用于煤矿的智能化综合管理系统及管理方法

摘要：煤矿智能化管理方法重构了传统生产管理模式，建立以数据驱动为核心的决策体系。通过构建"云-边-端"协同架构，实现生产调度、安全监控与经营管理的一体化运作。智能排产系统基于实时数据动态优化开采计划，资源调度模块实现设备与人员的精准匹配。安全管理体系融合风险识别模型与应急预案库，形成主动防御机制，为行业高质量发展提供新型管理模式。

关键词：煤矿；智能化综合管理系统；管理方法

引言

煤矿智能化综合管理系统基于物联网、大数据及人工智能技术构建，实现了生产全流程的数字化管控。系统通过部署智能传感设备实时采集井下环境参数与设备运行状态，结合工业互联网平台进行多源数据融合分析。采用深度学习算法建立设备健康预测模型，实现故障预警与维护决策支持。三维可视化平台整合地质数据与实时监测信息，为安全生产提供空间决策依据，提升煤矿运营效率与管理精度。

1煤矿的智能化综合管理系统概述

煤矿智能化综合管理系统是以现代信息技术为基础构建的集成化管控平台，旨在实现煤矿生产全过程的数字化、网络化和智能化管理。该系统通过融合物联网、云计算、大数据等先进技术，建立覆盖地质勘探、开采运输、通风排水、安全监控等各环节的统一管理架构。系统核心目标包括实现生产设备的智能联动控制、建立环境参数的实时监测网络、构建安全生产的预警防护体系、优化资源配置与生产调度流程。系统致力于提升煤矿开采效率，强化安全保障能力，降低运营管理成本，推动传统煤矿向智能化、绿色化方向转型升级。

2煤矿的智能化综合管理系统关键技术

2.1数据采集与传输技术

煤矿智能化综合管理系统的数据采集技术采用多源异构传感器网络，实现对井下环境参数、设备状态和生产指标的全面监测。矿用本安型传感器精确测量瓦斯浓度、温度、湿度、风速等环境数据，振动传感器和电流传感器采集设备运行状态信息。激光雷达和视觉传感器构建三维空间感知能力，实时获取工作面开采进度和巷道变形数据。数据采集终端具备边缘计算功能，可进行初步数据清洗和特征提取。数据传输网络采用工业以太网与5G/WiFi6无线通信相结合的混合组网方案，确保数据传输的实时性和可靠性。光纤环网构建主干通信通道，无线Mesh网络实现移动设备接入。

2.2数据分析与处理技术

煤矿智能化综合管理系统的数据分析技术基于大数据平台构建，实现多源异构数据的融合处理与深度挖掘。分布式数据仓库整合地质数据、生产数据、设备数据和环境数据，建立统一的数据资产目录。流式计算引擎实时处理传感器上报的时序数据，支持毫秒级响应。图计算算法分析设备关联关系和故障传播路径，构建设备知识图谱。机器学习模型对历史数据进行训练，建立工作面来压预测、瓦斯涌出量预测等专业模型。数字孪生技术构建矿井三维可视化模型，实现虚实融合的仿真分析。知识图谱技术整合行业标准和专家经验，形成可推理的领域知识库。

2.3智能决策与控制技术

煤矿智能化综合管理系统的智能决策技术基于多目标优化算法和专家知识系统，实现生产过程的自主决策与优化控制。智能排产系统综合考虑地质条件、设备状态、市场需求等因素，自动生成最优开采计划。自适应控制系统根据实时监测数据动态调整设备运行参数，保持最佳工作状态。风险预警系统融合多维度监测指标，建立分级预警机制和联动处置流程。应急指挥系统集成预案库和资源调度算法，提供突发事件处置决策支持。设备健康管理系统基于预测性维护模型，智能规划检修计划和备件需求。协同控制平台实现采煤机、液压支架、刮板输送机等设备的智能联动，提升综采工作面自动化水平。

3煤矿的智能化综合管理系统管理方法

3.1系统建设管理方法

规划阶段组织专业团队进行需求调研和技术论证，制定详细的建设方案和实施路线图。设计阶段遵循模块化设计原则，明确各子系统的功能边界和接口标准，完成系统架构设计和实施方案编制。实施阶段建立项目管理机制，严格控制进度、质量和成本，协调解决建设过程中的各类问题。测试阶段制定完善的测试方案，开展单元测试、集成测试和系统测试，确保系统功能完整和性能达标。验收阶段组织专家评审和现场核查，确认系统达到预期建设目标。培训阶段编制培训教材和操作手册，分层次开展管理人员、技术人员和操作人员的系统培训。运维移交阶段制定运维规范和交接清单，确保系统平稳过渡到运行阶段。

3.2系统运行维护管理方法

日常巡检制度规定巡检内容、频次和标准，确保及时发现系统异常。预防性维护计划基于设备生命周期制定定期保养方案，延长设备使用寿命。故障处理流程明确分级响应机制和处置时限要求，快速恢复系统正常运行。变更管理流程规范系统升级和配置修改操作，降低变更风险。备品备件管理建立合理的库存策略，保障维护物资供应。性能监控体系持续跟踪系统运行指标，为容量规划和优化调整提供依据。知识管理收集整理典型故障案例和解决方案，形成可复用的知识库。运维团队实行24小时值班制度，配备专业技术人员和必要工具装备。定期开展应急演练，提高突发事件处置能力。

3.3系统安全管理方法

煤矿智能化综合管理系统安全管理构建全方位、多层次的防护体系，保障系统安全稳定运行。物理安全管理规定机房、设备间的访问控制要求，防范未经授权的物理接触。网络安全防护部署防火墙、入侵检测等设备，划分安全域并实施访问控制策略。数据安全管理实施分类分级保护措施，重要数据采取加密存储和传输。身份认证管理采用多因素认证机制，严格控制系统访问权限。操作安全管理规范系统使用行为，禁止违规操作和越权访问。漏洞管理定期开展安全扫描和渗透测试，及时修补系统漏洞。日志管理完整记录系统操作日志和安全事件，满足审计要求。应急管理制定详细的应急预案，明确不同安全事件的处置流程

结束语

煤矿智能化综合管理系统及管理方法的应用，标志着煤炭行业进入数字化发展新阶段。该系统通过技术创新与管理变革的深度融合，构建了安全高效的生产运营体系。未来将持续优化智能算法与管控模型，深化5G、数字孪生等新技术的集成应用，推动煤矿智能化建设向更高水平发展，为能源行业数字化转型提供示范案例。

参考文献

[1]贾龙，朱浩，刘斌，等.孟村煤矿智能化综合管控平台建设及应用研究[J].中国煤炭，2024，50（12）：160-166.

[2]赵亮.煤矿智能化开采技术的创新与管理[J].矿业装备，2023，（04）：124-126.

[3]肖琳芬.加快中国煤矿智能化发展建设“智能+绿色”新煤矿[J].高科技与产业化，2020，（08）：24-27.

作者简介：张守智（1998.3.23），男，汉族，内蒙古呼伦贝尔人，2019年毕业于内蒙古科技大学机电一体化专业，现就职于鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司，从事煤炭营销工作，助理工程师。