行业方案 · 煤矿2026 方案

人工智能与大模型
在中国煤矿行业的应用场景

25 个场景,覆盖各部门各区队,附减人增安提效测算与实施路径

  • 0.9~2.5 亿元/年合计潜在综合效益(年产 500 万吨井工矿)
  • -10%~-20%井下作业人员(2026 年政策目标 -10% 以上)
  • 20%~30%首年试点可实现比例

面向煤矿企业与矿业集团负责人、安监 / 生产 / 机电 / 通防 / 地测 / 信息等部门负责人

关键指标

应用 AI 前后的关键指标

左侧为行业现状,右侧为应用后的目标值,取自行业公开案例与工程经验,为参考区间。

皮带巡检 每班步行 10 公里 远程识别 98%
卸压钻孔施工审核 3 天 10 分钟
掘进工作面人数 15 人 / 班 5 人 / 班
瓦斯异常发现 超限报警后 提前数小时
调度日报编制 2~3 小时 10 分钟
大型设备故障 坏了才修 提前 3~7 天
规程条款查询 翻纸质规程 秒级带出处
系统数据打通 1~3 个月 / 接口 1~2 周

场景总览

25 个应用场景

按五类 AI 能力分组。每个场景写明现状与痛点、解决方案、目标指标和实施条件,点击条目查看详情。

能力一 视觉感知与多模态识别 5 个场景
能力二 逻辑推理与问题解决 5 个场景
能力三 代码与软件工程 5 个场景
能力四 自然语言理解与知识管理 5 个场景
能力五 数据建模与预测预警 5 个场景

能力一 · 5 个场景

视觉感知与多模态识别

视觉感知与多模态识别
1.1

安监处 · 井下人员违章行为 AI 识别(安全帽 / 自救器 / 危险区闯入 / 睡岗)

不戴自救器、闯禁区、睡岗:秒级发现、推送到区队

安监处 · 井下人员违章行为 AI 识别(安全帽 / 自救器 / 危险区闯入 / 睡岗) 现场
安监处 · 井下人员违章行为 AI 识别(安全帽 / 自救器 / 危险区闯入 / 睡岗) 示意

现状与痛点

  • 井下几百路摄像头只在出事后回看,安检员一个班走不完全矿
  • “三违”靠抓现行,抓到的是少数,处罚靠人情
  • 危险区闯入、睡岗没人看见,事故追溯才发现

AI 解决方案

  • 利旧井下现有摄像仪,视觉模型识别未戴安全帽 / 自救器、闯入危险区、睡岗、违章乘皮带,秒级推送调度室与区队
  • 事件自动关联人员定位与班次,形成三违台账,处置结果闭环回传
  • 自然语言定义新规则一天上线:如“检修班允许进入运输巷”,减少误报
秒级违章行为发现(原事后回看)
≥95%违章识别准确率
-50%“三违”次数(3 个月内)

实施条件利旧摄像仪 1~2 个月上线首批规则;与人员定位、安全监控系统对接

1.2

机电部 / 运输区 · 主运输皮带 AI 巡检(异物 / 大块 / 跑偏 / 撕裂 / 堆煤 / 托辊温度)

皮带异物识别 98%,巡检工不再每班走 10 公里

机电部 / 运输区 · 主运输皮带 AI 巡检(异物 / 大块 / 跑偏 / 撕裂 / 堆煤 / 托辊温度) 现场
机电部 / 运输区 · 主运输皮带 AI 巡检(异物 / 大块 / 跑偏 / 撕裂 / 堆煤 / 托辊温度) 示意

现状与痛点

  • 主运皮带几公里长,巡检工每班步行 10 公里,看不过来
  • 大块煤、锚杆、木料卡堵撕裂皮带,一次停产几小时
  • 跑偏、堆煤、托辊发热靠听靠摸,隐患看不见

AI 解决方案

  • 皮带机头、转载点视觉识别异物 / 大块 / 跑偏 / 撕裂,异物自动停机联锁
  • 托辊温度、声纹、堆煤多模态感知,异常提前预警
  • 巡检工转为远程集控 + 按需处置,减少固定岗位
98%皮带异物识别准确率(山东能源实绩)
-20%井下巡检人员
-60%皮带卡堵停机

实施条件利旧摄像仪 + 补装少量点位,1~2 个月;与皮带集控系统联锁

1.3

生产技术部 / 综采区 · 采掘工作面视觉识别(煤岩识别 / 支架姿态 / 片帮 / 锚固剂规范)

煤岩、支架、锚固剂:机器盯工作面,割煤更准、支护更规范

生产技术部 / 综采区 · 采掘工作面视觉识别(煤岩识别 / 支架姿态 / 片帮 / 锚固剂规范) 现场
生产技术部 / 综采区 · 采掘工作面视觉识别(煤岩识别 / 支架姿态 / 片帮 / 锚固剂规范) 示意

现状与痛点

  • 采煤机割顶割底靠司机经验,煤岩识别不准影响煤质与设备
  • 支架歪斜、压力异常靠人巡查,片帮冒顶前没人知道
  • 锚固剂用量、搅拌时间靠自觉,支护质量不可控

AI 解决方案

  • 工作面视频 + 煤岩识别模型辅助采煤机自动调高,减少割顶割底
  • 支架姿态与压力识别,歪斜、失压、片帮自动提示,联动跟机移架
  • 锚固剂举起示意即开始识别:用量、搅拌时间自动判定,不规范即提醒(兴隆庄实践)
≥90%掘进动作规范识别(山东能源实绩)
-30%割顶割底与含矸率
100%支护规范自动留痕

实施条件接入工作面视频与电液控数据,2~3 个月;先 1 个综采面试点

1.4

调度室 / 运输区 · 辅助运输与关键区域安全识别(无轨胶轮车 / 猴车 / 井口 / 禁入区)

胶轮车、猴车、井口:人车距离机器算,把运输事故挡在发生前

调度室 / 运输区 · 辅助运输与关键区域安全识别(无轨胶轮车 / 猴车 / 井口 / 禁入区) 现场
调度室 / 运输区 · 辅助运输与关键区域安全识别(无轨胶轮车 / 猴车 / 井口 / 禁入区) 示意

现状与痛点

  • 辅助运输事故占比高,胶轮车超速、人车混行靠人管
  • 猴车违章乘坐、越位没人盯,摘挂钩靠自觉
  • 井口、绞车道禁入区闯入靠警示牌

AI 解决方案

  • 巷道交叉口、井口摄像仪识别人车距离与车速,超限声光提醒司机并推送调度
  • 猴车违章乘坐、越位识别,联动停车与语音提醒
  • 禁入区闯入自动报警,关联人员定位到人
秒级人车冲突预警
-40%辅助运输违章
100%禁入区闯入报警覆盖

实施条件利旧摄像仪 1~2 个月;与胶轮车管理、猴车控制系统对接

1.5

洗选厂 / 地面 · 洗选、储装运视觉(煤质灰分估算 / 装车防超载撒漏 / 储煤场火点)

灰分视觉估算、装车防超载撒漏、储煤场火点早发现

洗选厂 / 地面 · 洗选、储装运视觉(煤质灰分估算 / 装车防超载撒漏 / 储煤场火点) 现场
洗选厂 / 地面 · 洗选、储装运视觉(煤质灰分估算 / 装车防超载撒漏 / 储煤场火点) 示意

现状与痛点

  • 煤质化验滞后 4~8 小时,配煤靠经验
  • 装车超载、偏载、撒漏靠人盯,罚款与投诉不断
  • 储煤场自燃发现晚,损失煤量又污染

AI 解决方案

  • 皮带煤流视觉 + 近红外估算灰分,分钟级反馈洗选与配煤
  • 装车站视觉识别装载高度与偏载,自动控制闸门与提醒
  • 储煤场热成像 + 视觉火点识别,自动推送喷淋与巡查
分钟级灰分估算(原化验 4~8 小时)
-80%超载偏载与撒漏
小时级储煤场火点发现(原天级)

实施条件补装近红外与热成像,2~3 个月;与装车站控制系统对接

能力二 · 5 个场景

逻辑推理与问题解决

逻辑推理与问题解决
2.1

调度室 / 生产技术部 · 采掘接续与生产计划智能排程(三量平衡 / 接续预警)

采掘接续提前 6 个月看见缺口,三量平衡不再靠年底赶工

调度室 / 生产技术部 · 采掘接续与生产计划智能排程(三量平衡 / 接续预警) 现场
调度室 / 生产技术部 · 采掘接续与生产计划智能排程(三量平衡 / 接续预警) 示意

现状与痛点

  • 采掘接续靠经验排、Excel 算,接续紧张才知道
  • 掘进进尺、地质变化、设备检修互相牵扯,计划月月改
  • 三量(开拓 / 准备 / 回采煤量)平衡失调,年底突击掘进

AI 解决方案

  • 按地质、进尺、设备与人员约束建接续模型,滚动 12~24 个月推演
  • 多方案对比:调整掘进队、增加快掘、调整工作面顺序的产量与成本
  • 接续缺口提前 6 个月预警到生产技术部与调度室
6 个月接续缺口提前预警
-30%计划调整频次
+5%年产量稳定性

实施条件对接地测、生产、设备数据,2~3 个月;生产技术部主导

2.2

机电部 · 主运输、供电、排水系统协同优化(皮带集控节能 / 排水避峰)

皮带按煤流调速、排水避峰用电:主运供电排水协同节能 10%~15%

机电部 · 主运输、供电、排水系统协同优化(皮带集控节能 / 排水避峰) 现场
机电部 · 主运输、供电、排水系统协同优化(皮带集控节能 / 排水避峰) 示意

现状与痛点

  • 皮带空载满速运行,煤流少时白耗电
  • 主排水想到就开,高峰电价时段排水
  • 供电峰谷不管,需量电费年年超

AI 解决方案

  • 煤流视觉 + 电流数据皮带集控调速,多级皮带联动启停
  • 水仓水位、涌水预测与电价时段建模,排水自动避峰
  • 全矿电力需量优化:大功率设备错峰启动,需量电费可控
-10~15%主运与排水电耗
-20%需量电费
100%固定岗位无人值守

实施条件对接皮带集控、排水自动化与电力监控,1~2 个月

2.3

通防部 · 通风网络解算与按需通风优化

通风按需供风:解算分钟级,风机电耗降 10%

通防部 · 通风网络解算与按需通风优化 现场
通防部 · 通风网络解算与按需通风优化 示意

现状与痛点

  • 通风网络解算靠人工建模,一次几天
  • 风机长期大风量运行,用风地点变化不调风
  • 局部通风机开停靠人,停风瓦斯积聚风险

AI 解决方案

  • 通风网络自动解算:传感数据实时校正,分钟级出解
  • 按采掘布局与瓦斯涌出按需调风,主扇变频与风门联动
  • 局扇风电瓦斯闭锁 + 智能开停,停风异常即预警
分钟级通风网络解算(原数天)
-10%主通风机电耗
100%用风地点风量达标

实施条件对接通风监测与风机控制,2~3 个月;通防部定规则

2.4

洗选厂 / 运销部 · 洗选参数与配煤销售优化(精煤回收率 / 按热值硫分配煤)

重介密度自动调、配煤按合同算:精煤回收率提 1 个百分点

洗选厂 / 运销部 · 洗选参数与配煤销售优化(精煤回收率 / 按热值硫分配煤) 现场
洗选厂 / 运销部 · 洗选参数与配煤销售优化(精煤回收率 / 按热值硫分配煤) 示意

现状与痛点

  • 重介密度靠司机手调,灰分波动大
  • 加药量凭经验,煤泥水浓度忽高忽低
  • 配煤算不过来:热值、硫分、价格、库存多目标

AI 解决方案

  • 按精煤灰分在线数据自动调节重介密度,加药量按浓度预测
  • 配煤优化求解:按合同热值硫分与各煤种库存价格,给出最优配比
  • 洗选与销售利润看板:每班回收率、吨煤加工成本、配煤收益
+1.5精煤回收率提升(百分点,兴隆庄实绩)
-30%药剂消耗
+3%配煤销售收益

实施条件对接洗选 DCS 与在线灰分仪,2~3 个月

2.5

供应部 / 经营部 · 备件材料库存优化与吨煤成本管控

备件按预测备、成本算到区队:吨煤成本降 5~10 元

供应部 / 经营部 · 备件材料库存优化与吨煤成本管控 现场
供应部 / 经营部 · 备件材料库存优化与吨煤成本管控 示意

现状与痛点

  • 备件多备怕缺、少备积压,库房积压上千万
  • 材料领用靠签字,区队消耗没人算清
  • 吨煤成本月底才知道,超了找不到原因

AI 解决方案

  • 按设备台账、检修计划与故障预测预测备件需求,自动生成采购建议
  • 材料领用扫码到区队到设备,异常消耗自动提示
  • 吨煤成本日清:按区队、工序、要素分解,超标自动定位
-30%备件库存资金占用
-5~10 元/吨吨煤材料成本
日清成本核算(原月底)

实施条件对接 ERP 与设备管理系统,2~3 个月

能力三 · 5 个场景

代码与软件工程

代码与软件工程
3.1

信息中心 · 安全监控、人员定位、工业视频与自动化系统协议适配(KJ 系统 / OPC / Modbus)

监控、定位、视频、自动化几十套系统:接口周期从 3 个月到 2 周

信息中心 · 安全监控、人员定位、工业视频与自动化系统协议适配(KJ 系统 / OPC / Modbus) 现场
信息中心 · 安全监控、人员定位、工业视频与自动化系统协议适配(KJ 系统 / OPC / Modbus) 示意

现状与痛点

  • 井下几十个厂商系统(KJ 系统、集控、定位),协议各不同
  • 智能化验收要求数据融合,每次都要补接口
  • 接口文档过期失真,改一次牵一片

AI 解决方案

  • 大模型读协议文档与点表,自动识别字段语义(OPC / Modbus / 私有协议)并生成映射
  • 自动生成融合平台适配脚本与测试用例,人工复核上线
  • 建统一数据字典与接口规范(对标《智能化矿山数据融合共享规范》),接口变化自动监测
-60%接口开发周期
≥95%字段映射准确率
100%接口变化自动监测

实施条件首期 2~3 个月接入核心系统,是其他场景的前置工程

3.2

信息中心 / 地测部 · 矿山数据湖与“一张图”数据治理(地质 / 设备 / 人员 / 生产)

地质、设备、人员、生产一张图:矿山数据一致性 ≥98%

信息中心 / 地测部 · 矿山数据湖与“一张图”数据治理(地质 / 设备 / 人员 / 生产) 现场
信息中心 / 地测部 · 矿山数据湖与“一张图”数据治理(地质 / 设备 / 人员 / 生产) 示意

现状与痛点

  • 同一台设备在 5 个系统 5 个编码,台账对不上
  • 地质、测量、通防各画各图,叠不到一起
  • 领导要一张全矿运行图要问十几个部门

AI 解决方案

  • 建矿山主数据与统一编码(设备 / 地点 / 人员),规则 + 机器学习合并重复
  • 地质模型、巷道、传感器、人员定位统一到一张图,时空关联
  • 大模型自然语言查数出图:“本月各区队三违排名”秒级回答,按角色分权
≥98%核心数据一致性
-80%取数出图时间
100%数据访问留痕

实施条件与接口打通同步建设,3~4 个月覆盖核心数据

3.3

各区队 · 零代码班组工具(隐患台账 / 交接班 / 设备点检 / 材料领用)

隐患台账、交接班、点检、领用:一句话生成应用,当天上线

各区队 · 零代码班组工具(隐患台账 / 交接班 / 设备点检 / 材料领用) 现场
各区队 · 零代码班组工具(隐患台账 / 交接班 / 设备点检 / 材料领用) 示意

现状与痛点

  • 区队小需求一堆(隐患台账、交接班记录、点检表),信息中心排不上队
  • 纸质台账、微信群数据沉不下来,检查前翻本子
  • 外购小系统几万一个,改个字段等厂家

AI 解决方案

  • 低代码 + 大模型:一句话描述需求,自动生成表单、流程、看板、提醒
  • 手机端即用,支持扫码、拍照、语音填报,数据进数据底座
  • 大模型按周自动汇总隐患整改率、点检完成率、材料消耗
小时级应用开发周期(原数周)
50~100 个每年新增区队应用
≥90%纸质台账电子化率

实施条件平台部署 1 个月,每区队 1~2 名种子用户滚动推广

3.4

信息中心 · 矿山工业网络与数据安全(井下环网 / 5G / 边缘节点 / 等保)

井下环网、5G、边缘节点:先摸清家底,生产系统不能停

信息中心 · 矿山工业网络与数据安全(井下环网 / 5G / 边缘节点 / 等保) 现场
信息中心 · 矿山工业网络与数据安全(井下环网 / 5G / 边缘节点 / 等保) 示意

现状与痛点

  • 工控设备老旧系统、默认口令、U 盘随插
  • 勒索病毒一次中招监控系统瘫痪,安全监控停就得停产
  • 等保、关基保护、《煤矿安全生产条例》要求趋严

AI 解决方案

  • 被动监听为主的资产发现与漏洞扫描,不影响安全监控与自动化系统
  • 大模型生成整改方案与分区策略:安全监控网、生产控制网、办公网隔离
  • 实时监测异常访问(非工作时间登录、批量导出)并告警
100%网络与工控资产可视
≥95%高危漏洞整改率
小时级安全事件响应(原天级)

实施条件先 2~4 周资产摸底,再分阶段整改;配合等保测评

3.5

信息中心 · 智能化验收要求下的存量系统改造与 AI 编程助手

智能化验收要求下的老系统改造:AI 编程助手让周期缩一半

信息中心 · 智能化验收要求下的存量系统改造与 AI 编程助手 现场
信息中心 · 智能化验收要求下的存量系统改造与 AI 编程助手 示意

现状与痛点

  • 智能化验收上百项指标,老系统改造清单长、厂商响应慢
  • 原厂商已消失或不配合,源码文档不全
  • 新旧系统并行测试工作量大,生产不敢停

AI 解决方案

  • 大模型解析验收标准与现有功能,自动生成差距清单与改造方案
  • AI 编程助手辅助功能补齐、接口重写、组态迁移,自动生成测试用例与回归脚本
  • 改造成果沉淀为组件与规范,多矿复用
-50%改造周期
-40%改造成本
100%接口自动化回归覆盖

实施条件先选 3~5 套非安全生产系统试点,3~6 个月;配合验收节奏

能力四 · 5 个场景

自然语言理解与知识管理

自然语言理解与知识管理
4.1

安监处 / 各区队 · 《煤矿安全规程》与作业规程智能问答(带出处 / 事故案例)

《规程》、作业规程、事故案例一问即答,答案带条款出处

安监处 / 各区队 · 《煤矿安全规程》与作业规程智能问答(带出处 / 事故案例) 现场
安监处 / 各区队 · 《煤矿安全规程》与作业规程智能问答(带出处 / 事故案例) 示意

现状与痛点

  • 《煤矿安全规程》几百页、年年改,一线记不住
  • 作业规程编制靠复制粘贴,与现场不符
  • 事故案例教育时看看,遇到相似情况想不起

AI 解决方案

  • 私有化大模型 + RAG:《规程》、作业规程、措施、事故案例,答案带条款出处,可追问
  • 作业规程辅助编制与审查:自动比对《规程》条款,缺项矛盾即提示
  • 按岗位推送相似事故案例,班前会自动生成安全提示
秒级规程条款查询响应
-50%作业规程编审时间
100%答案带出处可追溯

实施条件导入知识库 2 周,上线 1 个月;安监处审核内容

4.2

调度室 · 调度日报、班报与生产总结自动生成(语音填报)

调度日报、班报、总结:说话即成文,2 小时到 10 分钟

调度室 · 调度日报、班报与生产总结自动生成(语音填报) 现场
调度室 · 调度日报、班报与生产总结自动生成(语音填报) 示意

现状与痛点

  • 调度员每班 2~3 小时填报表写日报,数据靠电话问
  • 同一数据填十几张表,口径不一
  • 生产总结月底熬夜,领导要的分析出不来

AI 解决方案

  • 对接生产、安全、设备数据自动生成日报班报,调度员语音补充即成文
  • 一数一源:一次填报多表复用,口径自动统一
  • 大模型生成月度生产总结与分析:异常、原因、建议
10 分钟调度日报编制(原 2~3 小时)
-70%重复填报
2~4 小时/班调度员释放时间

实施条件依赖数据底座,1~2 个月;调度室定模板

4.3

培训中心 / 安监处 · 员工安全培训与考试助手(岗位画像 / 三违分析 / 个性化题库)

培训按岗位画像推题,三违分析自动找短板,考试不再走过场

培训中心 / 安监处 · 员工安全培训与考试助手(岗位画像 / 三违分析 / 个性化题库) 现场
培训中心 / 安监处 · 员工安全培训与考试助手(岗位画像 / 三违分析 / 个性化题库) 示意

现状与痛点

  • 安全培训统一课件、统一考试,老工人嫌烦、新工人跟不上
  • 三违记录只处罚不分析,同类问题反复出现
  • 培训档案纸质留痕,检查前补材料

AI 解决方案

  • 按岗位、三违记录与考试结果生成个性化题库与课程
  • 大模型分析三违与隐患数据:高发类型、时段、班组,针对性培训
  • 培训档案自动归档,满足监管检查要求
100%培训按岗位个性化
-30%同类三违复发
-60%培训档案整理时间

实施条件对接培训与三违系统,1~2 个月

4.4

地测部 / 通防部 · 隐蔽致灾因素普查报告与灾害治理方案辅助编制

隐蔽致灾普查报告、灾害治理方案:起草时间减 60%,数据自动填

地测部 / 通防部 · 隐蔽致灾因素普查报告与灾害治理方案辅助编制 现场
地测部 / 通防部 · 隐蔽致灾因素普查报告与灾害治理方案辅助编制 示意

现状与痛点

  • 隐蔽致灾因素普查报告厚、数据多,编制数月
  • 瓦斯地质、水文地质报告靠人翻资料,版本混乱
  • 治理方案复制上年,与新揭露地质不符

AI 解决方案

  • 对接地测、通防数据自动填报告数据与图表,大模型生成初稿
  • 历史报告与钻孔资料知识库:自然语言检索,引用带出处
  • 治理方案辅助编制与审查:对标规范条款,缺项即提示
-60%报告起草时间
100%数据引用可追溯
-50%方案审查返工

实施条件导入历史资料 2~4 周,上线 1~2 个月

4.5

机电部 · 设备故障知识库与维修助手(故障树 / 维修记录 / 说明书问答)

设备故障问机器:故障树、维修记录、说明书秒级调出

机电部 · 设备故障知识库与维修助手(故障树 / 维修记录 / 说明书问答) 现场
机电部 · 设备故障知识库与维修助手(故障树 / 维修记录 / 说明书问答) 示意

现状与痛点

  • 采煤机、掘进机故障靠老师傅,老师傅不在就停
  • 维修记录纸质散落,同一故障反复摸索
  • 设备说明书几百页,现场翻不了

AI 解决方案

  • 设备知识库 + 大模型:说明书、故障树、历史维修记录,现场语音提问秒级回答
  • 维修过程语音记录自动结构化,沉淀为案例
  • 故障根因分析与备件建议,联动备件库存
-30%平均修复时间(MTTR)
秒级故障知识调出
100%维修记录结构化

实施条件导入说明书与维修记录 2~4 周,上线 1 个月

能力五 · 5 个场景

数据建模与预测预警

数据建模与预测预警
5.1

通防部 · 瓦斯涌出与突出预警、火灾(CO 趋势)预警

瓦斯提前数小时预警、CO 趋势早知火情,不等超限报警

通防部 · 瓦斯涌出与突出预警、火灾(CO 趋势)预警 现场
通防部 · 瓦斯涌出与突出预警、火灾(CO 趋势)预警 示意

现状与痛点

  • 瓦斯监测超限才报警,报警时已需撤人
  • 突出预兆靠指标判读,多源数据没人合起来看
  • 煤自燃CO 缓慢上升没人注意,发现已成火

AI 解决方案

  • 融合瓦斯、风量、产量、地质数据建涌出预测模型,异常趋势提前数小时预警
  • 突出多指标综合预警(钻屑、瓦斯解吸、微震),推送通防部与调度
  • CO、温度趋势分析识别自燃早期特征,联动注氮与巡查
数小时瓦斯异常提前预警(原超限报警)
-50%瓦斯超限次数
天级自燃早期发现(原起火后)

实施条件对接安全监控系统数据,2~3 个月;通防部定阈值

5.2

地测部 / 防冲办 · 顶板矿压与冲击地压预警(微震 / 应力 / 钻屑)

微震、应力、钻屑多源融合:冲击地压风险提前预警到区段

地测部 / 防冲办 · 顶板矿压与冲击地压预警(微震 / 应力 / 钻屑) 现场
地测部 / 防冲办 · 顶板矿压与冲击地压预警(微震 / 应力 / 钻屑) 示意

现状与痛点

  • 冲击地压监测系统多、数据孤立,各看各的
  • 预警靠专家判读,夜班没人看
  • 卸压钻孔施工质量靠抽查,卸不到位不知道

AI 解决方案

  • 微震、应力、钻屑、支架压力多源融合建模,风险分区分级每班更新
  • 高风险区段自动推送防冲办与区队,附卸压措施建议
  • 卸压钻孔视频 AI 审核:孔数、孔深、孔距自动判定(山东能源实践)
班级风险评估更新(原周级)
10 分钟卸压钻孔审核(原 3 天)
-80%人工审核工作量

实施条件对接微震与应力监测系统,2~3 个月

5.3

地测部 · 水害预警(涌水量 / 水位 / 水质 / 老空水)

涌水量、水位、水质联动分析:老空水、断层水提前预警

地测部 · 水害预警(涌水量 / 水位 / 水质 / 老空水) 现场
地测部 · 水害预警(涌水量 / 水位 / 水质 / 老空水) 示意

现状与痛点

  • 水害突水前兆分散:涌水量、水位、水温各自看
  • 老空区、断层资料不全,探放水靠经验
  • 水仓、排水能力够不够没人算

AI 解决方案

  • 涌水量、水位、水质、降雨多源建模,突水前兆自动预警
  • 老空区、断层、钻孔资料一张图叠加,掘进临近自动提示探放水
  • 排水能力与水仓容量动态评估,极端情况提前预案
提前数小时突水前兆预警
100%掘进临近老空自动提示
-50%探放水盲目工程量

实施条件对接水文监测与地测资料,2~3 个月

5.4

机电部 · 大型固定设备预测性维护(主通风机 / 主排水泵 / 提升机 / 采煤机 / 皮带)

主扇、主排水、提升机、采煤机:故障提前 3~7 天预警,停机减 30%

机电部 · 大型固定设备预测性维护(主通风机 / 主排水泵 / 提升机 / 采煤机 / 皮带) 现场
机电部 · 大型固定设备预测性维护(主通风机 / 主排水泵 / 提升机 / 采煤机 / 皮带) 示意

现状与痛点

  • 大型固定设备坏了才修,主扇停一小时全矿撤人
  • 定期检修该修的没修、不该修的修了
  • 采煤机、刮板机关键部件寿命靠经验

AI 解决方案

  • 接入振动、温度、电流、油液数据建健康评估与故障预测模型
  • 预测性维护计划替代定期检修,联动备件与检修班
  • 采煤机、刮板机关键部件寿命预测,检修窗口自动建议
3~7 天故障提前预警
-30%非计划停机
-20%维修费用

实施条件补装少量传感器,对接设备监控,2~3 个月

5.5

安监处 · 安全风险动态评估与“三违”趋势预测(班组安全画像)

班组安全动态画像:风险高的班组、时段、岗位提前干预

安监处 · 安全风险动态评估与“三违”趋势预测(班组安全画像) 现场
安监处 · 安全风险动态评估与“三违”趋势预测(班组安全画像) 示意

现状与痛点

  • 安全风险评估靠年度报告,一年一次
  • 三违、隐患、事故数据分散,趋势看不出
  • 安全奖惩凭印象,班组不服

AI 解决方案

  • 三违、隐患、培训、设备、地质数据融合建班组风险画像,每班更新
  • 风险趋势预测:高发时段、岗位、班组提前推送安监处干预
  • 安全考核自动计算,口径统一,大模型生成分析报告
班级风险评估更新(原年度)
-30%高风险班组三违
-70%安全考核统计时间

实施条件依赖数据底座,2~3 个月;安监处定指标

投入产出

效益测算

“典型现状”为井工煤矿常见情况,需以本矿近 1 年实绩为基线校准;“AI 应用后”为试点达标后的参考区间,不构成承诺。

年综合效益量级对比

以年产 500 万吨的井工煤矿为例,万元/年,含事故损失避免、人力释放折算、产量稳定与成本节约;区间为行业参考值,以基线对标为准

灾害预警与事故损失避免 2,000 ~ 6,000
井下减人与固定岗位无人值守 1,500 ~ 4,000
采掘接续与生产组织优化(产量稳定) 1,500 ~ 4,000
设备预测性维护与主运节能 1,000 ~ 3,000
洗选回收率与配煤销售优化 1,000 ~ 3,000
按需通风与供电排水节能 500 ~ 1,500
备件库存与吨煤成本管控 500 ~ 1,500
规程问答、日报与培训提效 300 ~ 1,000
数据打通与网络安全 300 ~ 1,000

区间下限 区间上限

安全与灾害防治类

场景指标行业现状目标值效益 / 备注
安监处 · 井下违章行为识别发现时效 / 三违次数事后回看,抓现行秒级发现,准确率 ≥95%三违 -50%(3 个月内)
调度 / 运输区 · 辅助运输安全人车冲突 / 违章靠警示牌与自觉秒级预警,违章 -40%禁入区报警 100%
通防部 · 瓦斯与火灾预警预警提前期 / 超限超限才报警提前数小时,超限 -50%自燃天级发现
地测 / 防冲办 · 冲击地压预警评估频次 / 钻孔审核周级评估,审核 3 天班级更新,审核 10 分钟人工审核 -80%(山东能源)
地测部 · 水害预警前兆预警 / 探放水各自看数据,靠经验提前数小时,临近老空 100% 提示盲目探放水 -50%
安监处 · 安全风险动态评估评估频次 / 三违年度评估,凭印象考核班级更新,高风险班组三违 -30%考核统计 -70%
安监处 / 区队 · 规程智能问答查询响应 / 规程编审翻纸质规程秒级带出处,编审 -50%答案 100% 可追溯
培训中心 · 安全培训与考试个性化 / 复发统一课件走过场100% 按岗位,复发 -30%档案整理 -60%
地测 / 通防 · 隐蔽致灾报告起草时间 / 引用编制数月,版本混乱起草 -60%,引用 100% 可追溯方案返工 -50%

生产与运营效率类

场景指标行业现状目标值效益 / 备注
机电 / 运输区 · 皮带 AI 巡检识别准确率 / 巡检人员每班步行 10 公里异物识别 98%,巡检人员 -20%卡堵停机 -60%
综采区 · 工作面视觉识别规范识别 / 含矸靠司机经验与自觉动作规范识别 ≥90%,含矸 -30%支护规范 100% 留痕
洗选 / 地面 · 储装运视觉灰分反馈 / 超载化验 4~8 小时分钟级估算,超载撒漏 -80%火点小时级发现
调度 / 生产技术 · 采掘接续排程预警提前期 / 计划调整接续紧张才知道提前 6 个月,调整 -30%年产量稳定性 +5%
机电部 · 主运供电排水协同电耗 / 需量电费空载满速,随时排水电耗 -10~15%,需量 -20%固定岗位 100% 无人值守
通防部 · 按需通风解算时效 / 风机电耗人工解算数天分钟级,电耗 -10%用风地点 100% 达标
洗选 / 运销 · 洗选与配煤优化精煤回收率 / 药剂手调密度,凭经验回收率 +1~1.5 个百分点配煤收益 +3%(兴隆庄实绩)
供应 / 经营 · 库存与吨煤成本库存占用 / 成本核算积压上千万,月底核算库存 -30%,成本日清吨煤材料成本 -5~10 元
机电部 · 大型设备预测性维护预警提前期 / 停机坏了才修提前 3~7 天,停机 -30%维修费用 -20%

机关效能与数字底座类

场景指标行业现状目标值效益 / 备注
调度室 · 调度日报自动生成编制时间 / 重复填报每班 2~3 小时10 分钟,重复填报 -70%每班释放 2~4 小时
机电部 · 设备维修知识助手MTTR / 知识调出靠老师傅,纸质记录MTTR -30%,秒级调出维修记录 100% 结构化
信息中心 · 系统协议适配接口周期 / 映射准确率1~3 个月,接一次谈一次周期 -60%,映射 ≥95%接口变化 100% 自动监测
信息 / 地测 · 数据湖与一张图数据一致性 / 取数时间5 个系统 5 个编码一致性 ≥98%,取数 -80%数据访问留痕 100%
各区队 · 零代码班组工具应用开发周期数周 + 外购费用小时级,每年 50~100 个应用纸质台账电子化 ≥90%
信息中心 · 矿山网络与数据安全资产可视 / 漏洞整改资产不清,默认口令资产 100% 可视,整改 ≥95%事件响应小时级(原天级)
信息中心 · 存量系统改造改造周期 / 成本清单长、厂商响应慢周期 -50%,成本 -40%接口回归自动化 100%

案例

国内外应用案例

以下均为公开报道数据,用于说明应用方向与效果量级。

山东能源 × 华为 · 盘古大模型山东

煤矿行业首个商用 AI 大模型,从“作坊式”到“工厂式”

  • 2023 年 7 月上线,已在 30 多家煤矿推广,9 个专业 73 个场景、682 个场景实例落地
  • 主运皮带异物识别准确率 98%,减少 20% 井下巡检人员;掘进动作规范识别 90%
  • 卸压钻孔施工审核 3 天 → 10 分钟,人工审核工作量 -80%;重介密度智能控制精煤产率 +0.2%

来源:新华网、科技日报、华为(2024—2025 年)

兴隆庄煤矿 · 512 路 AI 全场景山东济宁

首个全场景试点矿:摄像仪都是“电子安全员”

  • 13 个业务模块 56 类 512 路 AI 应用场景,覆盖采、掘、机、运、安、洗选、防冲
  • 风险识别准确率 ≥95%,安全隐患发现效率 +80%;掘进无人截割效率 +30%
  • 洗选按灰分自动调重介密度,精煤回收率 +1.5 个百分点;主运 AI 识别异物自动停机

来源:山东能源集团(2025—2026 年)

陕煤 · 曹家滩 / 小保当陕西榆林

智能化采掘减人提效的标杆矿井

  • 曹家滩智能快掘:掘进作业人数 15 → 5 人,成巷周期 10 → 4 个月,最高月进尺 2,020 米
  • 小保当智能综采:生产班 15 → 8 人,回采工效 423 → 602 吨/工,单面年产 950 → 1,350 万吨
  • 陕煤集团:采掘单班人数 -50%,累计压减井下用工 1.4 万人,全员工效 +44%

来源:西安建筑科技大学、智能矿山网、人民日报(2023—2025 年)

矿山安监局 · 煤炭工业协会全国

智能化煤矿从示范走向规模化

  • 截至 2025 年底全国建成智能化煤矿 1,066 处,智能化产能占比超 65%,在运无人驾驶矿卡超 4,000 台
  • 《煤矿智能化发展蓝皮书》:1,806 个智能化采掘工作面,超 1.6 万个固定岗位无人值守
  • “十四五”累计投资超 1,071 亿元;2025 年百万吨死亡率降至 0.045,创历史最好水平

来源:国家矿山安监局、中国煤炭工业协会(2025—2026 年)

徐矿 · 张双楼煤矿江苏徐州

灾害严重矿井“智能防灾优先”的建设模式

  • “1+3+N”:一个智能调度中心、一张图 + 一张网 + 一朵云、N 个采掘防冲控制系统
  • 取消夜班生产,综采工区减人 62 人,深部复杂条件生产班 9 人以内
  • 固定岗位、矸石分选岗位减人 96 人,实现井上下全面感知与动态预测

来源:国家矿山安监局《煤矿智能化发展蓝皮书》(2025 年)

澳大利亚 · 力拓皮尔巴拉澳大利亚

全球最大无人矿卡车队与远程运营中心

  • 360 余台无人矿卡(约 84% 车队)分布 10 个矿区,承担约 80% 日产量
  • 累计运行 890 万小时、运输 48 亿吨,设备有效利用率 +15%,1 名调度员管 25 台车
  • 自动驾驶重载铁路与近 40 台无人钻机;管理层:自动化后“业务显著更安全”

来源:International Mining、BBC(2024 年)

这些案例的共同做法:先把数据打通,再从皮带巡检、违章识别、快掘减人等问题最突出的环节切入;AI 识别、人工确认、边用边学,验证达标后再复制到全矿全集团。

技术方案

智能化煤矿总体架构

一个矿山数据底座、五类模型、25 个场景应用;标准接口松耦合对接,不替换现有安全监控、人员定位与自动化系统

L5煤矿应用层
视觉识别类 · 5 场景调度优化类 · 5 场景数字底座类 · 5 场景知识助手类 · 5 场景预警预测类 · 5 场景
L4AI 模型层
视觉 / 声纹 / 热成像识别优化求解器(接续 / 通风)设备健康与故障预测私有化矿山大模型(RAG / Agent)灾害预警模型(瓦斯 / 冲击)
L3数据底座
矿山主数据与统一编码矿山数据湖 · 一张图地质 / 设备 / 人员数据库数据质量与分级授权规程 / 案例 / 说明书知识库
L2接入层
数据融合平台(OPC)安全监控 / 人员定位接口视频 / 语音 / 热成像自动化与集控系统接口自动适配(3.1)
L1现场层
KJ 安全监控 / 人员定位采掘 / 主运 / 通风集控井下摄像仪 / 传感器洗选 DCS / 装车 / 销售网络与数据安全防护(3.4)

现有系统不改动,接入层做翻译,数据底座做统一,模型层出结果,应用层给建议、调度员和区队做决定。

安全与合规

  • 私有化部署,数据不出矿区,等保达标
  • 井下设备满足防爆与《煤矿安全规程》要求
  • 安全监控系统独立运行,AI 旁路不干预联锁
  • 个人信息最小化、人员定位数据分级授权

运行方式

  • AI 只给建议 → 调度员 / 区队确认 → 成熟后再自动化
  • 任何时候一键切回人工
  • 每条预警可解释:数据、规则、规程依据
  • 安监 / 生产 / 机电 / 通防骨干参与规则与验收

实施计划

分阶段实施计划(18 个月)

先建数据底座、上线见效快的场景,再做高价值场景,最后逐步推广;每个阶段用三违次数、隐患发现、工效与设备停机数据对比验收。

阶段一 · 诊断与底座第 1~2 月阶段二 · 试点与对标第 3~6 月阶段三 · 推广与成体系第 7~18 月
M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10M11M12M13M14M15M16M17M18
现状诊断 · 基线指标确认
2 个月
数据底座:接口打通 · 一张图治理(3.1 / 3.2)
4 个月
快赢场景:皮带巡检 · 违章识别 · 规程问答 · 日报
5 个月
核心场景:接续排程 · 灾害预警 · 设备预维 · 洗选
6 个月
对标验收(三违 / 隐患 / 工效 / 停机指标月报)
6 个月
推广复制 · 平台化 · 矿山模型与知识库资产
10 个月
人员培训 · 职工 AI 素养培训与种子用户
17 个月
关键里程碑
M2 基线确认M6 快赢场景验收M10 核心场景验收M18 平台成体系

我方提供

算法与矿山大模型能力、防爆视觉与感知设备生态、数据平台、实施与运维团队、职工培训、行业最佳实践与模型资产

矿方提供

安监 / 生产 / 机电 / 通防 / 信息骨干参与、数据接口与权限、试点区队与工作面、井下施工与停电配合、基线数据与验收配合

成果测算

启动前共同确认基线(三违次数、隐患发现、工效、设备停机、电耗、吨煤成本等近 1 年实绩)与测算方法;达到约定指标后结算或按效果付费;不达标不进入推广

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