一、企业基本情况

红柳林矿业公司是国家发改委2006年在神府矿区南区规划批复建设的四对大型矿井之一，矿井井田东西长约20公里，南北宽约8公里，面积约138平方公里，矿井核定生产能力1500万吨/年，配套建设选煤厂。井田煤层赋存稳定，地质构造简单，属近水平煤层，井田内可采煤层6层，属于易自燃煤层，煤尘具有爆炸性。属低瓦斯矿井，水文地质类型“中等”，无冲击地压。矿井于2006年开工建设，2009年试生产，2011年正式投产。矿井采用斜井单水平开拓，划分为北一、南一、北二、南二和西一共五个盘区。工作面采用长壁式综合机械化采煤工艺，全部跨落法管理顶板。采用“四进两回”分区式通风方式，抽出式通风方法。主运输采用带式输送机运输，辅助运输采用防爆无轨胶轮车运输。

公司严格落实“高起点设计、高标准建设、高水平管理、高效能运作”的总要求，坚持九大发展理念，紧紧围绕“931”高质量发展目标，充分利用物联网、大数据、人工智能、5G 等新一代信息技术，吸收先进智能化矿山建设经验，打造矿井智能协同、井下空气质量革命、立体生态修复，形成了红柳林智能化煤矿建设特色模式。

二、信息化建设情况

公司数字化矿山建设始于最早的2009年矿建期，根据2012年9月集团公司下发的《数字化矿山建设规范》、《数字化矿山规划蓝图》两份有关矿井数字化、智能化建设相关的指导意见规划书，参照有关文件要求，我公司编制了《红柳林矿业公司数字化矿山建设规划方案》并于2013年11月通过了集团公司组织的专家会审。

智能化矿山建设自2011年率先在15205综采工作面进行试验，拉开了大采高智能化综采工作面建设的序幕。2012年，公司构建了综采成套装备智能系统，初步实现了远程控制自动化割煤，建成了全国第一个7米大采高智能化综采工作面。截止目前已建成了12个智能化综采工作面，单面日产达3.5万吨，单面单班生产人数由14人降至最少5人。从3米到6.3米，不同采高、不同设备型号、不同生产条件下综采工作面实现了智能生产的常态化，自动化率达到了97%以上。通过不断建设，目前矿井已建成34个智能化子系统，涉及安全生产、经营管理、灾害预警、智能协同等方面。为加快智能化矿井建设，公司在2015年成立智能化管理中心，2020年成立智能化协同部。2020年11月25日，公司被列为国家首批智能化示范建设煤矿，公司在原有基础上采取顶层设计、分布实施策略，不断丰富系统功能，统一接口标准、数据标准，深化系统建设，注重实际应用效果，形成智能化综合管控平台、云计算平台、企业生产经营管理平台和数据中心等。

（一）信息基础设施。

信息基础设施建设包含通信网络、数据中心、智能地质保障等。

1.通信网络。

红柳林智能矿山通信网络包含办公网、工业网和无线通信三个系统，采用业界主流的“核心-汇聚-接入”三层架构，办公网做到层间相对独立，实现了主干万兆和桌面千兆。工业环网做到了井上万兆全光F5G工业网，井下万兆环网，实现了生产数据的快速传输与控制。无线通信系统实现地面厂区5G全覆盖、井下特定区域5G覆盖与井下4G+UWB精准定位融合系统全覆盖。 

2.数据中心。

公司数据中心机房与云计算平台，采用模块化设计，基于一体化机房统一的云化资源池，将物理资源转化为虚拟资源池，做到轻松、动态的调度各类资源，实现了资源集约化建设，保证了生产数据和经营数据的安全性。

3.智能地质保障。

公司于2017年建成地质可视化及矿井“一张图”协同管理系统并已保持稳定运行，该系统以钻探、物探、采掘和测量等数字化信息为支撑，支持C/S、B/S架构的空间信息可视化，具备空间数据、属性数据以及时态数据的存储、转换、管理、查询、分析和可视化功能等，可实现协同办公，为其它业务系统提供地理信息服务，做到对煤矿生产过程地质信息的高效管理。

4.智能化综合管控平台。

（1）智能化管控平台。

智能化管控平台基于工业互联网和云数据中心，实现矿井多源异构数据的采集、海量数据存储、提供煤矿信息模型、行业模型、机器学习算法库和相应的开发工具，统一协调实现各子系统间的资源共享、信息融合与远程集控，构建了融合自动化系统、安全监测监控、人员车辆定位系统、音视频通信、经营管理、智慧园区等55个应用子系统的统一门户管理和APP应用集成，各系统集成于同一平台、打破信息孤岛，实现数据交互融合。

（2）生产经营管理。

生产经营管理系统包含生产技术管理、机电设备管理、生产计划及调度管理、智能作业管理等系统，各系统间可进行数据交互，实现了规程措施编制、工程进度跟踪、经营指标无纸化、机电设备远程诊断、生产计划排产及调度管理等功能。智能作业管理系统采用先进的单兵装备和智慧指挥屏，实现井上下检修、生产、巡检等标准化作业流程精准推送，任务进展反馈，视频协同作业。

（二）智能灾害防治。

综合运用物联网、大数据、云计算、移动互联、图形建模等技术手段，整合汇聚水文监测系统、矿压监测系统、矿井安全监控系统等各类监测数据于智能灾害防治系统，构建瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害三维可视化模拟仿真模型，实现灾害自动预警、报警和灾害综合管控功能，做到了灾害防治任务工单化、管控流程标准化。

（三）安全管理。

根据《煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法（试行）》，建立了安全风险分级管控体系和事故隐患排查管理体系，并与高校合作研发建设了“红柳林双重预防管理信息平台”。平台具有风险分级管控、隐患排查治理、不安全行为治理、安全决策分析等7个模块。

（四）智能化采煤工作面。

经过多年探索实践，公司已先后建成了厚煤层、中厚煤层等12个智能化综采工作面，依托5G、云计算、地质透明化、大数据分析、设备姿态增强感知、视频AI算法识别、惯性导航空间定位、激光雷达测距等技术的应用，实现采煤机规划截割、智能调高、液压支架防碰撞检测、直线度调直等功能，自动化生产率最高达97%以上，真正达到了“少人则安、减人增效”的效果。

（五）智能化掘进工作面。

公司选用世界先进的连采成套装备，实现了掘进工作面的信息化、全机械化作业；与太原煤科院合作，开发了基于5G高速无线网络通信的智能化连采机，实现了地面集控中心远程控制；与山特维克公司合作，采用E-BOX技术，实现了锚杆钻机的自动定位、自动钻锚和自动检测，采用可动态修正的地质模型模块、惯性导航系统、多机联动模块、设备三维再现模块和电子围栏模块实现掘进设备的掘、支、锚、运等工序的协同控制。

（六）智能主运输系统。

对主运输集中控制系统升级改造，实现了整个主运输系统顺煤流一键启动、远程集控等功能，达到了整个主运输系统智能调速、智能联动、节能降耗和减员提效；采用AI算法，实现皮带空载、煤流量、异物、人员违规穿越等识别及联控。应用轨道式巡检机器人、声呐、环境光纤无源传感、智能除铁等新技术，实现主运输系统实时检测、预测、诊断、分析。

（七）智能辅助运输系统。

依托物联网、云计算、大数据、4G/5G/wifi等信息技术，建设完成智能辅助运输系统，实现车辆智能调配、数据共享、语音提醒、视频对讲、运行数据上传、物流追踪闭环、“一台一档”等功能，并与智能仓储、内部大市场平台数据互联互通，构建了一套智能、协同、经济、实用的智能辅助运输系统。

（八）生产辅助系统。

 1.智能供配电。

 公司建成了矿井电力监控系统，实现了110kV及35kV变电站集控室对各10kV变电所、配电室进行电力监控，目前地面、井下变电所均已实现“无人值守、有人巡检”常态运行。

 2.智能供排水。

通过对主供水管路安设压力、流量传感器及控制系统升级，实现供水系统集中控制、实时监测、故障远程诊断。通过对排水泵房升级改造，实现地面集中控制、视频监控、故障分析诊断、多台水泵轮换、多级排水泵房联动等功能，主排水系统已实现“无人值守、有人巡查”常态化运行模式。

 3.智能通风。

基于通风网络在线监测、隐患智能辨识、远程控制通风设施、变频主通风机和局部通风机为一体的通风决策及控制，通过通风网络解算、分析，进行预测、预警，实现远控通风设施、变频局部通风机和主通风机的智能联动和远程控制，从而达到通风机无人值守的目标及风量、风速的远程智能调节。

 4.智能压风。

通过压风机房增设压力、流量、温度等各类传感器，实现了排气压力、风包压力、排气温度、排气流量等数据的在线监测。通过对控制系统升级，实现了压风机自动轮换运行、故障自动倒机、定时自动倒机等功能。

（九）智能洗选系统。

  1.智能化选煤厂。

 智能洗选系统包含生产控制系统、自动配煤系统、节能控制系统、智能视频分析系统、数据信息管理与分析系统等多个系统，以及可视化移动终端和综合自动化管理平台，实现了现场岗位操作模式转变为“无人值守、有人巡检”。

  2.智能化装车系统。

 火车装车系统通过车厢自动识别、车厢内物料高度自动感知、撒料异常情况监测，做到了全流程智能化定量装运。汽车装车系统通过车型识别、物料轮廓识别、定量装料、人机交互，达到了装车过程智能化。整个装车系统与智慧零售平台信息交互，实现了产、销、运全过程的智能化。

（十）智能化园区建设。

公司与华为公司合作建设智慧园区，通过管理对象的全联接、数据的全融合，实现园区可视、可管、可控，打造安全舒适高效低成本的园区运营环境。通过园区数字平台，将原本孤立的周界、门禁、消防、车辆、群控、配电等业务子系统统一接入、汇聚、建模，形成综合分析展示、集成联动和统一服务的能力。同时在平台基础上为园区运营管理构建重要的智能应用，包括3DIOC数字孪生、安全管理、人员管理、车辆管理、设施管理、资产管理和能效管理等应用系统。

三、信息化建设应用成效

为更好推进红柳林智能化示范矿井建设，公司在已建成34个智能化子系统基础上强化科技引领，沿着“信息采集全覆盖、数据资源全共享、统计分析全自动、业务管理全透明、人机状态全监控、生产过程全纪录、生产管理全协同”技术路线，积极引用工业物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能、5G 通信等新一代信息高新技术，搭建多系统、多功能一体化集成平台，实现信息基础设施、掘进系统、开采系统、主煤流运输等系统智能协同运行，创建“智能协同、智慧管理”的智能化示范矿井，促进公司高质量发展。

（一）建设智能掘进系统。

智能掘进系统采用先进的E-BOX技术，实现了锚杆钻机的自动定位、自动钻锚和自动检测等功能。同时，采用可动态修正的地质模型模块、惯性导航系统、多机联动模块、设备三维再现模块和电子围栏模块实现掘进设备的掘、支、锚、运等工序的协同控制。智能掘进系统投入使用后将掘进工作面作业人员从11人降低至8人，其中，掘锚机司机1人、掘锚机钻锚2人、锚运破钻锚2人、皮带机司机1人、网片锚杆运输服务2人，带班管理人员1名，减少了2名皮带机司机。另外，大幅提高了作业效率，月进尺由700米提高至1000米。

（二）建设智能采煤系统。

智能采煤系统依托5G、云计算、地质透明化、大数据分析、设备姿态增强感知、视频AI算法识别、惯性导航空间定位、激光雷达测距等技术的应用，实现采煤机规划截割、智能调高、液压支架防碰撞检测、直线度调直等功能。同时实现周期来压预警、安全姿态感知、人员精准定位及危险区域禁入识别报警等功能。实现了设备自动化代替部分人工的作用，在一定程度上有效降低一线员工的劳动强度，解放了生产力，提升了用工效率。彻底将工作面的大部分操作人员解放出来，较传统综采队可减少配置生产作业人员15人，而且在生产过程中有效减少了人工干预控制，真正实现了“少人则安、减人增效”的效果。

（三）建设智能化汽车装车系统。

智能化汽车装运系统采用智能感知和机器学习技术，通过定位信标、激光雷达、红外测距等实时检测硬件，实现了车型与位置的检测、车厢内物料高度等信息的自动感知与建模功能，实时计算车辆边缘位置与物料装载状态，自动提示司机配合完成装运；使用智慧屏、室外音柱实现人机交互，达到无人操作、智能装车。通过建设智能化汽车装车系统改变了1个装车操作员同一时间只能控制1个通道装车模式，削减了岗位人员需求，由人工远程装车改为远程监护，无需人工操作，现场司机通过LED大屏和智能装车系统的语音指挥完成整个装车流程。每班减少装车集控岗位人员4人，一天减少12个人。实现7×24h全天候连续装车，提高了装车效率。

（四）建设智能化山下快速装车站。

智能化山下快速装车站采用行业先进的智能测控、机器学习、图像识别等技术，系统实现车厢自动识别、定位检测、车厢内物料高度自动感知、溜槽闸板自动控制、超载偏载检测、防冻抑尘剂定量智能喷洒、自动整平压实、撤料异常情况监测等功能，实现全流程智能化定量装运，系统同时提供装车数据统计、历史资料分析、移动终端等功能。实现快速装车站无人操作、有人巡检的工作模式，现场工作人员由原先的每班至少需要6名工作人员，减少到每班仅需2-3名工作人员即可，大大降低了人员的劳动强度和管理成本，提高了火车装车效率。

（五）建设智能作业管理系统。

智能作业管理系统采用先进的单兵装备和智慧指挥屏，实现井上下检修、生产、巡检等标准化作业流程精准推送，任务进展反馈，视频协同作业。系统自动分配任务，岗位人员可以利用单兵装备远程寻求技术支持，井下工作任务由地面值班人员在系统中下发至单兵装备的屏幕上，检修人员通过视频、图片和文字等形式，反馈工作任务状态，形成任务管理闭环，使地面管理人员实时掌握井下工作进度，极大提高了检修效率；通过井下防爆手机实现有害气体电子化录入数据，并自动上报系统，生成瓦斯检测报告，精简作业工序，无须作业人员多次誊写数据，极大提升了数据采集、处理效率。同时可实现数据进系统，形成数据资产，支持多维度分析，支撑决策和改进。

四、下一步发展规划

“十四五”期间,红柳林公司将坚持以“红柳”文化为引领,围绕九大指标体系创建和三个示范引领,靶向施策、精准发力。坚定争当表率、争做示范、走在前列的信心,紧抓新一轮科技革命和产业变革机遇,瞄准一流企业创建目标;坚定安全、绿色、高效、智能、创新、精细、人本、共享、廉洁发展 ,积极推动“碳达峰”和“碳中和”行动目标落地，为煤炭行业高质量发展贡献红柳林力量。

（一）推进数据治理体系建设。通过数据梳理、寻源、采集、治理，建设红柳林的标准“数据湖”，解决数据孤岛问题，实现数据采集方式、数据格式标准化，跨系统数据协同分析，支撑高效运营与决策。

（二）推进地质透明化系统建设。建立高精度三维地质模型，准确反映煤层赋存地质状态、地质构造和煤岩特征，提高矿井地质透明化水平，为实现采掘装备直线度控制与水平控制、煤机截割高度智能调节提供精准地质支持。