非煤矿山智能化建设不是简单堆设备,而是围绕地质保障、采矿、掘进、运输、通风、排水与安全监测等环节,建立「感知—传输—平台—应用」的完整数据链条。企业应按监管要求与自身条件分阶段推进,先实现安全类数据的全面在线,再逐步向生产执行与智能决策延伸。
一、政策依据与建设要求
非煤矿山智能化建设的政策牵引来自两条线:一是安全生产法律法规对安全监测监控、人员定位、地压监测等系统的强制性要求,二是矿山智能化建设的规范性文件与地方建设标准对系统覆盖范围、数据接入方式提出的具体要求。
矿山企业应当建立安全监测监控系统,对井下有毒有害气体、通风、排水、提升运输等主要生产系统实施在线监测,相关数据按要求接入监管部门平台。
—— 《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423)关于安全监测监控的相关要求
地方层面对建设要求的规定更为具体。以河南省为例,河南省应急管理厅印发的《河南省非煤矿山智能化建设实施方案(试行)》(豫应急办〔2022〕56号)明确了非煤矿山智能化建设的推进要求、建设标准与阶段目标,要求矿山企业建立完善的安全监测预警系统与综合管控平台,并按要求接入省级监管平台。企业在开展建设前,应先对照属地文件逐条核对系统清单、功能要求与数据接入规范,避免建完不达标。
二、常见认知误区与建设痛点
从已实施的矿山项目看,智能化建设普遍存在四类问题:
- 重展示轻数据:大屏做了不少,底层传感器覆盖率不足、数据不连续,报警无法闭环处置;
- 系统孤岛:安全监控、人员定位、地压监测各建一套,数据不互通,形成新的信息烟囱;
- 网络薄弱:井下环网覆盖不全,视频与传感数据争抢带宽,关键报警上传延迟;
- 只建不用:系统上线后缺少数据治理与常态化运行机制,报警长期无人确认,最终形同虚设。
这些问题的共同根源,是把智能化当成设备采购而非管理体系建设。建设方案必须先明确「数据从哪来、传到哪、谁来用、异常怎么办」这四个问题,再确定技术选型。
三、智能化建设的技术框架
非煤矿山智能化建设推荐采用「四层一平台」结构,各层职责清晰、接口标准统一:
| 层级 | 建设内容 | 关键指标 |
|---|---|---|
| 感知层 | 气体、风速、水位、地压、位移、视频、设备状态等传感器与分站 | 覆盖无盲区、具备标准通信接口、满足安全标志要求 |
| 传输层 | 井下工业环网、无线覆盖、光纤测温与应急广播链路 | 关键数据上传延迟秒级、环网具备冗余路径 |
| 平台层 | 综合管控平台、数据采集与治理、报警规则引擎、可视化 | 数据统一编码、报警分级、处置全程留痕 |
| 应用层 | 安全监测预警、人员定位、生产执行、设备管理、应急联动 | 与业务岗位责任绑定、支持移动端处置 |
安全监测子系统应实现井下环境参数与主要生产系统运行状态的在线采集与超限报警;人员定位子系统应实现井下人员实时位置、区域人数统计、超员报警与紧急撤离指令下发;地压与水文监测子系统应实现位移、应力、水位的连续观测与趋势预警;视频与 AI 识别子系统用于斜坡道、井口、提升机房等关键部位的异常行为识别。
各子系统的数据必须汇入统一平台并按统一编码存储,才能支撑跨系统的联动判断。例如人员定位数据与气体超限报警联动,可自动判断受影响区域人数并推送撤离指令;通风数据与气体数据交叉比对,可识别通风系统失效风险。
四、分阶段落地路径
建议按五个阶段推进,每阶段设置明确的交付物与验收口径:
- 现状评估阶段(1—2 个月):核查传感器覆盖率、网络结构与设备接口,输出差距清单与改造方案;
- 方案设计阶段(1 个月):确定系统边界、数据编码规范、网络拓扑与投资估算,形成可评审的设计文件;
- 一期建设(3—6 个月):优先建设安全监测、人员定位与井下环网,完成数据接入监管平台;
- 二期建设(6—12 个月):接入生产执行、设备管理与应急联动,实现跨系统数据融合与联动处置;
- 持续优化阶段:建立报警准确率、处置及时率、数据完整率等运行指标,按月复盘迭代。
落地过程中有三个关键成功因素:一是数据标准先行,编码规则一旦确定就不要中途变更;二是明确责任岗位,每条报警都要有确认人和处置时限;三是把系统运行指标纳入企业内部考核,避免「建而不用」。
五、固泰安全的矿山智能化支撑能力
固泰安全在矿山领域提供从感知层到平台层的整体方案,支持按企业规模分期建设:
- 矿山综合管控平台:统一接入安全监控、人员定位、地压监测、视频与生产数据,提供报警分级与闭环处置;
- 安全监测预警系统:支持气体、风速、水位、位移等多类型传感器接入,具备超限报警与趋势预测;
- 数据对接能力:按监管平台数据规范输出标准数据包,减少企业二次对接成本。
对处于评估阶段的企业,建议先完成现状差距清单与分期投资估算,再启动建设,可显著降低返工概率。
常见问题(FAQ)
中小型非煤矿山有没有必要做智能化建设?
有必要,但不必一步到位。建议按「先安全后生产、先数据后智能」的顺序推进:一期只做安全监测类系统(安全监控、人员定位、地压与水文监测),投入可控且直接对应监管检查项;二期再接入生产执行类系统。分阶段建设既满足合规要求,也避免一次性投入过大。
智能化建设必须更换井下原有设备吗?
不是必须。多数传感器、分站与控制器只要具备标准通信接口(Modbus、OPC、CAN 或厂家协议),都可以通过协议网关接入统一平台,原有可用设备可以继续使用。是否更换主要看设备是否具备数据上传能力、是否已到寿命周期、以及是否满足现行安全标志要求。
监测数据需要保存多久?
安全监控、人员定位、地压与水文监测等安全类数据建议在线保存不少于一年,关键报警与处置记录建议长期归档。事故调查、监管核查与责任认定都会调取历史数据,数据留存能力应在建设方案中明确写入,并配套定期备份与恢复演练机制。
智能化建设周期一般多久?
以中型非煤矿山为例,从现状评估与方案设计到一期系统投用,通常需要 3 至 6 个月;覆盖采掘、运输、通风、排水等多系统的完整建设一般为 12 至 24 个月。周期长短主要取决于井下网络覆盖改造量、设备接口改造数量以及企业配合的停机窗口安排。