在煤炭行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮中，智慧礦山建設(shè)已成為實(shí)現(xiàn)安全、高效、綠色生產(chǎn)的關(guān)鍵路徑。數(shù)字化礦井協(xié)同管控平臺(tái)作為智慧礦山生態(tài)系統(tǒng)的核心樞紐，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能感知與協(xié)同決策，正在重塑礦井作業(yè)模式與管理范式。
平臺(tái)架構(gòu)：構(gòu)建礦井全域數(shù)字孿生體
平臺(tái)采用"云-邊-端"三級(jí)協(xié)同架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物理礦井到數(shù)字空間的精準(zhǔn)映射：
邊緣感知層
部署智能傳感器網(wǎng)絡(luò)（溫濕度、瓦斯、地壓等）、5G+工業(yè)相機(jī)及巡檢機(jī)器人，完成井下環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)采集與初步處理。
數(shù)據(jù)融合層
在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)清洗、時(shí)空對(duì)齊與特征提取，構(gòu)建礦井動(dòng)態(tài)知識(shí)圖譜，支持生產(chǎn)、安全、設(shè)備數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析。
孿生建模層
基于Unity3D/CESIUM構(gòu)建三維數(shù)字孿生礦井，動(dòng)態(tài)模擬采掘進(jìn)度、通風(fēng)氣流、人員分布等核心場景，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)設(shè)備拆解與地質(zhì)異?？梢暬?/p>
協(xié)同管控層
集成AI決策引擎與業(yè)務(wù)流編排工具，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)觸發(fā)調(diào)度指令、安全預(yù)警及設(shè)備維護(hù)工單，支持多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)響應(yīng)。
核心技術(shù)突破：從數(shù)據(jù)孤島到智能協(xié)同
多模態(tài)數(shù)據(jù)融合分析
采用聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架實(shí)現(xiàn)跨礦井?dāng)?shù)據(jù)共享建模，結(jié)合LSTM-Transformer混合模型完成瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、沖擊地壓預(yù)警等復(fù)雜任務(wù)。
設(shè)備數(shù)字孿生與健康管理
構(gòu)建設(shè)備故障模式庫與壽命預(yù)測(cè)模型，通過虛實(shí)交互實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)截齒磨損、液壓支架壓力異常等問題的早期干預(yù)。
應(yīng)急指揮智能輔助
基于數(shù)字孿生體的災(zāi)害推演引擎，可在3分鐘內(nèi)生成透水、火災(zāi)等場景的應(yīng)急疏散路徑與設(shè)備隔離方案，并通過AR眼鏡推送至現(xiàn)場人員。
能效閉環(huán)優(yōu)化
結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)與通風(fēng)、排水系統(tǒng)數(shù)字孿生模型，采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，使礦井綜合能耗降低18%。
典型應(yīng)用場景與價(jià)值實(shí)現(xiàn)
智能感知與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控
平臺(tái)可同步監(jiān)測(cè)200+風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，通過時(shí)空關(guān)聯(lián)分析提前2小時(shí)預(yù)警瓦斯超限風(fēng)險(xiǎn)，使事故發(fā)生率下降65%。
采掘系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度
自動(dòng)匹配采煤機(jī)速度與液壓支架移動(dòng)節(jié)奏，減少空頂時(shí)間，使單班產(chǎn)量提升12%；通過數(shù)字孿生模擬優(yōu)化巷道布置，降低掘進(jìn)成本15%。
設(shè)備全生命周期管理
實(shí)現(xiàn)從采購到報(bào)廢的全流程數(shù)字化跟蹤，結(jié)合預(yù)測(cè)性維護(hù)模型減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，年節(jié)約維修成本約800萬元。
三維可視化應(yīng)急指揮
在突發(fā)透水事故中，平臺(tái)5分鐘內(nèi)生成三維災(zāi)場模型，輔助救援隊(duì)精準(zhǔn)定位被困人員，縮短救援時(shí)間40%以上。
當(dāng)前平臺(tái)仍面臨井下定位精度不足（尤其復(fù)雜地質(zhì)條件）、跨廠商設(shè)備協(xié)議兼容、極端工況數(shù)據(jù)稀缺等挑戰(zhàn)。未來演進(jìn)將聚焦三大方向：
技術(shù)融合創(chuàng)新
引入量子傳感技術(shù)提升井下定位精度，結(jié)合數(shù)字孿生與元宇宙技術(shù)構(gòu)建沉浸式培訓(xùn)系統(tǒng)。
生態(tài)共建共享
建立礦井設(shè)備數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)資產(chǎn)化交易，構(gòu)建跨集團(tuán)智慧礦山生態(tài)聯(lián)盟。
低碳智能升級(jí)
集成碳足跡追蹤與清潔能源調(diào)度模塊，通過AI算法優(yōu)化礦井通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)，助力實(shí)現(xiàn)"雙碳"目標(biāo)。
在這場技術(shù)革新的浪潮中，捷瑞數(shù)字及其自主研發(fā)的伏鋰碼云平臺(tái)發(fā)揮著舉足輕重的作用。伏鋰碼云平臺(tái)的數(shù)字化礦井協(xié)同管控平臺(tái)作為智慧礦山生態(tài)系統(tǒng)的"智慧大腦"，正在推動(dòng)煤炭生產(chǎn)從"人控"向"智控"轉(zhuǎn)變。隨著新一代信息技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，該平臺(tái)將成為礦井智能化升級(jí)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，為煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的全域協(xié)同與智能決策，智慧礦山正在書寫"安全、高效、綠色"發(fā)展的新篇章。
