任鑫

摘 要：文章討論了互聯(lián)網(wǎng)+智慧煤礦的建設(shè)內(nèi)容，并介紹了以陜西彬煤公司為示范工程的智慧礦山建設(shè)成效及下一步的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智慧礦山;互聯(lián)網(wǎng);發(fā)展

1.智慧礦山建設(shè)的必要性

1.1國家政策導(dǎo)向

國家的政策導(dǎo)向有力地推動(dòng)了我國智慧礦山建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程。2016 年《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》明確提出加快建數(shù)字化、智能化、信息化、自動(dòng)化礦山;2017年《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》要求礦山領(lǐng)域?qū)嵤皺C(jī)械化換人，自動(dòng)化減人”;2018 年出臺(tái)智慧礦山信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，規(guī)定智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術(shù)要求，我國智慧礦山建設(shè)已開始真正落地;2020 年 3 月 《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出到 2021 年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦。

1.2煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需要

國民經(jīng)濟(jì)步入新常態(tài)，煤炭行業(yè)處于需求增速放緩、過剩產(chǎn)能和庫存消化、環(huán)境制約強(qiáng)化、結(jié)構(gòu)調(diào)整攻堅(jiān)“四期并存”的發(fā)展階段，煤炭行業(yè)必須緊抓時(shí)機(jī)變化革命進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)

煤炭行業(yè)融合創(chuàng)新，將對(duì)煤炭行業(yè)全面提升產(chǎn)業(yè)層次、形成產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)、提高經(jīng)營(yíng)質(zhì)量起到積極推動(dòng)作用。同時(shí)，智慧礦山建設(shè)將推動(dòng)煤炭行業(yè)發(fā)展步入新常態(tài)，促進(jìn)其高質(zhì)量、高效益發(fā)展。

1.3用工“荒”問題的需要

我國近幾年出現(xiàn)了“用工荒”問題，尤其是礦業(yè)企業(yè)。煤礦是勞動(dòng)密集型行業(yè)，事故多發(fā)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差;煤礦開采年限長(zhǎng);用工制度改革出現(xiàn)真空。

隨著人口老齡化加劇，加上勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性失衡，這種情況也會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重。只有盡早加快煤炭行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，擺脫傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)低端發(fā)展模式“用工荒”問題才能得以緩解。

1.4企業(yè)自身發(fā)展的需要

蔣家河礦雖然具備了一定的信息化基礎(chǔ)，但離國家政策倡導(dǎo)的智慧礦山還存在較大差距，需要積極通過信息化、自動(dòng)化和智能化升級(jí)來補(bǔ)齊短板，借助智能化手段保障企業(yè)長(zhǎng)期的健康安全運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，隨著智慧礦山建設(shè)的推進(jìn)，也可以優(yōu)化蔣家河礦的管理，將生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)有效融合，讓企業(yè)更高效、更穩(wěn)健的運(yùn)行。

2.蔣家河礦互聯(lián)網(wǎng)+智慧礦山建設(shè)內(nèi)容

蔣家河礦智慧礦山建設(shè)目標(biāo)是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化、系統(tǒng)一體化和技術(shù)智能化的建設(shè)理念，完成對(duì)礦山“人、機(jī)、料、法、環(huán)”數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成，從而成為可視化展現(xiàn)、自動(dòng)化操作和智能化服務(wù)的礦山智慧體。

智慧礦山頂層架構(gòu)體系建設(shè)過程中涉及到的智能控制技術(shù)、5G 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、可視化技術(shù)、空間信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)理論方法等關(guān)鍵智能技術(shù)。按照相關(guān)智慧礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以“無人則安、少人則安”為出發(fā)點(diǎn)，從頂層設(shè)計(jì)煤礦智慧大腦“彬煤云”，采用云、邊、端技術(shù)架構(gòu)，通過多維度、多角度數(shù)據(jù)融合和分析，為蔣家河礦提供安全生產(chǎn)作業(yè)在線監(jiān)管服務(wù)，為安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)提供決策支持，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行 5G 網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)建設(shè)、萬兆環(huán)網(wǎng)升級(jí)以及工作面智能化改造，從業(yè)務(wù)分析、技術(shù)實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的不同角度，綜合、全面的構(gòu)建智慧礦山。

3.互聯(lián)網(wǎng)+智慧礦山建設(shè)

3.1綜采工作面智慧感知

綜采工作面智能化控制圍繞綜采設(shè)備姿態(tài)定位、綜采設(shè)備安全感知、工作面直線度控制、視頻圖像處理等關(guān)鍵問題，用傳感、通信、自動(dòng)化、信息化等一系列技術(shù)高度集成，實(shí)現(xiàn)具有主動(dòng)感知、自主決策、自動(dòng)執(zhí)行、三機(jī)聯(lián)動(dòng)、環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制等功能，滿足就地、集中、遠(yuǎn)程三級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理控制、設(shè)備故障自診斷系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)綜采工作面的自動(dòng)化、少人化、無人化的智能開采。

煤礦智慧開采推進(jìn)煤炭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)密集型向人才技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，智慧化高端綜采裝備必然是未來工作面的主流設(shè)備。

3.2三維實(shí)景智慧綜合管理平臺(tái)

數(shù)字煤礦三維實(shí)景可視化平臺(tái)是一種全新的礦山管理手段，將礦山地形地貌、地表設(shè)施、井巷工程、礦山地質(zhì)等空間構(gòu)造在三維實(shí)景平臺(tái)中真實(shí)再現(xiàn)，同時(shí)接入礦山采掘工作面、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、生產(chǎn)自動(dòng)化、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、經(jīng)營(yíng)管理等各類專業(yè)子系統(tǒng)，并在該平臺(tái)植入實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、人員信息、管理信息，從而構(gòu)建成能真實(shí)反映煤礦復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境狀態(tài)的三維實(shí)景智慧煤礦;實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警分析和風(fēng)險(xiǎn)信息跟蹤，對(duì)礦山企業(yè)危險(xiǎn)源、隱患、事故等信息的定位記錄和管理;并在突發(fā)事件時(shí)為決策者提供全面的應(yīng)急決策信息支持，最大程度降低發(fā)生事故的概率和減少事故所造成的損失，是礦山安全生產(chǎn)管理與應(yīng)急指揮的新手段。

3.3 智慧礦山數(shù)據(jù)挖掘及增值利用

數(shù)據(jù)挖掘是利用各種分析工具在海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)間關(guān)系，使用這些模型和關(guān)系可以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的不足之處加以修正，尋找數(shù)據(jù)間潛在關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)被忽略的因素。將數(shù)據(jù)挖掘分析結(jié)果加載到三維實(shí)景綜合管理平臺(tái)，在三維實(shí)景中實(shí)時(shí)顯示對(duì)參數(shù)重組和計(jì)算得出的評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)有其他系統(tǒng)（如采掘設(shè)備傳感系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)等）區(qū)域狀態(tài)的綜合評(píng)定，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地判斷井下系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及事故隱患，起到對(duì)礦井安全多層防護(hù)的作用。傳統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只是在檢測(cè)量超出標(biāo)準(zhǔn)水平后發(fā)出故障報(bào)警，并不能在出現(xiàn)危險(xiǎn)趨勢(shì)時(shí)發(fā)出預(yù)報(bào)，智慧礦山數(shù)據(jù)挖掘可以加快安全事故隱患排查效率，達(dá)到事前預(yù)警，從而提高礦井災(zāi)害預(yù)防能力。

3.4互聯(lián)網(wǎng)+智慧礦山

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的智慧礦山是指將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)思維應(yīng)用到煤礦領(lǐng)域，使得煤礦安全生產(chǎn)及管理運(yùn)作與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，與“互聯(lián)網(wǎng)+”的加值形成聚合效應(yīng)?；ヂ?lián)網(wǎng)+智慧煤礦將重點(diǎn)促進(jìn)以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與煤礦安全生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的融合發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)+智慧礦山的建設(shè)先期選擇具備智慧礦山建設(shè)條件好的煤礦進(jìn)行，至少需要完成以下 4 個(gè)方面的內(nèi)容。

1）建立煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理實(shí)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心庫，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)并結(jié)合專家預(yù)測(cè)模型進(jìn)行集中分析，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)環(huán)境全過程透明展示。

2）建立實(shí)時(shí)判斷煤礦井下安全生產(chǎn)狀況、災(zāi)害早期發(fā)現(xiàn)與預(yù)警、專家遠(yuǎn)程事故診斷、區(qū)域安全形勢(shì)專項(xiàng)預(yù)測(cè)評(píng)估等的功能平臺(tái)。

3）建立不同層級(jí)、不同區(qū)域的煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，形成煤礦企業(yè)、煤礦集團(tuán)、全國煤礦的時(shí)空多維數(shù)據(jù)共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)信息的跨區(qū)域、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及診斷的共享服務(wù)。

4）建立煤礦安全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同數(shù)據(jù)交換服務(wù)中心，實(shí)現(xiàn)監(jiān)察、執(zhí)法、隱患排查治理及應(yīng)急救援等政府監(jiān)管工作，促進(jìn)傳統(tǒng)煤炭工業(yè)向智慧能源的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

4.互聯(lián)網(wǎng)+智慧礦山展望

4.1以傳感技術(shù)、數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算 、“互聯(lián)網(wǎng)+”等高科技為支撐的智慧礦山，在數(shù)字礦山的基礎(chǔ)上對(duì)信息實(shí)時(shí)精準(zhǔn)采集、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)規(guī)范集成、三維實(shí)景展現(xiàn)，具有透徹的感知、全面的互聯(lián)互通、深入的智能管控，實(shí)現(xiàn)從井上到井下、從整個(gè)礦區(qū)到具體設(shè)備、從現(xiàn)場(chǎng)到遠(yuǎn)程、從生產(chǎn)到安全到?jīng)Q策的多層次立體有序銜接。

4.2 隨著大數(shù)據(jù) 、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在各行各業(yè)的推廣增值應(yīng)用，加快推進(jìn)建設(shè)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高效智能化安全生產(chǎn)管控、調(diào)度指揮、風(fēng)險(xiǎn)追蹤和預(yù)測(cè)預(yù)警功能的智慧礦山，最終實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警、安全生產(chǎn)、少人或無人開采的智慧礦山模式。

參考文獻(xiàn)：

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