成果编号：1219

完成单位：陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司

登记编号：ZSXC-2023-MT-1- 

登记年份：2023年

发布时间：2023-06-29

成果主要完成人：闫敬旺、谭震、苗鑫、李辉、高永军、崔诚、杨辉、姜江、路兴军、薛红军、加保瑞、郭富强

一、成果项目背景

随着智能矿山建设持续纵深推进，大型现代化煤矿逐步形成“大集群、重负荷、连续化”的生产格局，井下机电设备数量多、系统串联性强、运行负荷大、作业环境恶劣、运维空间受限，设备安全稳定运行直接决定矿井产能效率与安全生产态势。传统煤矿设备运维普遍采用事后故障抢修、周期预防性检修模式，存在明显管理短板：事后检修易造成设备“欠修”、带病运行，引发非计划停机、生产中断；固定周期预修普遍存在“过度维护、无效检修”问题，不仅浪费人力物力，还极易在频繁拆装调试中诱发次生维修故障，无法从根本上规避设备突发隐患。

为彻底破解传统运维模式粗放、检修决策滞后、隐患预判不足、运维成本偏高、停机风险突出等行业痛点，推动煤矿设备运维从“被动抢修、定时检修”向“状态感知、预测预警、按需维保、闭环管控”转型，陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司依托矿井智能化建设基础，开展大型煤矿生产设备预测性智能检修维护平台专项研究与落地应用，构建适配大型现代化矿井的设备智能运维新体系，助力煤矿生产智能化、管理数字化高质量升级。

二、核心研发内容与关键技术

本成果立足大型煤矿井下设备运行特征与运维管理痛点，依托现有智能网络、算力资源、智能化生产线及设备管理体系，通过感知优化、数据治理、模型研发、智能研判、流程再造、制度赋能，建成全覆盖、自学习、可预判、可闭环的预测性智能检修维护平台，形成整套可落地、可复制的煤矿智能运维技术体系。

1、设备运行感知体系优化，实现多元数据精准采集

结合井下设备分布特点、重载运行工况及故障诊断核心目标，优化边缘端传感器布局策略，采用多元耦合采集方式，针对性采集设备振动、温度、电流波形、频谱特征、过煤量、运行时长等多维度运行参数。通过广域信息汇聚、多源数据融合，全面掌握设备实时运行状态，解决传统监测测点单一、数据片面、感知滞后的问题，为故障研判、状态评估、寿命预测提供精准数据底座。

2、构建标准化数据治理体系，保障数据真实有效

针对煤矿井下复杂环境带来的干扰数据、冗余数据、异常脏数据问题，搭建专业化数据清洗与标准化处理机制，批量剔除无效、错误、干扰数据，统一数据格式与传输标准，保障全量监测数据的真实性、连续性、有效性，有效提升后续模型训练、状态识别、故障研判的精准度，为智能算法迭代提供高质量数据支撑。

3、研发矿用设备专属故障诊断模型，实现智能识别自学习

深度研究煤矿机电设备结构机理、运行规律与失效模式，结合海量历史故障案例，排除井下环境干扰因素，自主构建适配煤矿重载、连续运行工况的特色故障判断模型。平台具备持续自学习迭代能力，可通过实时运行数据不断优化识别精度，精准区分正常波动、轻微异常、早期隐患、严重故障，实现设备异常状态精准分类与智能辨识。

4、搭建预测性智能诊断决策体系，实现按需精准检修

围绕设备运维核心痛点，构建“修不修、何时修、修什么、怎么修、谁来修”全维度智能决策模块，依托设备实时运行状态、健康度评分、剩余寿命测算结果，自动生成差异化检修方案、维保周期、作业内容与责任分工。彻底改变传统一刀切式定期检修模式，实现从经验检修向数据驱动、状态驱动的精准预测性检修转变。

5、集成远程会诊与智能备件管理，提升运维处置能力

平台内置远程专家会诊功能，针对设备疑难故障可快速联动技术专家，协同开展故障分析、原因定位与方案制定，高效处置复杂设备隐患；同时依托设备运行损耗规律与检修计划，智能生成备品备件需求计划，精准匹配库存、按需提报采购，有效降低备件库存积压与资金占用，实现备件精益化管控。

6、贯通设备全生命周期闭环管理，构建数字化运维体系

成果融合设备全生命周期管理理念，打通设备台账、状态监测、故障预警、检修工单、验收归档、备件管理、绩效统计全业务链路，实现维检修作业信息化、流程标准化、整改闭环化。通过智能技术、设备技术、管理制度技术三维融合，形成完整的煤矿智能运维管理体系。

三、项目创新亮点

1、场景适配创新：精准匹配大型煤矿重载恶劣运维工况

深度剖析地下大机器群串联生产、重负荷连续运行、空间狭小、环境复杂、维护难度大的煤矿专属场景特征，精准识别传统运维模式的短板与弊端，针对性研发适配矿用设备的智能运维方案，场景贴合度、工况适配性远超通用运维系统。

2、架构体系创新：依托现有智能化资源，轻量化全域升级

充分复用矿井现有智能网络、算力平台、智能生产线与设备管理基础，遵循“全面感知、广泛接入、多元融合、模型识别、人机协同、精准检修”的建设思路，形成从数据采集、特征提取、状态辨识、智能决策到精准维保的完整技术路线，改造成本低、落地速度快、实用性极强。

3、算法模型创新：构建矿用专属故障识别与寿命预测模型

区别于通用设备算法，本项目结合煤矿设备典型失效机理与井下干扰特征，建立大量矿用专属故障判断模型，具备强抗干扰、高适配、自学习迭代能力，可精准预判设备剩余使用寿命，实现隐患早发现、故障早预警、风险早处置。

4、管理模式创新：彻底重构煤矿设备检修决策逻辑

打破“定时检修、被动抢修”的传统模式，建立以设备真实运行状态为核心的预测性检修新模式，精准规避欠修漏检、过度检修、维修次生故障三大难题，实现检修工作科学化、精准化、精益化。

5、机制闭环创新：技术与制度双向融合，长效落地

同步配套全生命周期管理、智能备件管控、检修闭环考核等管理制度，以技术赋能管理、以制度保障技术落地，形成“技术创新+流程再造+制度固化”的一体化创新体系，为智能运维常态化、规范化运行提供坚实保障。

四、成果应用成效

本平台在陕煤集团神木柠条塔矿业全面落地应用后，实现了煤矿机电设备运行状态实时动态监护、早期隐患精准预警、故障趋势超前预判、检修作业按需开展、运维流程闭环管控，彻底解决了传统设备运维“欠修、过修、误修”的行业顽疾。通过精准预测设备剩余寿命、提前处置隐性故障，有效杜绝设备非计划停机问题，大幅提升矿井生产连续性与安全稳定性。

在运维效率层面，依托智能诊断与远程会诊功能，大幅降低人工巡检压力与故障排查难度，缩短设备故障处置时长，提升整体检修作业效率；在成本管控层面，智能备件计划精准压降库存积压，减少无效检修带来的人力、材料、时间损耗，实现降本增效；在管理升级层面，全面实现设备运维数字化、可视化、智能化管控，补齐了大型煤矿智能运维体系短板，有力推动矿井“生产智能化、管理数字化”转型落地。

五、成果推广价值

本成果紧扣智能矿山、智慧煤矿建设发展趋势，针对大型煤矿设备运维场景的特殊性、复杂性，创新构建了一套成熟、适配、可复制的预测性智能检修维护技术体系与平台方案，有效解决煤矿设备故障预判难、检修决策粗放、运维成本偏高、停机风险突出等行业共性难题。

成果适配各大大型现代化煤矿、智能化矿井机电设备运维场景，技术成熟、落地性强、适配度高、推广成本低，可为煤炭行业设备全生命周期智能管理、预测性检修体系建设提供标准化实践范例。对推动煤矿设备运维模式迭代升级、提升矿山本质安全水平、降低矿井运维成本、加速智能矿山数字化转型具有重要的工程应用价值与行业示范推广价值。