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露天煤矿智能化建设方案探析

摘要：随着互联网、大数据、人工智能等技术的不断成熟，随之衍生的跨行

业应用技术也在不断丰富和完善。新时代，智能化、信息化等融和发展被赋予了

新的时代使命，各传统行业的建设和转型发展也被提出了更高的新要求。发展不

能停滞不前，任何行业都要不断适应时代的潮流，不断发展。传统的露天煤矿行

业一直面临着采矿事故频发、人工成本高、矿工作业环境差等问题，因此，政府

和企业都希望借助现代大数据、人工智能、物联网等，推动智慧矿山的建设，减

少人员投入。

关键词：露天煤矿；智能化开采技术；煤矿智能化

引言

智能化建设是将智能装备、工业物联网、云计算、大数据、移动互联网、人

工智能等技术与现代煤矿开发技术深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决

策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘、运通、

安全保障、经营管理等过程的智能化运行。推进煤矿智能化建设是保障煤炭生产

安全高效的重要基础，是推动煤炭工业高质量发展的重大举措。

1工程概述

露天煤矿分为三个主要区域：选煤厂、采区、生活区，在上述三个区域分别

安装一台无线集群基站，无线信号覆盖半径5km。无线集群核心设备安装在调度

楼中心机房，通过融合通信平台与现有的调度通信系统对接融合，实现调度通信

系统与无线集群系统互通。统一规划矿属各部门、区队及外委施工单位等15家

单位的无线集群对讲系统，对讲系统与矿调度通信系统对接，实现调度员在调度

指挥中心利用调度台向集群对讲下达指挥命令，实现落实国家能源行业“一体化

运营”的管控思路，以信息化新技术的不断发展和融合为驱动力，打通上下游加

强协同效应，提升应急决策能力，提高企业风险管控能力，推动企业数字化转型。

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全面指挥协调公司生产运营，及时发现问题，优化运营组织，为公司提供准确决

策支持，保障一体化安全平稳高效运行。

2露天煤矿智能化建设方案探析

2.1矿用巡检机器人技术

煤炭行业是目前最迫切需要开展机器人换人的高危行业之一，机器人代替工

作人员进行未知环境探测，可为矿井开采提供更全面的矿井信息，进一步保障矿

井工作人员的安全。当发生事故时，机器人可对矿井环境进行地图构建并传输给

救援人员，为事故救援提供了强有力的保障。此外，还可用于日常的矿井巷道巡

检，监测巷道内可能存在的安全隐患。实现井下复杂环境的煤矿机器人自主巡检

探测作业依赖于驱动模块监测、运动控制、精确定位等相关技术的进步与协同发

展。高扭矩无刷电机与减速器构成的驱动模块是目前很多高动态性能机器人的核

心动力来源。为了应对井下复杂的非结构化环境，移动巡检系统的机器人承载平

台需要具备较好的动力学性能，要求使用高功率密度和大扭矩的电机或液压驱动

模块作为动力来源。在应用这些驱动模块到机器人系统中时，需要对它们在动态

工作条件下的力矩变化属性进行测试，或者配合机器人部分传动、执行机构，对

机器人局部机构的动力学性能进行测试。这些模块化测试对于构建机器人整体动

力学模型，在仿真和控制算法的设计中都具有非常重要的意义。

2.2矿用安全调度指挥平台软件

矿用安全调度指挥平台软件的功能主要包括实时监控、安全管理、终端管理。

实时监控：根据人员、车辆及设备的定位装置实时读取其位置数据，对车辆及设

备的具体位置、移动速度、运行方向、运行轨迹精准监控，动态展示矿区车辆设

备的实时位置信息；根据所设定电子围栏规则及相关参数，监控矿区车辆的超速

情况；监控矿区车辆、人员、设备的报警情况。安全管理包括如下内容：（１）

违章事件管理。主要针对矿用卡车、指挥车和外委车辆等的违章情况进行管