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智慧矿井建设方案设计智慧矿井是传统矿井的升级版，其基于物联网、云计算、大数据等技术，将传感器、无人机、人工智能等一系列高新技术应用于煤矿开采和管理中，最终实现矿井智能化、高效化、安全化。
下面就智慧矿井的建设方案进行详细设计。
一、建设背景和目标智慧矿井的建设是为了满足现代化煤炭企业的需求，提高矿井的生产效率，降低矿井的生产成本，加强矿井的安全生产管理。
本项目的目标是在现有矿井的基础上，通过引进先进的物联网和大数据技术，实现实时监测矿井生产数据，提高燃料利用率和生产效率，降低排放和吸附harmful gas的成本，保障职工身体健康安全，最终达到智慧化、高效化和安全化的目标。
二、建设方案1. 智能传感器利用智能传感器获取矿井各种生产指标数据，包括温度、湿度、气体含量等指标。
这些数据将通过物联网进行共享和传输。
2. 云计算采用云计算技术，建立一个矿井生产数据中心，存储和处理实时数据，并可用于预测和维护矿井设备。
理论上，结合传感器数据的实时监测，根据煤矿开采的生产线自主调整，大大地提高生产效率。
3. 矿井预警系统利用物联网技术，通过监测矿井内部的各种异常情况，包括地质变化、气体爆炸等，提前预警和实时处理异常情况。
4. 人工智能通过人工智能技术，为矿井生产系统提供自主学习和自主决策能力，比如通过对神经网络和模型的建立和分析，矿井生产系统可以不断地学习和改进，提高生产效率、节省燃料、减少废弃物、改善工作环境、提高安全性和优化矿井管理等。
5. 机器人技术通过引进领先的机器人技术，强化矿井生产现场的自动化，减少人力的投入和危险的生产环境，如路面作业、水火灾救援和灾害处理等。
三、建设成果智慧矿井建设的主要成果有：1. 节省能源和燃料成本智慧矿井通过实时监测、预测和自动控制矿井设备，可以更准确地控制采煤工艺流程、加强资源节约和能源效率，以达到节约煤炭和燃料成本的目的。
2. 提高产量和生产效率通过智慧矿山环境的智能优化、设备的智能诊断以及智能优化路线的应用，矿井的生产效率大大提高。
关于榆阳煤矿现代化矿井建设标准的探讨关于现代化矿井的标准，1986年煤炭工业部对现代化矿井是这样界定的:安全好、用人少、效率高、经济效益好、矿峰正、职工生活好。
1996年煤炭部又提出了现代化矿井应是单产水平高、劳动效率高、资源回收率高、安全状况好、劳动条件好、经济效益好、环境治理好的“三高四好”煤矿。
根据煤炭工业的发展，目前的现代化矿井的是指生产的规模化、装备的现代化、队伍的专业化、管理的信息化和资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境治理好。
榆阳煤矿的现代化标准应该是:1、生产规模达到300万吨，2010年达到500万吨；2、生产装备实现100%机械化，实现全部综采综掘，完全取消房柱式炮采；3、员工队伍大本和中级职称以上的达到15%，大专和技术员以上职称的达到15%,员工总数量控制在600人左右，人均功效达到1万吨；4、管理信息化水平达到100%,形成信息化网络；5、资源储量达到9亿吨，资源利用率达到60%以上。
6、安全生产实现零死亡，达到本质型安全矿井标准；7、经济效益实现吨煤盈利100元以上，生产成本控制在200元以内；8、环境保护达到国家标准，实现减排目标，建设生态、生活、生产的精美环境；9、企业文化达到企业文化示范矿中煤政研会授牌，五精管理成为全煤样板矿；10、员工收入人均达到5万元以上，始终保持同行业中等以上水平，每年增资幅度不小于10%。
从目前看，榆阳煤矿现代化建设有这样几个点，一是重点。
目前国家将120万吨矿井就列入了大型矿井，但榆阳矿的目标是两年达到500万吨，每年增幅100万吨。
二是难点。
目前榆阳矿人均功效只有3000多吨，按照神南公司的要求要达到人均一万吨，要实现这个目标就要减少用人，提高产量。
三是攻点。
，榆阳取得了企业文化示范矿，但下一步要成为五精管理样板矿，得到中煤政研会的命名，这要下很大功夫。
四是稳点。
榆阳矿目前取得了安全生产近1000天，但要成为本质型安全矿井，保证矿井长治久安还要努力。
矿井设计总体思路建议现代化矿井建设是一项复杂的系统工程。
要实现优质、快速、高效的建设目标，就必须做好设计规划工作。
建议结合实际，按照采用行业内顶级工艺、技术与装备并具备一定的超前性进行设计。
一、正确制定矿井的设计指导思想和主要原则通过采用先进技术装备及现代化管理，实现矿井安全好、用人少、效率高、效益好、节能环保，主要技术经济指标达到国内外先进水平的目标。
二、准确掌握基础的地质资料设计前应结合精查地质报告对井田范围内进行地质补勘，彻底摸清井田范围内地质构造、水文地质及资源赋存情况。
三、实行高度集中化生产在高度综合机械化基础上实行高度集中化，以达到安全高效的目的。
建议矿区内矿井地面生产系统、工业广场应考虑相邻新建矿井有机整合、共用，联合布置。
矿井系统设计应考虑相邻矿井在不建新井的情况下，具备整合相邻矿井资源的条件。
四、合理开拓、开采系统1.开拓方式优先选择平硐开拓，有条件矿井开拓方式应满足连续化一条龙运输（煤流系统全部采用远程集中控制自动化程度高大运量高强度运输机，辅助运输采用从地面直接到工作地点的无轨胶轮车运输方式等）。
具体结合现场实际并提供方案经经济技术比较确定。
2.合理选定井口及工业场地位置在井口位置考虑时，可与首采区位置选择密切结合，矿井首采区、首采面应优先考虑资源赋存稳定、瓦斯灾害小的区域，以期达到出煤早、达产快，经济效益好。
3.重视风井位置的选择在选择主、副井位置的同时，要认真选好风井位置。
实现在保证矿井通风安全的同时，还能实现矿井快速施工建设的目标。
4.合理确定开拓水平应尽可能集中一个水平保证全矿产量，水平要有足够的可采储量保证合理的服务年限。
5.改革巷道布置，满足多通道、双翼同时施工需要。
一是区段石门建议至少3条以实现区段双翼施工生产要求；二是布置采区总回风巷或边界系统，为实现多通道进入组织快速施工打下基础。
6.系统能力富裕并采用先进工艺、技术与装备矿井系统能力必须要有足够的富余，特别是通风系统、抽采系统、运输系统要充分结合矿井瓦斯灾害等级进行设计，供电系统、运输系统要充分考虑“四化”建设需要，排矸系统从采区至地面必须实现连续化运输，运煤系统、排矸系统井下必须考虑缓冲能力，地面及主系统故障短时间内不影响采区生产。
采矿业中的矿井设计与开发在采矿业中，矿井设计与开发是一个关键的环节，它涉及到矿山的运营效率、安全性以及资源利用的可持续性。
本文将从矿井设计与开发的概念、设计原则、开发过程等方面进行探讨。
一、矿井设计与开发的概念矿井设计与开发是指根据矿山的地质条件和资源特点，制定出最佳的开采方案，并进行相应的布置和建设，以实现高效、安全、可持续的矿山开采。
矿井设计与开发涵盖了矿井的平面布置、坡道设计、矿井巷道等各个方面，旨在提高矿山的产量和生产效率，同时保证矿工的安全。
二、矿井设计与开发的原则1. 安全原则：矿井设计与开发必须以安全为首要原则，保障矿工的生命安全和健康。
在设计与开发过程中，应充分考虑地质地形、岩层稳定性、通风条件等因素，采取相应的安全措施，减少事故发生的风险。
2. 高效原则：矿井设计与开发应最大程度地提高矿山的产量和生产效率。
通过合理的坡道设计、巷道布置以及设备选型等，降低矿山的运营成本，提高开采效率。
3. 环保原则：矿井设计与开发需充分考虑环境保护。
在布置矿井时，应尽量减少对周围环境的影响，合理利用资源，减少矿山废弃物的产生，并采取相应的环境保护措施。
三、矿井设计与开发的过程1. 前期调研：在进行矿井设计与开发之前，需要进行充分的调研工作。
包括矿山的地质勘查、水文地质调查、资源储量评估等。
通过调研了解矿山地质构造、岩层情况以及水文情况，为后续的设计和开发提供依据。
2. 方案设计：在前期调研的基础上，进行矿井的方案设计。
方案设计包括矿山的平面布置、坡道设计、巷道布置等。
设计应符合安全、高效、环保的原则，充分考虑地质和水文条件，保证开采效率和安全。
3. 工程建设：根据方案设计，进行矿井的具体建设。
包括洞室开挖、支护加固、设备安装等。
工程建设需要注意施工过程中的安全问题，确保工程质量和矿工的安全。
4. 运营管理：矿井建设完成后，进行矿山的运营管理。
包括生产管理、安全管理、设备维护等。
通过有效的运营管理，提高矿山的运营效率和资源利用率。
矿井六点设计理念落实工作计划及采取措施1、矿井达到“一井一面”：富东公司90万吨矿井基建期间生产规模为年30万吨，采8号或9号煤层，8号或9号煤层平均厚度分别为2.04米、2.12米，目前井下装配一综采工作面，年30万吨生产规模“一井一面”可保证。
根据富东公司90万吨矿井兼并重组整合项目初步设计，矿井在达产时设计首采面在15101，一个综采工作面、两个综掘工作面，设计15上号煤层工作面采用综采一次采全高采煤方法，工作面长150m，平均采高3.33m。
15号煤层工作面生产能力：Q采＝LabMγΦc/1000Q采＝150×5.4×330×3.33×1.4×0.80×0.95/1000＝947.075kt综采工作面年推进度1426m，年掘进量为3500m。
掘进平均纯煤断面为10.4m2，掘进煤量：Q掘＝3500×10.4×1.40/1000＝50.960t/a。
则矿井生产能力为:Q矿＝Q采+Q掘＝947.075+50.960＝998.035kt满足矿井0.90Mt/a的设计生产能力要求。
该工作面储量为98.7万吨，服务年限为13个月，可以满足90万吨矿井的要求，实现矿井“一井一面”的要求。
2、提高矿井装备、技术现代化水平：依据富东公司90万吨矿井兼并重组整合项目初步设计，矿井基建项目从设计、建设到投产达标，从投资规模到每个系统、巷道、硐室及工作面等方面的配置，均从现代化的理念去设计去考虑，最终要建成高效率、高标准的现代化矿井。
矿井提升、通风、排水、压风等主要机械设备选型均充分考虑了节能因素，选用了运行效率高、节能的新型设备。
（1）实现采掘装备现代化矿井设计安装一个综放工作面，配置两个综掘工作面。
表5-3-1 掘进工作面主要设备一览表（2）运输系统现代化大巷及运输上山运输采用带式输送机运输；15号煤层井下辅助运输采用调度绞车牵引1t系列矿车接力运输，轨道上山采用卡轨车。
智能化矿井建设工作思路随着科技的不断进步，智能化矿井建设已经成为矿业发展的趋势和方向。
智能化矿井建设旨在通过应用现代信息技术，提高矿井的安全性、生产效率和资源利用率。
本文将从技术设备的选取、数据采集与分析、智能化管理和人才培养等方面，探讨智能化矿井建设的工作思路。
一、技术设备的选取智能化矿井建设的第一步是选择合适的技术设备。
这些设备应具备高度自动化、智能化和安全可靠的特点。
例如，高精度的测量仪器和传感器能够实时监测矿井的地质构造和矿体变化，确保矿井的稳定性和安全性。
同时，使用先进的掘进机械和运输设备，可以提高开采效率和资源利用率，降低人力成本和环境污染。
二、数据采集与分析智能化矿井建设需要大量的数据采集与分析工作。
通过安装传感器和监测设备，可以实时监测矿井的温度、湿度、气体浓度等参数，及时发现异常情况并采取相应的措施。
采集到的数据可以通过大数据技术进行存储、处理和分析，为矿井的运营提供科学依据。
例如，通过对矿井的生产数据进行分析，可以优化生产计划，提高生产效率和资源利用率；通过对矿井的安全数据进行分析，可以预测和预防事故的发生，保障矿工的安全。
三、智能化管理智能化矿井建设还需要建立科学的智能化管理体系。
通过应用信息技术，实现对矿井生产过程的全程监控和管理。
例如，运用物联网技术，可以实现对矿井设备的远程监控和故障诊断，及时发现和解决设备故障，提高设备的可靠性和维修效率。
另外，通过建立矿井生产数据的实时监测和分析系统，可以对生产过程进行精细化管理，优化生产过程，提高生产效率和质量。
四、人才培养智能化矿井建设需要具备相关技术和管理知识的人才。
因此，培养和引进高素质的人才是智能化矿井建设的重要任务。
一方面，要加强对现有员工的培训和技能提升，提高他们的智能化应用能力；另一方面，要引进新的人才，包括信息技术专家、数据分析师等，为智能化矿井建设提供专业支持。
智能化矿井建设工作涉及到技术设备的选取、数据采集与分析、智能化管理和人才培养等多个方面。
doi ：10.11799/ce201312055收稿日期：2013－10－16作者简介：何芳现（1961－），男，山东菏泽人，工程应用技术研究员、注册采矿工程师、获国务院政府津贴，1983年毕业于原山东矿业学院采矿专业，现任煤炭工业济南设计研究院有限公司副总经理，一直从事采矿设计和管理工作。
现代化矿井设计理念和思路何芳现（煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东济南250031）摘要：现代化矿井设计要瞄准当今世界先进水平，采用各种先进科技成果和技术装备，按照系统工程原理，结合矿井实际，全面规划，系统配套，使矿井在整体上、发展中实现现代化。
文章从矿井的设计指导思想和主要原则，矿井设计建设的基础，矿井建设的关键等方面论述了现代化矿井设计的理念和思路。
关键词：现代化矿井；设计理念；设计思路；系统工程中图分类号：TD214文献标识码：B 文章编号：1671－0959（2013）S2-0018-03Design Idea and Conception of Modernized MineHE Fang －xian（Jinan Design and Ｒesearch Institute Company Limited of Coal Industry ，Jinan 250031，China ）Abstract ：A design of the modernized mine should aim at the present world advanced level with each advanced technical achievements and technical equipment．According to the system engineering principle ，in combination with the mine actual ，full planning and system matching ，the mine should be realized with the modernization from the mine integration and development．The paper stated the design idea and conception of the modernized mine from the guide idea and major principles of the mine design ，the base of the mine design and construction ，the key of the mine construction and other aspects．Keywords ：modernized mine ；design idea ；design conception ；system engineering 现代化矿井建设是一项复杂的系统工程。
要实现优质、快速、高效的建设目标，就必须做好设计规划工作。
陈云同志曾指出：“项目建设时期能不能加快速度，保证质量和节约投资，建成以后能不能获得最大的效益，设计工作起着决定的作用”。
设计工作是把先进的科学技术转化为生产力的桥梁和纽带，是基本建设的灵魂。
现代化矿井设计必须按照系统工程的原理，瞄准当今世界的先进水平，超前预测今后几十年技术发展的趋势；根据矿井的生产规律和具体情况，全面规划、系统配套，使矿井在整体上、发展中实现现代化，获得最佳的经济效益、社会效益和环境效益。
1正确制定矿井的设计指导思想和主要原则建什么样的矿井，建成后达到什么样的目标水平，这就是设计要确定的指导思想和原则。
合理确定矿井的建设目标要依据项目的具体建设条件、建设单位的规划要求、国家的方针政策以及社会经济各方面因素综合确定。
现代化矿井是通过采用先进技术装备及现代化管理，实现矿井安全好、用人少、效率高、效益好、节能环保，具有中国特色和主要技术经济指标达到国内外先进水平的目标。
2掌握准确的基础资料是建设现代化矿井的基础地质资料是矿井设计建设最重要的基础资料，其准确程度直接影响到国家资源的开发建设与生产。
在地质勘探时，设计应同期参与配合，酝酿开发设想，对地质勘探及时提出要求。
这样既让地质人员了解设计意图，也使设计人员吃透地质情况，使地质报告准确、可靠和有效。
另外，对矿井建设的外部条件（水、电、路、通信）和市场环境做深入调查，为现代化矿井设计建设与生产打下可靠的基础。
3实行高度集中化生产是现代化矿井的核心生产高度集中化是现代化矿井最主要的特征，在高度81设计技术煤炭工程2013年第12月综合机械化基础上实行高度集中化，以达到安全高效的目的。
近年来，随着大功率电牵引采煤机、大运量高强度运输机、电液控制的快移支架及相应配套设备的发展，出现了一大批安全、高产、高效综采工作面，使得矿井生产集中化达到新的高度。
如神东矿区大柳塔、补连塔、上湾、哈拉沟等一系列矿井采用大采高综采工艺，工作面产量达1000万t/a以上；平朔矿区安家岭一号、二号井、大同矿区塔山矿井采用放顶煤综采工艺，工作面产量接近或达到1000万t/a；地质条件相对复杂的兖州矿区东滩、兴隆庄矿井，放顶煤工作面产量达到600万t/a以上；高瓦斯矿井（如淮南顾桥矿井、晋城寺河矿井等）抽采瓦斯后，工作面产量亦达到500万t/a以上。
目前，国内正设计建设的年产1000万t及以上矿井大都采用“一矿一面”或“一矿两面”的开采布局。
这大幅度提高了煤矿生产集中化程度和规模效益。
4选择合理的开拓、开采系统是建设现代化矿井的关键矿井是通过井巷工程采出地下煤炭资源的工程体系。
因此，矿井的开拓部署和开采系统设计是矿井设计的关键。
1）因地制宜选择开拓方式：在井工开采中，平硐、斜井（含缓坡斜井）、立井或相互结合的开拓方式，必须根据地下煤层赋存和地面实际情况综合考虑，因地制宜进行多方案比较选择。
有条件矿井开拓方式应满足连续化一条龙运输（煤流系统全部采用自动化程度高的胶带输送机运输，辅助运输采用从地面直接到工作地点的无轨胶轮车运输方式等）。
2）合理选定井口及工业场地位置：井口是矿井开拓部署的关键，需要统观井田全局，兼顾地下与地面、前期与后期等各方面因素，在井口位置考虑时，可与首采区位置选择密切结合，以期达到出煤早、达产快，经济效益好。
3）重视风井位置的选择：在选择主、副井位置的同时，要认真选好风井位置。
风井安排得好，不仅保证矿井通风安全，而且是加快矿井施工建设的重要途径。
4）合理确定开拓水平：矿井开拓水平要与井口位置联合考虑。
对于新建矿井应尽可能集中一个水平保证全矿产量。
水平要有足够的可采储量保证合理的服务年限。
5）改革巷道布置，多做煤巷少做岩巷（除高瓦斯突出矿井）。
沿煤层布置巷道可大大简化生产系统，大幅度降低掘进率。
同时，巷道支护积极采用锚网喷技术，加快掘进速度，减少成本，提高效率。
5全面规划、系统配套，保证矿井的整体最佳效益矿井建设是一个庞大的系统工程，设计必须对各系统与环节进行全面规划、综合配套、整体协调，实现“十化”目标。
1）采掘综合机械化和自动化。
采用国内外最先进的采煤、掘进设备，特别是采煤工作面尽可能全部自动化，实现工作面无人跟机操作、远程监控，为煤矿“无人化”开采奠定基础。
2）生产高度集中化。
目前，国内已建成千万吨级煤矿53处，产量达7.3亿t，大都采用“一矿一面（两面）”开采布局。
因此，提高工作面单产，实行高度集中化生产，才能实现现代化矿井的安全高效。
3）开拓系统合理化。
开拓系统是全矿井的骨架，是现代化矿井能否充分发挥先进技术和装备的保障。
因此，设计要适当加大采区（盘区）尺寸和工作面的推进度。
目前，工作面推进度已达6000m，矿井开拓设计或矿区总体规划都要充分考虑今后几十年开采技术的发展。
4）煤流运输连续化。
稳定可靠的煤流运输是矿井稳产高产的保障，矿井开拓部署要为矿井运输系统的简化和高可靠性提供良好的条件，力争实现（立井除外）从工作面到地面全部实现胶带输送机连续运输。
5）辅助运输简便化。
在开拓系统合理化基础上，选用新型有效的运输机械设备，简化井下辅助运输系统和环节，尽可能实现单一系统的连续运输（如无轨胶轮车从地面直接到工作面），从而减人提效。
6）主要设备自动化、集控化。
矿井提升、通风、排水、压风、供电等设备不仅技术先进，而且要实现自动化、集控化，逐步做到无人值守。
7）辅助（附属）设施社会化。
改变以往煤矿“大而全”、“企业办社会”的局面，简化矿井地面布置，只留必要的生产、生活及辅助设施。
减少矿井职能，提高社会效益。
8）管理信息化、数字化。
建立以信息化为支撑的现代化管理系统。
为保证矿井安全高效生产，矿井将建立井下环境监测系统、生产过程监控系统、矿井信息管理系统。
促进各项管理工作和安全监控现代化、科学化。
实现生产系统远程自动化控制和安全监测监控系统自动化。
9）地面布置合理化。
统筹安排生产、生活，简化地面环节，力求总平面布置功能分区明确、工艺流程合理。
10）安全、节能、环保文明化。
安全是煤矿生产的第一要务；环保节能是现代化矿井建设的重要标志。
设计完善各种自然灾害的防治，同时搞好环境绿化、美化工业场地。
6结语现代化矿井设计，首先对影响矿井建设的各种因素进行全面分析，确定好矿井设计指导思想和主要原则；设计过程中要总结现代化矿井建设经验，做好调查研究，抓住关键问题（即主要矛盾）进行全面分析论证，科学合理地解912013年第12月煤炭工程设计技术决；坚持科学发展观，用发展的观点和超前的思维方式看问题。
科技在进步，生产在发展，一切事物都在运动，国内外采矿技术近年来发展很快，设计必须高度重视信息，掌握动态，顺乎发展规律；坚持创新观点，科技是创新，设计也是创新；坚持实践观点，设计要变成现实，还需要建设单位、施工单位及有关部门的共同努力。
因此，设计工作要坚持实践、认识、再实践、再认识的辩证唯物主义认识论，不断提高，不断前进。
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