礦山智能化精準感知技術專題

隨著煤礦開采深度增加，作業(yè)環(huán)境日趨復雜，部分傳統(tǒng)煤礦采用人工巡檢方式，巡檢人員攜帶多種檢測設備，逐一檢查煤礦各重點區(qū)域和地點，人工巡檢方式耗時耗力，且難以保證巡檢數據的準確性和及時性，已經無法滿足現代煤礦安全生產的需求。

文章來源：《智能礦山》2025年第6期“礦山智能化精準感知技術"專題”

第一作者：張學啟，高級工程師，現任內蒙古伊泰煤炭股份有限公司煤炭生產事業(yè)部總經理，主要從事煤炭生產及煤礦建設等方面的管理工作。E-mail：zhangxueqi@yitaigroup.com

作者單位：內蒙古伊泰煤炭股份有限公司

引用格式：張學啟，梁靜浩.紅慶河煤礦基于礦鴻的煤礦智能巡檢作業(yè)應用探索[J].智能礦山，2025，6(4)：47-51.

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基于此，內蒙古伊泰煤炭股份有限公司紅慶河煤礦（簡稱紅慶河煤礦）結合實際生產環(huán)境，引入基于礦鴻系統(tǒng)的瓦斯智能巡檢和輸送帶智能巡檢系統(tǒng)，實時監(jiān)測煤礦各區(qū)域環(huán)境參數，及時發(fā)現潛在安全隱患，并通過精確的數據分析為煤礦安全管理提供科學依據，提升煤礦巡檢的智能化水平。

礦鴻系統(tǒng)通過創(chuàng)新的軟總線技術，實現對煤礦各類設備的集中管理和協同作業(yè)，打破設備間因廠家差異造成的信息壁壘。礦鴻系統(tǒng)配備便攜儀實時準確采集數據，并傳輸至數據管理中心，為煤礦安全管理提供數據支撐。礦鴻設備的自發(fā)現、自連接、自傳輸等先進功能，簡化巡檢工作流程，減輕巡檢人員工作負擔，提升了整體巡檢效率。

礦鴻智能瓦斯巡檢技術及應用

1.1 礦鴻智能瓦斯智能巡檢技術

在煤礦安全生產領域，基于礦鴻系統(tǒng)開發(fā)的智能平臺軟件，深度融合便攜式多參數氣體檢測報警儀、礦用本安型手機、電子白板等礦用本安型礦鴻設備，通過礦鴻軟總線，將便攜儀采集的氣體數據通過礦鴻“一碰傳”技術，即時上傳至巡檢移動端、電子白板及系統(tǒng)平臺，實現數據實時采集、安全存儲與可視化展示。借助后臺AI算法，深度分析采集到的氣體數據，通過歷史數據建立瓦斯?jié)舛茸兓Ｐ?，預測瓦斯?jié)舛劝l(fā)展趨勢，提前發(fā)出預警，實現對瓦斯巡檢點位數據的實時精準采集與態(tài)勢研判。

1.2 礦鴻瓦斯智能巡檢系統(tǒng)應用

基于礦鴻操作系統(tǒng)的煤礦瓦斯智能巡檢系統(tǒng)，構建云-端-設備三位一體智能化管理架構，整合后臺管理WEB端、瓦斯巡檢APP端兩大核心平臺，以及便攜式多參數氣體檢測報警儀、礦用本安型手機、礦用本安型顯示屏等設備，實現煤礦瓦斯巡檢全流程數字化管控。

（1）在系統(tǒng)管理層面

礦鴻瓦斯智能巡檢系統(tǒng)的后臺管理WEB端作為中樞控制系統(tǒng)，提供煤礦基礎信息管理服務，包括組織架構搭建、用戶權限分配、角色職能設定等基礎配置功能；支持作業(yè)模板自定義，預設標準化作業(yè)流程提升巡檢規(guī)范性；具備班組信息全周期管理能力，實現人員檔案、排班調度的動態(tài)更新；集成電子白板等設備臺賬數字化管理模塊，實時追蹤設備運行狀態(tài)；系統(tǒng)多維度統(tǒng)計分析上傳數據，自動生成可視化報表，并嵌入班組人員在線考核模塊，通過知識測試與實操模擬提升人員職業(yè)技能。

（2）瓦斯巡檢APP端

礦鴻瓦斯智能巡檢系統(tǒng)的瓦斯巡檢APP端以一線作業(yè)為場景，采用分角色權限管理模式。依托后臺管理WEB端，管理人員實現班組巡檢任務精準下發(fā)，APP端支持班前班后會語音錄入功能，確保信息傳遞完整高效。一線瓦檢員通過APP接收任務指令，在井下執(zhí)行在線作業(yè)時，實時確認設備數據，配合便攜式檢測設備實現數據即時上傳；針對特殊工況導致的數據傳輸中斷，系統(tǒng)提供數據補傳功能，保障數據完整性。通過智能終端與礦鴻生態(tài)設備的深度融合，推動煤礦瓦斯巡檢工作向智能化、高效化、規(guī)范化方向全面升級。煤礦瓦斯智能巡檢系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1 煤礦瓦斯智能巡檢系統(tǒng)架構

（3）井下實際作業(yè)場景

瓦檢員通過手機APP接收班組巡檢任務，瓦檢員抵達指定地點后，采用多參數便攜式氣體檢測儀開展實時監(jiān)測。借助藍牙近場通信技術，檢測設備將原始數據直接傳輸至礦用本安型手機，確保數據采集的實時性與真實性。瓦檢員比對便攜式檢測儀數據與光學瓦斯檢定器（光瓦）的測量結果，確認無誤后在瓦斯巡檢APP上完成數據核準與保存操作。

（4）在數據交互環(huán)節(jié)

瓦檢員采用礦鴻“一碰傳”技術，將手機與礦用本安型電子白板輕輕觸碰，經人工確認的檢測數據同步至電子白板，實現現場數據可視化展示。電子白板通過井下WIFI網絡，將實時數據上傳至瓦斯巡檢后臺管理系統(tǒng)，構建起設備-終端-云端的數據傳輸鏈路。針對井下信號盲區(qū)導致的數據傳輸中斷問題，系統(tǒng)支持通過瓦斯巡檢APP進行數據補傳，確保數據零丟失、全追溯。

（5）在后臺管理系統(tǒng)（WEB端）

基于礦鴻的瓦斯智能巡檢系統(tǒng)深度整合后臺管理系統(tǒng)（WEB端）與瓦斯巡檢移動端（APP），覆蓋任務下發(fā)、數據采集、現場確認、實時傳輸、云端存儲與可視化展示的全閉環(huán)管理體系。高效協同的數字化作業(yè)流程，摒棄傳統(tǒng)紙質記錄模式，推動煤礦瓦斯巡檢的無紙化、智能化，提升安全生產管理效能與數據治理水平。瓦斯巡檢WEB系統(tǒng)展示界面如圖2所示。

圖2 瓦斯巡檢WEB系統(tǒng)展示界面

礦鴻輸送帶智能巡檢技術及應用

2.1 礦鴻輸送帶智能巡檢技術

依托礦鴻操作系統(tǒng)的統(tǒng)一架構與跨設備協同能力，系統(tǒng)性改造煤礦現有設備，通過標準化協議與接口規(guī)范，實現多類型設備的數據互通與功能整合，降低異構設備協同開發(fā)的技術門檻與建設成本，為煤礦智能化升級構建高效統(tǒng)一的技術底座。

在輸送帶巡檢場景中，基于礦鴻手機開發(fā)的專用小程序是智能化升級的核心載體。小程序深度對接礦鴻系統(tǒng)的實時數據采集功能，以可視化圖表、動態(tài)看板等形式，直觀呈現輸送帶運行數據、設備工況參數等關鍵信息。通過圖形化界面設計，巡檢人員可快速獲取輸送帶運行動態(tài)數據，同步監(jiān)測設備整體運行狀態(tài)、電機負載與溫度變化、沿線傳感器反饋等多維信息，實現輸送帶巡檢從傳統(tǒng)人工經驗判斷向數據驅動決策的轉變。

2.2 礦鴻輸送帶智能巡檢系統(tǒng)應用

通過礦鴻適配改造目前設備，統(tǒng)一設備系統(tǒng)、統(tǒng)一標準，設備和應用分層解耦，建立人與設備、設備與設備、設備與云端的互聯互通和智能協同，形成了采集-管理-控制-監(jiān)控-預測維護一體化工作模式，提升了智能化程度和設備效率，智能輸送帶巡檢技術研發(fā)過程如圖3所示。

圖3 智能輸送帶巡檢技術研發(fā)過程

（1）接口層

負責協議棧對上層業(yè)務應用的總體能力呈現。涵蓋協議棧提供的現有能力及后續(xù)擴展能力，包括發(fā)現設備、采集設備信息、發(fā)送文件、控制設備執(zhí)行某項操作的能力等。

（2）模型層

提供各類設備在實現層面的抽象表達方法，涵蓋設備基本屬性的描述方法、設備對外提供服務的描述方法、設備配置文件格式定義等，支撐配置管理、設備控制等子模塊的邏輯實現。

（3）服務層

負責協議棧的對上接口能力實現，涵蓋協議棧提供的現有能力及后續(xù)擴展能力，包括各類設備的發(fā)現連接能力、近場/遠程控制能力、服務發(fā)現能力及文件傳輸能力等。

（4）安全層

提供協議棧進行各類設備間業(yè)務交互過程中的安全保障能力，包括在設備發(fā)現連接過程中所需的設備合法性認證能力、協議報文發(fā)送/接收過程中的加解密及完整性校驗能力等。

（5）傳輸層

面向服務層和模型層，提供設備間業(yè)務會話可達性、各類業(yè)務操作指令及模型抽象編碼的消息報文格式定義，以及邏輯通道的連接管理、服務質量優(yōu)先級調度。

通過礦鴻輸送帶智能巡檢改造，提高輸送帶智能巡檢能力，降低設備故障率，保障了人員安全，提升礦山智能化運營水平，輸送帶智能巡檢系統(tǒng)架構如圖4所示。

圖4 輸送帶智能巡檢系統(tǒng)架構

目前紅慶河煤礦主要對3條主運輸送帶（南翼大巷，北翼大巷一部、北翼大巷二部）的主控制器進行了礦鴻化改造，巡檢人員通過礦鴻手機配套小程序，可視化展示和查看輸送帶運行數據、設備狀態(tài)數據等。巡檢小程序展示設備狀態(tài)、電機狀態(tài)、沿線狀態(tài)、張緊狀態(tài)、各傳感器保護狀態(tài)、輸入輸出點狀態(tài)、制動閘狀態(tài)、模擬量信息、歷史記錄查詢、被控設備聯起、聯停功能等信息。礦鴻手機配套小程序界面如圖5所示。

圖5 礦鴻手機配套小程序界面

礦鴻智能巡檢技術實施效果

3.1 礦鴻智能瓦斯巡檢系統(tǒng)實施效果

智能瓦斯巡檢系統(tǒng)推動了煤礦作業(yè)的無紙化進程，減少了紙質文檔的使用，降低成本，體現了環(huán)保理念。瓦檢員利用便攜檢測儀氣體檢測后，數據自動上傳至電子白板和后管系統(tǒng)。系統(tǒng)操作簡便易用，界面設計直觀明了，提供靈活的配置選項，滿足不同場景的操作要求。瓦斯智能巡檢系統(tǒng)在煤礦運營的常態(tài)化應用，為操作人員提供了便捷、高效的巡檢工具，進一步優(yōu)化了人力資源的配置，礦鴻智能智能巡檢技術實施效果主要體現在以下3個方面。

（1）安全效益方面

礦鴻智能巡檢系統(tǒng)的實時瓦斯監(jiān)測和智能預警功能，降低了作業(yè)人員暴露在危險區(qū)域的風險。與傳統(tǒng)巡檢方式相比，智能巡檢系統(tǒng)通過連續(xù)的數據采集與分析，及時發(fā)現并預警危險情況，工作人員在安全距離外就能準確掌握礦井內的安全狀況。系統(tǒng)智能分析功能可預測瓦斯?jié)舛茸兓厔荩兄谔崆安扇〈胧┓乐雇咚钩瑯?，預防事故的發(fā)生，保障了工作人員的生命安全，并避免了因事故導致的生產停頓和經濟損失。

（2）經濟效益方面

礦鴻智能巡檢系統(tǒng)實現無紙化作業(yè)后，每年可節(jié)省紙質記錄、打印設備及耗材費用約20萬元；巡檢效率提升30%，同等人力配置可將瓦斯巡檢覆蓋范圍擴大1.5倍，通過優(yōu)化人員配置，減少冗余崗位，每年可節(jié)省人工成本約30萬元。

（3）在社會效益方面

礦鴻智能巡檢系統(tǒng)為煤炭行業(yè)智能化轉型提供可復制的技術方案，推動傳統(tǒng)煤礦向數字化、智能化升級，系統(tǒng)操作便捷性降低了技術應用門檻，有利于行業(yè)人才培養(yǎng)與技術普及。

3.2 礦鴻輸送帶智能巡檢系統(tǒng)實施效果

礦鴻輸送帶智能巡檢系統(tǒng)通過礦鴻化改造，實現了相關設備的全面互聯互通和智能協同，通過創(chuàng)新性技術整合和應用，實現了設備系統(tǒng)統(tǒng)一和標準化，提高了設備兼容性和互操作性。

（1）在效益性方面

礦鴻智能巡檢系統(tǒng)通過實時監(jiān)控輸送帶運行狀態(tài)，及時發(fā)現并處理潛在故障，延長了設備使用壽命，減少了因設備故障導致的停工停產時間。系統(tǒng)減少了人工巡檢的頻率和強度，降低了巡檢人員意外傷害風險，為煤礦行業(yè)的安全生產提供了有力保障。

（2）在可操作性方面

礦鴻智能巡檢系統(tǒng)的巡檢小程序展示了設備狀態(tài)、電機狀態(tài)、沿線狀態(tài)等信息的實時可視化，支持歷史記錄查詢功能，為設備維護和故障排查提供了便捷途徑，通過礦鴻手機的配套使用，巡檢小程序界面設計直觀明了，工作人員可快速掌握操作要領，增強了系統(tǒng)可操作性和便捷性。

結 語

紅慶河煤礦引入基于礦鴻系統(tǒng)的智能巡檢技術成效顯著。礦鴻智能智能瓦斯巡檢系統(tǒng)構建云-端-設備管理架構，實現數據實時采集、預警及全流程數字化管控，在安全、經濟、社會效益方面得到提升；礦鴻智能輸送帶巡檢系統(tǒng)通過礦鴻化改造，實現了設備互聯互通與智能協同，實時監(jiān)控運行狀態(tài)，延長設備壽命，降低故障風險，提升設備兼容性，在效益和可操作性上優(yōu)勢明顯，為煤礦智能化轉型、安全生產及行業(yè)技術普及提供了可復制的成功范例。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領域產學研用新進展的綜合性技術刊物。

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