2025年“数据要素×”大赛山西分赛优秀项目展演|数据赋能·智能煤矸识别系统一一厚煤层精准开采决策引擎

发布时间: 2026-07-24 10:16:02 信息来源: 山西省数据局

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为贯彻落实党中央、国务院关于深化数据资源开发利用有关部署,更好释放数据要素乘数效应,营造全社会“供数、治数、用数”良好氛围,聚焦破解行业领域数据资源开发利用堵点难点、加快数据要素市场化价值化进程、推动数据更好赋能全省产业转型升级与数字经济高质量发展,2026年“数据要素×”大赛山西分赛(以下简称“山西分赛”)全面启动。

赛事以“数智赋能 晋创未来”为主题,紧扣山西能源革命、产业转型、民生发展核心需求,结合全省产业特色与发展战略,诚邀社会各界围绕工业制造、现代农业、交通运输、数智创新、数字健康、气象服务、能源低碳、数字文保文旅、数字治理、民生服务十大赛道,研提优质数据创新成果。

现将2025年山西分赛优秀项目案例陆续发布,供各方参考。

奖项:优秀奖

赛道:能源低碳

项目:数据赋能·智能煤矸识别系统——厚煤层精准开采决策引擎

单位:山西中宏环能矿山科技有限公司

01 项目背景

我国能源消费结构以煤炭为核心,2024年其占比达55.3%,战略地位突出。国家出台《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等政策,推动煤炭高效开发与清洁利用,助力实现“双碳”目标。但目前厚煤层综放开采存在短板,顶煤回收率低、含矸率高,导致每年浪费煤炭资源超10亿吨,其中44%的损失源于传统放煤工艺缺陷。这不仅造成资源严重浪费、企业生产成本增加,还加剧生态环境负担,与政策要求及行业高质量发展需求形成突出矛盾,亟需突破性技术解决方案破解困境。

02 解决方案

本方案以“数据赋能精准开采”为核心,构建“硬件感知-数据治理-智能决策”全链条体系,破解厚煤层开采痛点,核心亮点如下:

1.四层技术架构支撑闭环决策:采用“硬件层-软件层-算法层-应用层”架构,硬件层通过顶煤运移跟踪仪、红外识别装备实现数据秒级采集;软件层依托自研计算软件完成500ms内数据预处理;算法层构建动态放煤优化模型,识别准确率超91%;应用层输出回采率提升、含矸率控制方案,形成“感知-分析-决策-执行”闭环。

2.多源高质量数据筑牢基础:整合10万+张煤矸红外图像、50+工作面运移轨迹等核心数据,涵盖空间、时间、物理多维度,数据标注准确率达98%。通过矿用设备实时采集、合作煤矿授权及行业数据整合,建立合规数据源,支撑算法迭代与工艺优化。

3.全流程数据管理确保安全合规:制定了5项数据使用标准,通过“按权限使用+加密传输+双重备份”保障安全,核心数据采用高强度加密技术,设备自带防篡改功能。建立从“采集-存储-使用-销毁”的全流程管理规则,不仅通过了煤矿安全认证(MA认证),还达到了网络安全二级标准,确保数据用得放心、符合规定。

(核心解决方案流程图)

(数据分析混矸率计算软件)

03 创新做法

1.识别技术突破:首创“液体介入+红外检测”技术,利用煤与矸石温降差异精准识别,解决深色煤矸难辨问题,识别准确率超91%,喷头兼具降尘功能实现“识别+环保”双效。

2.动态工艺优化:基于顶煤运移跟踪数据,构建动态放煤步距模型,在仰俯斜过渡段实现参数智能调整,较固定步距工艺回收率提升3.71%,单工作面年增原煤22.5万吨。

3.数据驱动提效:整合10万+张煤矸图像、50+工作面数据,自研软件5秒内完成混矸率计算,替代人工经验判断,处理效率提升360倍,支撑全流程数字化管理。

4.架构创新:构建“硬件-软件-算法-应用”四层闭环架构,硬件秒级采集数据,软件快速预处理,算法层动态优化模型实现高达91%的煤矸识别准确率,应用层精准输出开采优化方案,高效衔接各环节。

04 应用成效

经济效益显著。已服务晋陕蒙23座煤矿,通过回采率提升3%-3.71%、含矸率降低4%-5%,单矿年增原煤超20万吨,累计创造直接经济效益3.8亿元,同时减少矸石处理成本,助力企业降本增效。

资源利用优化。破解厚煤层开采浪费难题,每年每矿减少煤炭浪费超5000吨,23座煤矿年节约资源超11.5万吨,有效提升煤炭资源利用率,缓解资源供需矛盾。

社会价值突出。降低矸石排放与土地占用,减少开采环节环境污染,契合“双碳”目标;推动煤矿智能化转型,为行业提供可复制方案,助力煤炭产业绿色高质量发展。


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