文/申晉鵬

我國數(shù)字化礦山發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題研究

文/申晉鵬

數(shù)字礦山是由數(shù)字地球延伸而來，即在礦山范圍內(nèi)以三維坐標(biāo)信息及其相關(guān)關(guān)系為基礎(chǔ)而組成的信息框架。數(shù)字化在煤炭企業(yè)中的應(yīng)用，主要集中在“生產(chǎn)、安全、管理”三大領(lǐng)域，近期又逐步拓展應(yīng)用到了“節(jié)能減排和電子商務(wù)”等領(lǐng)域，具體是指將煤炭企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營、物料移動(dòng)、安全監(jiān)察、資金流動(dòng)、人員管理、銷售管理及客戶交互等業(yè)務(wù)過程數(shù)字化，通過各種信息系統(tǒng)加工生成信息資源，有選擇地提供給不同層次的技術(shù)人員和管理人員，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素的優(yōu)化組合和企業(yè)資源的合理配置，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益的最大化。它的最終發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)礦山資源與開采環(huán)境數(shù)字化、生產(chǎn)過程可視化、管理決策科學(xué)化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、技術(shù)設(shè)備智能化。

一、煤礦數(shù)字化礦山建設(shè)的重大意義

數(shù)字化礦山建設(shè)過程是提高生產(chǎn)經(jīng)營管理水平、轉(zhuǎn)換經(jīng)營機(jī)制、促進(jìn)管理現(xiàn)代化、建立現(xiàn)代企業(yè)制度、提高經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)安全生產(chǎn)的完善過程；也是煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)和實(shí)施大集團(tuán)戰(zhàn)略、走可持續(xù)化發(fā)展道路的技術(shù)保障。煤炭工業(yè)數(shù)字化建設(shè)，可提高煤礦企業(yè)安全管理的預(yù)測預(yù)判和預(yù)防預(yù)控能力，推動(dòng)安全從靜態(tài)管理向動(dòng)態(tài)管理、從被動(dòng)管理向主動(dòng)管理、從程序管理向工序管理的轉(zhuǎn)變，是保障煤礦安全生產(chǎn)的必然選擇和重要途徑。

二、我國煤炭工業(yè)數(shù)字化現(xiàn)狀

我國煤炭工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程起步較早，但90年代煤炭行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益下滑，數(shù)字化進(jìn)程極大受挫。隨著煤炭行業(yè)的復(fù)蘇，煤炭企業(yè)數(shù)字化意識有了很大的提高，數(shù)字化管理體系、信息安全體系逐漸形成，數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展較快，數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐加快。

一是數(shù)字化建設(shè)促進(jìn)安全生產(chǎn)和提高管理效益正成為煤炭企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。多數(shù)企業(yè)將煤礦數(shù)字化建設(shè)工作作為企業(yè)整體發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。大型煤炭企業(yè)大都成立了數(shù)字化礦山領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)立了專職的管理部門，建立起了較為完善的組織管理體系；數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐加快。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，煤炭企業(yè)在生產(chǎn)、安全、管理、銷售、物流等方面應(yīng)用的各類軟件已達(dá)200余種。多數(shù)大型企業(yè)建立了集自動(dòng)化控制、調(diào)度指揮、監(jiān)測監(jiān)控和診斷維護(hù)等于一體的綜合信息化自動(dòng)化管控平臺，逐步實(shí)現(xiàn)了煤炭生產(chǎn)、節(jié)能減排、洗選加工、現(xiàn)代物流等全過程的數(shù)字化平臺。

二是數(shù)字化礦山系統(tǒng)正從分散孤立向集成方向發(fā)展。當(dāng)前，數(shù)字化建設(shè)促進(jìn)安全生產(chǎn)工作正在由分散、單一的安全信息系統(tǒng)建設(shè)向全面、融合、集成的安全管理平臺方向發(fā)展。多數(shù)企業(yè)集中在危險(xiǎn)源監(jiān)測、通訊聯(lián)絡(luò)、生產(chǎn)過程和設(shè)備監(jiān)控、人員定位等單項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用，滿足了專業(yè)管理需要。也有些先進(jìn)企業(yè)正從單項(xiàng)應(yīng)用向集成化發(fā)展，從安全、健康、環(huán)境等進(jìn)行全方位的統(tǒng)籌安排，逐步實(shí)現(xiàn)了整體管控。

例如圍繞建設(shè)本質(zhì)安全型企業(yè)和數(shù)字化神寧的目標(biāo)，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)公司、北京天大天科科技發(fā)展公司、天地(常州)自動(dòng)化股份公司三家合作開展了“數(shù)字化礦山建設(shè)集成技術(shù)研究”項(xiàng)目。該項(xiàng)目充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全礦井生產(chǎn)過程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了礦井綜合自動(dòng)化、企業(yè)管理、三維地理信息系統(tǒng)和決策分析系統(tǒng)的無縫整合，實(shí)現(xiàn)了礦井現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境和生產(chǎn)過程環(huán)節(jié)的可視化，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線分析，提高了礦井安全生產(chǎn)的決策支持能力。該項(xiàng)目在石槽村礦、紅柳礦等礦井成功應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

三是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)已成為數(shù)字化礦山建設(shè)的重要切入點(diǎn)和突破口。

如由山西省科技廳組織、太原理工大學(xué)主持完成的“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“煤礦全礦井安全生產(chǎn)數(shù)字化監(jiān)測監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的研究”通過國家科技部驗(yàn)收，該項(xiàng)目開發(fā)了火災(zāi)、水災(zāi)和重大瓦斯災(zāi)害預(yù)測預(yù)警監(jiān)控以及礦井通風(fēng)、頂板和供電系統(tǒng)安全狀態(tài)連續(xù)監(jiān)測與災(zāi)害預(yù)警于一體的集成系統(tǒng)，使煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控，對保障煤礦安全生產(chǎn)連續(xù)、可靠、穩(wěn)定地進(jìn)行，提高煤礦安全生產(chǎn)重大災(zāi)害預(yù)警能力，推動(dòng)煤炭行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益和重要戰(zhàn)略意義。神華集團(tuán)的“本質(zhì)安全管理信息系統(tǒng)”運(yùn)行3年來，人員不安全行為下降33％，百萬噸死亡率降低了20％。

四是安全生產(chǎn)數(shù)字化已經(jīng)成為煤炭企業(yè)落實(shí)安全管理制度的重要載體。煤炭企業(yè)通過數(shù)字化手段，保障了各項(xiàng)安全生產(chǎn)制度的落實(shí)，尤其是在安全生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化、安全生產(chǎn)責(zé)任落實(shí)和考核等方面，起到了重要作用。一些企業(yè)還利用虛擬現(xiàn)實(shí)及數(shù)字模擬等手段，對安全操作的流程、突發(fā)事故處理進(jìn)行模擬，為安全生產(chǎn)培訓(xùn)等提供了新手段，提高了工作人員對安全管理制度的理解和實(shí)踐能力。冀中能源股份公司邢臺礦在瓦斯防治方面，裝備了KJ75N煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，采用了“瓦斯監(jiān)測監(jiān)控和人工現(xiàn)場檢測”兩種方法，有效杜絕了瓦斯超限給礦井安全生產(chǎn)帶來的危害，為分析現(xiàn)場瓦斯情況提供了可靠依據(jù)。

五是專業(yè)化的數(shù)字化服務(wù)產(chǎn)業(yè)正在逐步壯大。隨著煤礦安全生產(chǎn)數(shù)字化建設(shè)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)服務(wù)商隊(duì)伍也在不斷擴(kuò)大。

三、我國煤炭工業(yè)數(shù)字化存在的問題

一是一些領(lǐng)導(dǎo)對數(shù)字化建設(shè)重視不夠，沒有把數(shù)字化建設(shè)當(dāng)作企業(yè)自身發(fā)展的機(jī)遇和契機(jī)，而是認(rèn)為數(shù)字化建設(shè)投資大、效益低，甚至是賠錢。

二是數(shù)字化促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)的應(yīng)用水平不高，數(shù)字化與安全生產(chǎn)業(yè)務(wù)的融合不夠。數(shù)字礦山是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及煤礦規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理、企業(yè)決策等全過程，許多信息需要長遠(yuǎn)規(guī)劃和持續(xù)共享，而實(shí)踐中，一些煤礦企業(yè)數(shù)字化建設(shè)缺乏具體規(guī)劃，帶有一定的隨意性和盲目性。特別是一些礦井?dāng)U建，受資金、生產(chǎn)、技術(shù)、觀念等方面的限制，往往就事論事地實(shí)施某一套或幾套子系統(tǒng)，形成了一個(gè)個(gè)“信息孤島”。

三是安全生產(chǎn)信息技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，軟件平臺、硬件設(shè)備、信息內(nèi)容、通訊協(xié)議等方面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一。

四是自主數(shù)字化服務(wù)企業(yè)規(guī)模小、專業(yè)化程度比較低、競爭力比較弱，還有些核心技術(shù)受制于人，存在著由于產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量不過關(guān)造成重大安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)。

五是缺乏相應(yīng)的政策指導(dǎo)和專項(xiàng)資金支持，有些已經(jīng)制定的政策落實(shí)不到位。

煤礦數(shù)字化建設(shè)和發(fā)展不是一朝一夕的事。我國煤礦數(shù)字化礦山還處在初級發(fā)展階段，需要充分考慮社會(huì)效益、管理效益和經(jīng)濟(jì)效益，堅(jiān)持安全性、實(shí)用性、可靠性、先進(jìn)性、適應(yīng)性、開放性等原則，扎實(shí)穩(wěn)步走好數(shù)字化礦山建設(shè)發(fā)展道路。

（責(zé)任編輯：李元）

作者單位：（山西蘭花科創(chuàng)伯方煤礦分公司）