B01 煤矿：连接采掘运输、井上井下监测与设备协同
一芥智能研究院｜《企业数智化转型研究报告》中册｜初稿 v0.4｜2026年10月18日
第一节 行业特点、适用企业与业务目标
煤矿需要把资源、作业面、人员与设备组织成可靠的生产。露天煤矿面对持续变化的道路、采区、装卸点和边坡，井工煤矿要使采煤、运输、支护与环境监测相互配合。两种作业方式服务同一煤炭生产业务，但设备、网络和现场条件分别配置，不能直接共用一套控制参数。
本章面向露天及井工煤矿，以工信部5G工厂指南和石头梅、城山项目为参照。目标是减少危险环境中的现场暴露，保持采掘、运输及储运按有效条件协同，使产量、质量和实际资源使用可以核对。企业是否已有远控、调度与监测能力，仍以实际工程和日常使用确认。
第二节 行业数字化方案的总体架构
《5G全连接工厂建设指南》从基础设施、现场装备、关键应用和安全组织建设，PDF第7页列出生产单元模拟、远程操控、设备协同、无人巡检与现场监测等采矿应用。[1] 这些是可选建设能力，通信、感知、边缘处理和业务系统需要共同落实。
《2025年5G工厂典型应用实践（能源交通）》呈现两类煤矿的不同配置：石头梅，PDF第3—5页以专网连接采掘、运输、排土及破碎站；城山，PDF第6—9页采用“一张网、一朵云、一平台、N个子系统”，连接井下生产、设备与环境信息。[2] 两者为项目方披露的已使用工程，不能将具体配置或效果直接套到其他煤矿。
企业可据自身作业方式组织现场装备与控制、网络和边缘计算、生产调度、专业监测、维护及物流能源模块。地形或工作面、设备、任务、时间和计量关系使信息能够协同，远控、仿真、优化与预测本身已属于行业数字化能力，新增智力服务再增加资料理解、工具建造和分析准备。
第三节 主要数字化模块、建设内容与业务价值
1. 资源与生产单元模拟：让当前现场进入可计算模型
露天矿需要保持地形、道路、采区与设备位置，井工矿需要把工作面和设备配置对应。城山案例对采煤机、刮板输送机与液压支架的割煤、运输、移架进行模拟，用于预演联动过程。[2] 测绘、定位、三维模型及仿真工具分别承担实际输入和专业处理。
建设应维护模型日期、配置、参数和更新责任，采矿与机电人员确认输入，调度采用适用结果。现场变化进入模型后再用于安排，不能仅以展示动画代表当前条件可靠。独立价值是帮助预演、核查冲突并减少重复准备。
2. 远程操控：把操作与现场状态可靠连接
设备端需要控制改造、状态传感和适用视频，通信端需要覆盖、时延与可靠性，操作端需要可辨认视角、反馈及接管条件。露天挖机与井下采煤、掘进、运输或排水等装备，按实际类型确认远控范围。[2]
操控人员依据现场和设备状态执行批准动作，控制系统承担相应逻辑、限制和故障处理，现场保留维护及恢复。价值是减少危险位置暴露并支持集中操作。石头梅露天煤矿的无人矿卡在风险或失能时停机报警并等待远程接管，这是该项目已建能力。
3. 采运调度与设备协同：使单机动作服从生产安排
露天采运需要关联采区、道路、矿卡、装卸点及设备可用状态，井下三机联动需要设备位置、运输和支护条件。调度工具计算安排，设备控制承担现场动作，任务、地图版本和计量把两者连接。
调度人员核对通行、装卸与检修限制后下达，车辆或装备接收，实际执行返回系统。建设的独立价值是减少空耗、排队及工序失配，使产出与煤质要求对应。调度算法、自动驾驶和联动控制各有工程与专业验证条件，不能用网络已接通代替实际协同。
4. 环境、位置与现场监测：让异常找到专业接手
井工矿的顶板、瓦斯、风速、一氧化碳、人员定位等监测，和露天边坡及视频观察，使用各自测点、阈值、模型及处置程序。测点、区域、设备和人员身份明确后，异常才有准确位置与当前背景。[2]
建设包括采样、校准维护、报警、必要联锁及后续处理记录，监测与专业人员核实状态并组织处置。城山煤矿把三机、环境和人员监测接入综合平台；来源主要披露能力与工作变化，未提供整体成本对照。
5. 巡检维护与物流能源：保持设备可用并核对产出
巡检和诊断应用保存设备身份、测点、工况、故障、维修与备件，机器人及固定采集提供图像、声音、温度或振动，专业模型提示异常。检修人员确认窗口、处理和恢复，不可用状态返回生产安排。
车辆预约、定位、自动计量及能源采集把生产、运输、储存与交付连接，运次、装卸、批次和计量口径保持对应。实际数量与质量进入库存和成本分析，能源按设备与工序比较。独立价值是减少中断、找车和无效消耗，报警、维修完成及恢复使用分别记录。
第四节 在数字化基础上增加智力服务
1. 模型与资料建造：使专业平台更快获得可靠输入
智力服务可以整理地形、工作面设计、设备配置与交接班材料，比较变化并指出缺少的参数。它也可协助开发日志解析、地图版本核对、资料转换和查询工具，工程与专业人员验证后接入。
新增作用是减少录入、查找和局部试作，仿真、控制、定位与设备改造仍由相应系统及工程完成。已有能力可复用，基础薄弱矿山应把服务与必要记录和接口一起建设。
2. 调度与异常协调：把变化交给能够确认的岗位
道路、设备或煤质要求变化后，服务归集任务、现场及未决约束，调用适用程序形成比较材料，调度人员决定安排。监测或维修异常时，服务关联同一设备的趋势、近期检修和现场观察，准备核查与备件事项。
危险报警、联锁及专业诊断继续由相应系统承担，服务提供有出处的背景与候选解释，经确认的动作返回调度或检修工具。价值在于减少反复询问及接手等待，专业人员继续确认处置和恢复。
3. 产出与经营分析：扩大持续核查的覆盖
服务可关联计量、质量、运输、能源和维护，整理计划差异、影响范围及候选原因，数量和金额由可靠程序计算，负责人比较资源与交付安排。记录及责任可靠后，资料归集可按班次或事件持续运行。
其价值通过有效任务、可靠作业和总投入体现。网络、设备、专业核验与维护都计入判断，不把煤矿自动化整体收益归给新增资料服务，也不把生成建议记为现场已经执行。
第五节 适用结论
煤矿按露天与井工作业条件配置模型、远控、协同、监测、维护及经营模块。智力服务进一步降低局部工具与分析准备的投入，使变化更及时进入专业判断和实际接手。以可靠生产、有效处置和完整成本检验价值，保留具体项目的证据范围。
参考资料
[1] 工业和信息化部办公厅．5G全连接工厂建设指南．2022，PDF第3—7页。引用范围：基础设施、现场设备与应用、安全防护及采矿重点场景。资料库编号A13，正文页码均为PDF物理页。
[2] 工业和信息化部．2025年5G工厂典型应用实践（能源交通）．2026，PDF第3—9页、印刷第1—7页。引用范围：石头梅露天煤矿与城山井工煤矿的网络配置、采运及设备协同、现场监测、维护与物流能源应用；均为已使用项目，属于官方遴选汇编中的项目方披露。资料库编号D08，案例原文及效果口径另见下册B01、B02对应条目。
[3] 一芥智能研究院．智力即服务：形成经营能力的新方式．《企业数智化转型研究报告》上册，2026，第一章1.4节。引用范围：三化的工作含义及智力服务参与建设和运行；第四节为方案建议，效果需由企业实际使用验证。