现代化矿井模型

煤矿智能化开采技术方向研究煤炭已经成为世界经济发展、现代化建设所赖以生存的最重要的能源资源。

然而，煤炭资源在推动社会进步的同时，也引起了诸多负面影响例如地表深陷、地下水倒灌、瓦斯爆炸等。

目前煤炭開采过程仍存在一定安全隐患，因此实现现代互联网技术、自动控制技术与信息技术在煤炭开采过程中的应用，将使整个煤炭输运过程和管理控制过程有机整合成一个自动控制的整体，有利于煤炭开采过程的安全和远程控制，将成为未来煤炭开采行业的主要研究方向。

标签：煤矿;智能化开采;发展方向煤矿智能化开采可以将现代互联网技术、自动控制技术与信息技术有机整合在一起，将该技术应用于煤炭开采过程中可以实现煤炭开采三维空间统一于具有相同时间、空间坐标的二维网络平台中，并在计算机上实时显示管理监督和现场操作情况，使整个煤炭输运过程和管理控制过程形成一个自动控制整体。

一、煤矿智能化开采概述煤矿智能化开采将信息技术、互联网技术、自动控制技术结合在一起应用于矿山开采过程中，实现整个矿山的三维可视化和矿体模型建立。

将处于不用位置、不同时间的矿山开采三维空间统一于具有同一时间和空间的网络平台上。

实现海量地质结构数据的分类、有序整合，提高数据查询的效率和准确性。

同时数字矿山还能更具已有的地质结构数据和实时监测数据，通过借助空间分析软件、辅机设计软件、三维可视化软件、遥感探测软件、科学计算软件等提供可靠的矿山开采分析数据，为资源储备量的估计、开采设计、安全生产、管理决策提供方便高效的智能数字化平台，保证企业能够提高自身经济效益、市场竞争力和市场占有率，最终实现整个矿产行业的可持续发展。

煤矿智能化开采包含众多内容，通过计算机实现矿山的综合自动化，例如监控数字化、设备自动化、信息集成化、管理集成化、开采过程模拟化、决策处理一体化。

智能化矿山建设的目标是通过计算机网络将整个矿山信息建立成一个三维虚拟矿山模型，通过该三维模型可以方便准确的描述矿井内各点信息。

利用网络平台实现实时监测数据的集中显示，可以使不同部门之间同时获得矿井内相关信息，帮助各部门之间协同工作、信息共享和方案讨论。

数字化矿山设计经验浅谈彭南良2012年（中冶长天国际工程有限公司矿山分院，长沙）一、数字化发展现状1、数字矿山概念及前景数字矿山是数字地球的具体应用和具体体现，是数字化、智能化、自动化、信息化技术在采矿生产中的具体应用，目的是为了从根本上改变矿山传统的生产模式，实现矿山安全、高效、经济开采。

2、数字矿山的国外应用现状20世纪90年代，国外矿山已经在矿业软件应用、三维矿床模型的建立、储量和品位计算、设计和计划优化、生产调度和指挥等领域全面实现了计算机化和网络化；矿业发达国家重点转向智能矿山、自动化采矿技术的研究与应用，并已取得了丰硕成果。

3、数字矿山的国内应用现状国内矿山则通过建设“数字矿山”来实现矿山的信息化、数字化，以此为基础开展研究与开发建设工作。

多所高等院校、科研院所相继设立了与数字矿山有关的研究所、研究中心、实验室或工程中心。

如中南大学2005年设立了数字矿山实验室;北京科技大学2006年设立了数字矿山实验室;2007年，东北大学设立了3S与数字矿山研究所;中国矿业大学设立了矿山数字化教育部工程研究中心。

神华集团、首钢矿业公司、山东黄金集团下属的焦家、新城和三山岛等矿山、南京梅山铁矿、安徽冬瓜山铜矿、云南会泽铅锌矿等企业或矿山围绕矿业软件应用、过程自动化、安全生产、经营管理等内容在实现装备现代化的同时，在提高矿山信息化、自动化，设计计划优化、井下采矿生产过程监控技术、设备与人员的智能调度技术、井下安全监测、人员定位、决策支持智能化、建设数字矿山方面做出了突出成绩。

4、技术层面现状(1) 地质资源、地矿工程的可视化方面地质资源、地矿工程的可视化主要靠商品化的矿业软件来实现；GEMCOM（Surpac）、Micromine、Minesight、Datamine等国外矿业软件在国内矿山应用较广泛。

最近几年，国内矿业软件如Dimine、3Dmine等有了长足的发展，占领了一定的市场分额，取得了较好成绩。

《现代化矿井仿真实验系统》 实 验 教 学 指 导 书山东科技大学矿业工程实验教学中心二 00六年三月一、实验基本信息实验学时：2学时；实验类型：综合实验；实验要求：必修二、实验目的通过本实验的学习，使学生在全面学习采矿学理论知识的基础上，巩固课堂知识，全 面了解现代化矿井的地面、地下生产系统，理解煤炭的生产流程，了解和掌握煤矿开拓的 主要方式、采区巷道布置以及采煤方法，了解矿井运输、通风、辅助运输等主要生产系统， 能够建立起巷道布置的空间概念等。

三、实验内容、井下主要生产系统等。

矿井地面工业广场（地面生产系统）图 1 现代化矿井仿真模型地面、地下生产系统（1）图 2 现代化矿井仿真模型­­­地面、地下生产系统（2）图 3 现代化矿井仿真模型地面、地下生产系统（3）1地面工业广场（地面生产系统）图 4 现代化矿井仿真系统—地面工业广场图 5神东大柳塔煤矿 主井出煤 皮带走廊 洗煤厂洗煤 自备电厂 皮带走廊地面煤仓皮带走廊 自备电厂 地面煤仓 装车外运（火车、汽车）图 6 布连塔煤矿图 7 济三煤矿（1）图 8 济三煤矿（2）2 井田开拓图 9 矿山井巷1 立井2 斜井3 平硐4 暗斜井5 溜井 6石门 7 煤层平巷 8 煤仓 9上山 10 下山 11 风井 12 岩石平巷13 煤层平巷3 井下主要生产系统（动画）图 10 矿井地下生产系统1 主井、2 副井、3 井底车场、4 主要运输石门、5 运输大巷、6 风井、7 回风石门、8 回风大巷、9 采区 运输石门、10 采区下部车场、11 采区下部材料车场、12 采区煤仓、13 行人进风巷、14 运输上山、15 轨道上山、16 上山绞车房、17采区回风石门、18 采区上部车场、19 采区中部车场、20 区段运输平巷、 21 下阶段回风平巷、22 联络巷、23 区段回风平巷、24 开切眼、25 回采工作面图 11 现代化矿井生产系统动画（运煤、通风、运料排矸）图 12 现代化矿井生产仿真系统（运煤、通风、运料排矸）（1）运煤系统（以走向长壁采煤法为例）工作面出煤­­­运输平巷­­­­采区运输上山­­­­­采区煤仓­­­采区运输石门—运输大巷—主 石门­­­井底车场­­­主井­­­地面（2）通风系统（以走向长壁采煤法为例）地面新鲜风流­­­副井­­­井底车场­­­­主石门­­­运输大巷­­­­采区运输石门­­­采区下部车 场­­­­采区轨道上山—运输平巷—采煤工作面­­­­（污风）回风平巷—采区回风石门—回风大 巷—回风石门—风井（3）运料排矸（辅助运输）系统运料系统地面—副井—井底车场—主石门­­­运输大巷­­­­采区运输石门­­­采区下部车场­­­­采区 轨道上山—回风（轨道）平巷—采煤工作面排矸系统路线与运料系统路线相反。

XXXXXXX《安全工程导论》课程教学大纲(安全工程专业)XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX2015年8月《安全工程导论》课程教学大纲课程中文名称：安全工程导论课程英文名称：Introduction to safety engineering课程类别：专业必修课课程编号：020*******课程归属单位：矿业工程学院制订时间：2015年8月一、课程的性质、任务1．课程性质和任务（1）性质：《安全工程导论》是安全工程专业专业平台课程模块专业必修课。

（2）任务：通过本门课程的学习使学生了解安全工程专业的基本知识与内容，为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。

2．教学要求（1）课程的学习方法：课堂上进行理论学习、实例分析、课堂练习、课后作业，理解并掌握基本概念。

课外，通过演示实验让学生对矿井各生产系统有基本了解。

（2）课程的重点及难点：①课堂教学的重点、难点：本课程的重点及难点是讲授安全科学观、安全认识论、安全方法论、安全社会原理、安全经济原理。

②实践教学的重点、难点：实践教学的重点及难点为煤矿各生产系统协调动作讲解。

（3）教学效果：通过本课程的学习，使学生对安全工程专业的基本知识与内容能有全面和系统的了解，能树立正确的安全观，运用正确的安全方法指导开展安全领域的研究与学习，为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。

3．适用专业安全工程4．本门课程与其它课程的关系《安全工程导论》是安全工程专业专业平台课程模块专业必修课之一，为后续安全工程核心专业课程学习打下了一定的理论基础。

5．学分、学时数本课程学分数为1学分。

教学总教学学时为18学时，其中理论教学16学时，实验教学2学时。

6．推荐教材周世宁,林柏泉,沈斐敏编著.安全科学与工程导论[M]. 中国矿业大学出版社, 20057．推荐参考书1.金龙哲等编著. 安全学原理[M].冶金工业出版社，2009；2.毛海峰编.安全管理心理学[M]. 化学工业出版社, 20043.罗云,程五一编著.现代安全管理[M]. 化学工业出版社, 20044.叶龙,李森主编.安全行为学[M]. 北京交通大学出版社, 20055.罗国亮. 灾害应对与中国政府治理方式变革研究[D]. 南开大学20108．主要教学方法和多媒体教学要求：（1）主要教学方法：本课程采用课堂讲授与课外实践相结合教学。

山西省现代化矿井霍尔辛赫不但拥有现代化的设备、科学化的管理，还有智能化的矿山、生态化的矿区——2012年4月，我省提出进一步推进现代化矿井建设目标，锁定了生产规模化、装备现代化、安全系统化、队伍专业化、管理科学化等核心关键词。

一年多来，一大批现代化矿井傲然伫立在三晋大地上。

但何谓现代化矿井，现代化究竟体现在哪里，一直鲜为人知。

山煤集团霍尔辛赫煤业公司注册成立于2006年，于2012年建成投产，年产量300万吨，配套建有300万吨/年规模的选煤厂和铁路专用线。

9月3日，记者走进这个全省现代化示范矿井，看装备、聊科技、下矿井、谈安全，掀开了现代化矿井神秘面纱的一角。

智慧的矿山真“聪明”矿灯是煤矿最常见的装备，但因为装上了“智能芯”，霍尔辛赫的矿灯不再普通，变得“聪明”起来了。

“感知矿山，就是运用现代网络智能技术，实现管理控制自动化、过程控制集成化、管理决策智能化、人机环境信息一体化。

”霍尔辛赫煤业公司董事长、总经理张书堂介绍，“感知矿山”是在物联网技术快速发展和应用的背景下应运而生的煤矿前沿科技项目，霍尔辛赫以良好的硬件基础优势，成为山煤集团乃至国内首家全面试点矿井。

该矿技术人员介绍，智能矿灯有这些“聪明”的特点：一是可精确定位至10米以内，远优于普通人员定位系统；二是实现了环境感知，可实时收集井下温度、瓦斯、CO等参数信息；三是实现了双向通信，瓦斯超限会及时报警，上传至井上调度中心，同时以短信息形式通知井下相关作业人员。

也就是说，人员感知、环境感知、设备感知，是智慧矿山的核心。

目前，霍尔辛赫国家示范工程一期工程建设已完成。

井下、地面双千兆光纤网络已经投入使用，35KV电力监测、提升监测监控、主通风机监控、瓦斯抽放监控、压风自动控制等16个子系统，均可通过总线方式传输至网络核心交换机，将生产现场的环境参数集中于统一的数据仓库中，实现集中处理、分析、评估和预警。

科技的力量就是“牛”综采工作面可实现无人自动化运行，最高日产可达1.5万吨，最高月产可达45万吨，工作面回采率达到95%……这一串数字并非空想，而是发生在霍尔辛赫的真实记录。

《采煤概论》课程实验指导书河南理工大学二○○四年八月前言《采煤概论》模型实验课是地质工程、测量工程专业学生在学习采煤概论课程时必不可少的重要教学环节。

对巩固同学客堂所学理论知识，增加生产实践知识，帮助同学建立矿井空间概念，进行工程素质的基本训练等起着重要作用，其效果好坏将直接影响上述课程学习。

为了使《采煤概论》模型实验课收到较好的效果，我们编写了这本指导书，其作用是使同学们对每次模型课的内容、要达到的目的、要求等能在课前及时预习，并根据要求作练习，以达到实验课的预期目的。

为了帮助同学进一步理解理论教学和采煤概论实验课教学内容，每次实验课后附有一定量的作业题，根据题的难易程度，每类型为两道题，其中一道为较容易作的题，第二道难度稍高，在使用这些习题时，可以根据学生学习程度选作。

本指导书中作业题大致有四中类型，其一是对所给图以确切命名；其二是根据模型作其平面图和剖面图；其三是根据所给之平面图作指定位置的剖面图，或根据所给之剖面图作该剖面图之平面图；其四是根据所给之图名及原始条件设计平面图和剖面图。

本指导书可供地质工程、测绘工程等非采矿专业在上《采煤概论》模型实验课时参考使用。

在使用本指导书中的习题时，要采用下述统一符号：《采煤概论》模型实验课（一）采煤方法一.目的和要求本次模型课的内容主要是学习单一煤层走向长壁采煤法和煤层群的采区巷道布置。

通过这次模型课的学习，结合课堂理论教学，了解掌握采区巷道布置的各种方式和回采工艺的各种类型，使同学们头脑里建立起采煤方法的空间概念。

二. 实验教学模型1.单一煤层上山采区巷道布置；2.近距离煤层联合采区巷道布置；3.单一煤层倾斜长壁巷道布置；4.单一厚煤层（倾斜分层）采区巷道布置；三.作业与思考1.结合课堂教学，参考教材中有关附图，将以上模型与课本附图相比较。

复习采区巷道布置类型和各种回采工艺过程，并寻求模型与附图的差异，并将自己发现的问题简要写在模型课作业纸上；2.根据模型作图：1）绘出第1号模型－单一煤层上山采区巷道布置平、剖面图（可按1：3～1：5绘制），并在图中标出巷道名称及生产系统；2）给出第2号模型－近距离煤层联合布置采区的平、剖面图，要求同1）；3）给第2号模型－近距离煤层以确切的命名。

《采矿学》（煤矿开采学）实验指导地质与矿业工程学院采矿工程系目录前言 (1)实验一采煤工艺 (3)实验二缓倾斜煤层采区巷道布置 (6)实验三近水平和急倾斜煤层采区巷道布置 (7)实验四矿井开拓及井底车场 (8)前言采矿模型实验课是采矿工程专业学生在学习专业课采矿学课程时必不可少的重要教学环节。

对巩固学生课堂所学理论知识，增加生产实践知识，帮助学生建立矿井空间概念，进行工程素质的基本训练等起着重要作用。

为了使采矿实验模型课收到较好的效果，编写了这本指导书，其作用是使学生对每次模型课的内容、要达到的目的、要求等能在课前及时预习。

为了帮助学生进一步理解理论教学和采矿实验课教学内容，每次采矿实验课后附有一定量以绘图为主的作业题，学生根据所给的原始条件完成作业。

本指导书可供采矿工程专业在上采矿模型实验课时参考使用。

在使用本指导书中的习题时，必须采用以下统一符号：一、实验内容实验一采煤工艺1、实验目的和要求模型分地面和地下两部分，地面主要是工业广场，包括家属区、办公区、电厂、变电站、冷却塔、生产区（煤仓、皮带、选煤厂、煤场、注氮注沙注浆设备等）、辅助服务区（维修车间、换衣室、灯房、澡堂等）、矸石山等。

地下部分根据煤层的赋存条件（缓倾斜、中厚及厚、近距离煤层）和回采工作面技术装备，从几方面学习1）开拓特点采用立井（主井/副井/风井），运输大巷和回风大巷在岩层布置，采用立井刀式环形井底车场。

2）巷道布置及生产系统特点准备方式有采区式和带区式。

巷道布置有单巷、双巷和多巷道类型；回采方式上主要是后退式；巷道布置采用大巷在岩层，上山在煤层或岩层，回采巷道都在煤层（平巷或斜巷）。

主要生产系统有运煤、通风、运设备材料、行人等。

3）回采工艺及方法采煤工艺有爆破采煤、普通机械化采煤、综合机械化采煤，采煤方法有走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法（俯斜式），采煤方法及厚煤层放顶煤采煤等。

4）掘进特点大巷在岩层，上山在煤层或岩层，回采巷道都在煤层（平巷或斜巷）。