横山县天云煤矿有限公司企业信息

综合管控平台数字孪生采购项目

技术服务要求

一、项目总体要求

（一）建设背景

为积极响应国家矿山安全监察局关于矿山智能化建设的总体部署，全面贯彻《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》《矿山智能化建设三年行动计划（2026-2028年）》及国家矿山安全监察局陕西局《煤矿综合管控平台建设指导意见（试行）》等文件精神，天云煤矿拟在现有智能化基础设施之上，构建覆盖全矿井的数字孪生管控体系。该体系将实现地面与井下场景的三维全景还原，并将核心生产设备的运行数据实时接入管控平台，从而形成"一屏感知、远程可控、智能预警"的数字化管控能力。

（二）建设目标

本项目以华为元图工坊智能综合管控平台为技术底座，核心建设目标如下：

1．构建天云煤矿井上井下全场景三维数字孪生模型，达到L3级精度标准；

2．接入综采、主运输、通风、压风、排水、供配电等生产子系统的数据，实现工况实时监测与远程控制；

3．建立统一的可视化管控入口，支持多场景漫游、设备状态查询与异常告警；

4．通过数字孪生手段提升矿井本质安全水平与应急响应效率。

（三）建设原则

1．安全优先

系统建设全过程须严格遵守煤矿安全规程，远程控制指令须经近端PLC确认后执行，确保人员与设备安全。

2．标准引领

技术方案应满足国家及行业最新标准要求，接口设计与数据格式应遵循行业通用规范。

3．实用导向

功能设计应贴合矿井实际生产场景，确保运维人员"看得懂、用得上、控得住"。

4．开放扩展

平台架构须具备良好的可扩展性，后续新增设备、子系统或工作面时，能够以最小代价完成接入与模型扩展。

（四）矿井概况

横山县天云煤矿有限公司企业信息（以下简称“天云煤矿”）位于陕西省榆林市横山区魏家楼镇，天云煤矿资源整合调整建设规模为1.50Mt/a。矿井基本情况如下：

井口：主斜井、副斜井、回风立井。

采、掘面预布置为：1个采煤工作面（41102工作面）、1个备用采煤工作面、3个掘进工作面。

井下变电所：中央变电所、盘区变电所。

水泵房：中央水泵房、盘区水泵房

避难硐室：一盘区永久避难硐室。

带式输送机：主斜井皮带581米长、中央大巷皮带1165米长、北翼大巷皮带676米长。

（五）执行标准与规范

产品应满足以下（包含但不限于）标准与规范，以下标准与规范有修改或替代版本时，按最新版本执行。

1．《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》

2．《矿山智能化建设三年行动计划（2026—2028年）》

3．国家矿山安全监察局陕西局印发的《煤矿综合管控平台建设指导意见（试行）》

4．《煤矿安全规程》（现行版）

5．《煤矿智能化体系架构要求》

6．《陕西省煤矿智能化建设指南（试行）》

7．《煤矿智能化建设指南（2021 年版）》国能发煤炭规

8．《金属非金属矿山智能化建设指南》-矿安综〔2025〕

9．《陕西省煤矿智能化建设实施方案》

二、平台总体技术架构

（一） 架构总述

数字孪生管控平台采用分层架构设计，自下而上依次为数据采集层、孪生引擎层和应用展示层。数据采集层负责从矿井各子系统获取实时运行数据；孪生引擎层承载三维模型渲染、场景管理与业务逻辑处理；应用展示层面向调度人员提供可视化交互界面。

（二）数据集成与接口规范

1．数据接入方式

投标单位须完成矿井现有生产控制系统的数据接入工作，接入方式应综合考虑各子系统的通信协议与数据特性。支持的数据接入方式包括但不限于：

① OPC UA、Modbus TCP等工业协议，用于对接集控系统与自动化系统；

② 标准数据库直连（PostgreSQL/MySQL 等），用于获取历史数据与配置信息；

③ Web API / Web Service 接口，用于对接已有信息化系统。

④ 远程集控安全机制

对于具备远程控制功能的子系统（综采、主运输、通风、压风、排水），系统须建立完善的安全控制机制：

① 远程控制操作须经过操作员身份验证与操作权限校验；

② 控制指令下发后由设备近端PLC执行，平台仅作为指令发起方，不直接操控现场设备硬件；

③ 每次远程操作须自动生成操作记录，包含操作人、操作时间、操作对象、指令内容。

三、数字孪生功能技术要求

（一）智慧矿山总览

采用"无人机航拍+人工优化"相结合的方式，基于GIS地理位置信息，深度融合现场实测地形数据，系统构建矿区工业广场、地面建筑、道路管网及配套基础设施等三维场景模型。通过多层级场景渲染与交互设计，用户可缩放、旋转，从宏观到局部，全面直观掌握矿山整体布局与空间关系，实现天云煤矿"一屏统览"的全局可视化。

通过数据面板，集中呈现矿井基本概况、生产能力、储量信息、地质条件、安全状况等核心经营数据，并辅以企业宣传片多媒体素材，全方位展示天云煤矿的企业形象与文化底蕴。

（二）综采工作面数字孪生

采煤工作面数字孪生系统，实现综采设备、生产状态及作业环境的三维可视化全景展示。

1．三维场景建模

完成采煤工作面巷道环境与设备布置的精细化三维建模，涵盖采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机等主要综采设备，确保设备模型与现场实际空间位置对应。

2．实时数据接入与动态监控

接入工作面集控系统、设备监测系统及安全监测系统数据，实时采集主要综采设备运行参数与作业面环境状态，实现设备运行参数与环境参数的动态实时展示。支持采煤机运行状态、液压支架动作状态、运输设备工况等信息的一站式查看，同时将工作面一氧化碳等安全监测参数进行可视化呈现，使安全态势直观可视。

3．智能预警与远程集控

设备出现异常时，系统触发设备模型高亮报警及异常详情查看，辅助运维人员快速定位与处置。系统具备地面远程集控能力，可向综采工作面主要设备下发启停等操作指令，由设备近端PLC执行，实现综采工作面的地面远程集中控制，有效减少井下作业人员，提升安全生产水平。

（三）主煤流运输数字孪生

矿井主运输系统数字孪生，实现煤流运输全链路运行状态的三维可视化与智能化管控。

1．三维场景建模

完成主运输皮带及沿线转载点的精细化三维建模，涵盖胶带机机头、机尾、机架等，真实还原主运输系统空间布局。

2．实时数据接入与动态监控

接入胶带运输集控系统和保护系统数据，实时采集各运输系统运行参数、保护信号及相关设施状态信号，动态展示胶带机、给煤机的运行工况。直观呈现皮带启停状态、运行方向、运行速度等关键信息，实现煤流运输全过程一屏统览。

3．智能报警与远程集控

设备出现异常时，系统触发设备模型高亮报警及异常详情查看，辅助运维人员快速定位与处置。系统具备地面远程集控能力，可向主运输皮带下发启停等操作指令，由设备近端PLC执行，实现地面对主运输系统的远程集中控制，提升运输系统自动化管理水平与应急响应效率。

（四）矿井智能通风数字孪生

矿井通风系统数字孪生，实现通风设备运行状态、通风参数及安全环境的三维可视化监控与远程集控。

1．三维场景建模

按照实际场景，完成通风机房建筑精细化建模，涵盖建筑内外立面、门窗及空间布局等。同步完成主通风机、回风立井、主要进回风巷及风门、风窗等通风设施的三维建模，并建立设备模型与现场实际空间位置的对应关系。

2．实时数据接入与动态监控

接入通风机监控系统数据，实时展示风机运行状态、电流、电压、风量、负压等运行工况参数。关联安全监测系统数据，同步呈现风速、瓦斯、一氧化碳、温度等环境参数，实现通风系统运行工况与安全态势的综合一屏展示。

3．智能预警与远程集控

设备出现异常时，系统触发设备模型高亮报警及异常详情查看，辅助运维人员快速定位与处置。提供主通风机一键启停、一键倒机、反风等远程控制指令下发功能，由设备近端PLC执行操作，提升通风系统应急响应与自动化管理水平。

（五）矿井智能压风数字孪生

矿井压风系统数字孪生，实现压风设备及关联设施运行状态的三维可视化监控与远程集控，助力压风设备无人值守。

1．三维场景建模

按照实际场景，完成压风机房建筑精细化建模，涵盖建筑内外立面、门窗及空间布局等。同步完成压风机房、制氮设备、储气设备及配套管路设施的三维建模。

2．实时数据接入与动态监控

接入压风系统运行数据，实时采集并展示电机开停状态、出口压力、电机温度、内部压力、阀门开闭等设备运行参数，以及总管压力、总管流量等系统级关键指标。同步显示各类保护传感器工作状态、分站通信状态及故障类型，实现压风系统全工况动态一屏监控。

3．智能预警与远程集控

设备出现异常时，系统触发设备模型高亮报警及异常详情查看，辅助运维人员快速定位与处置。通过平台向空压机控制系统远程下发启动、停止控制指令，由近端设备执行操作，实现地面远程集中控制，有效减少井下值守人员，提升压风系统自动化管理水平与应急响应效率。

（六）矿井智能排水数字孪生

矿井排水系统数字孪生，实现中央水泵房、盘区水泵房运行状态的三维可视化监控与远程集控。

1．三维场景建模

完成中央水泵房、盘区水泵房、水仓及排水管路等设施的三维建模，建立水泵、电机、闸阀、管路等关键设备模型，真实还原排水系统空间布局。

2．实时数据接入与动态监控

接入水泵自动化系统数据，实时采集并动态展示吸水负压、排水正压、水仓液位、排水流量、轴承及定子温度、电压、电流、闸阀开度等模拟量，以及水泵运行状态、阀门开关状态、水位高低限等开关量，供水管路流量、压力等状态参数，实现排水系统全工况一屏统览。

3．智能预警与远程集控

设备出现异常时，系统触发设备模型高亮报警及异常详情查看，辅助运维人员快速定位与处置。通过平台向排水设备控制台远程下发单机启停等指令，由近端控制台完成设备操作，实现地面对排水系统的远程集中控制。

（七）矿井智能供配电数字孪生

矿井供电系统数字孪生，将地面变电所、井下主变电所至井下配电点的一体化用电调度监控系统集成至综合管控平台，实现地面及井下供电设备的可视化管理。

1．三维场景建模

完成中央变电所、盘区变电所等供配电关键场所的三维建模，建立变压器、开关柜等重点电气设备模型，真实还原供配电系统空间布局。

2．实时数据接入与动态监控

接入供电自动化系统数据，实时监测回路电流、电压、功率因数、电量，以及高/低压回路运行状态、断路器状态、保护器运行状态、保护装置动作信号等关键参数，以及供电设备运行状态的在线查询，实现供配电系统运行工况一屏统览，为电网运行分析与能效管理提供全面数据支撑。

3．智能预警

设备出现异常时，系统触发设备模型高亮报警及异常详情查看，辅助运维人员快速锁定故障点位，提升供电系统应急响应效率。

技术服务要求天云煤矿数字孪生管控平台采购项目_07-28.pdf