据处理平台 对煤矿安全生产信息化的研究已经走过了数十年的历程，但目

面向需求驱动 的供应链全局 优化与协同 面向需求驱动 的供应链全局 优化与协同 面向生产全生 命周期的设计 与运营 智 能 生 产 业务和管理系 统的集成 人机协同的决 策与自动化 本质安全与监 控维护 绿色设计与制 造过程集成 智能测控设备 与制造装备 目标 1 ：形成统一协同的业务 和管理运行平台 数字化工厂，业务和管理系统 的信息化建设 目标 1 ：面向人机协同的自动 架构的业务和管理系 统的深度集成，决策智慧化 目标 2 ：虚拟化与可视化技术 在制造过程中的广泛应用 虚拟设计、虚拟生产与虚拟运 营，人机自然交互平台 目标 2 ：过程系统本质安全设 计与自适应运行 安全运行案例库和知识库，系 统本质安全设计与自适应生产 目标 2 ：绿色过程系统工程技 术的广泛应用 分子管理、环境足迹最小化， 跨企业绿色过程系统集成 目标 2 ：精密测控设备与智能 装备的大规模应用 石化行业智能优化制造核心特征 敏捷化 敏捷化 • 对市场快速反应 • 资源动态配置 • 柔性制造 高效化 高效化 • 全流程优化控制 • 实时动态优化 • 应用服务标准化 • 本质安全 • 生产安全 • 信息安全 安全化 安全化 绿色化 绿色化 • 环境足迹最小化 • 能源管理优化 • 绿色生产 汇报内容  石油化工行业的发展现状  石油化工行业面临的挑战