智慧矿山发展与展望

智慧矿山是当前矿山行业中一个新兴名词，归类于前沿研发领域，一部分研发人员已初步对其做出了尝试性研发，现有研发成果大多是对于矿山某类特定业务做出的智慧化尝试，较少提及智慧矿山全局计划和发展趋势，鉴此，中誉鼎力厂家从宏观角度出发，对中国智慧矿山的发展状况做出介绍。

一、中国智慧矿山的发展状况

1、智慧矿山发展历程

尽管智慧矿山是一个新兴概念，但其发展却是创立在矿山自动化、信息化、数字化所取得成果的根基上，因此讨论智慧矿山，与自动化矿山、信息化矿山、数字化矿山等概念结合起来做出，中国智慧矿山的发展过程大致可分为以下3个阶段。

(1) 单台设备自动化阶段

时间大致为20世纪90年代，该阶段的特征：分类传感技术和二维GIS平台得到运用、单台设备传输通道得以形成，顺应了可编程控制、远程集控运行、报警与闭锁。

(2) 全方位自动化阶段

时间大致为21世纪初期，该阶段的特征：全方位集成平台与3DGIS数字平台得到运用、高速网络通道形成，顺应了初级数据处理、初级系统联动、信息全方位发布。

(3) 局部智慧体阶段

是当前中国矿山所处的阶段，该阶段的特征：大数据、云计算技术得到运用，顺应了局部闭环运行、多个系统联动及成熟决策。 不仅仅这样，将来的智慧矿山阶段：进一步学习和人工智能得到广泛运用，将顺应闭环运行装置、远程诊断维护、智能决策解析、系统预测预判。

2、智慧矿山现状

中国矿山信息化开设经历近30年的发展，很多技术、装备都达到了长足的进展，当前中国智慧矿山的发展程度左右有以下3个方面。

(1) 主流技术方面

在决策解析方面，具备煤矿行业算法的设计化软件现有运用；在管控方面，工控组态软件、多种矿用设计软件已得到广泛运用；在显示方面，三维建模、信息实时显示等技术已慢慢成为主流。

(2) 装备发展方面

在集成平台方面，已形成具备集成显示与存储的平台；在传输网络方面，万兆行业以太环网已在煤矿得到运用，千兆网络更是得到广泛采纳；在传感装备方面，除了能满足常规的各类规范要求外，排除故障等功能已开始得到运用。

(3) 运用状况方面

当前的运用主要偏重监测与控制，在矿井管理方面，已具备管控一体化能力；在决策方面，智能决策、大数据解析方才起步。

3、智慧矿山开设存在的问题

中国矿山信息化开设尽管达到了举世瞩目标成绩，但仍存在不少问题。

(1) 严重缺乏相关规范

因为一开始就缺乏顶层设计与计划，中国矿山在做出信息化开设时，缺乏相关规范的指导与约束，促使了系统供应商的无序竞争，导致开设的丰富系统互联互通性很差。

(2) 缺乏多学科交叉运用

矿山面对的很多问题都需要结合多学科的常识才可以得到处理，将多学科的常识软件做出集成运用是其处理途径，然而当前缺乏一个统一、开放的公共平台，不能为多学科常识的融合解析提供渠道。

(3) 重硬件轻软件

中国丰富矿山在做出信息化开设时，常常非常在意硬件设备的投入，而对软件则吝之又吝，据有关方面统计，煤炭行业在运用软件上的投入仅占信息化投入的20%左右，导致获取的丰富信息资源没有得到合理有用的利用，不但导致了严重的信息资源浪费，并且没有地服务于矿井的生产运营。

(4) “信息孤岛”现象严重

中国矿山信息化开设发展到，各类子系统已基本顺应了网络化集成，但各系统获取的海量数据却不能得到有用共享，更谈不上做出融合解析，这类各系统单兵作战的模式，使得“信息孤岛”现象在矿山行业异常突出。

二、智慧矿山展望

1、智慧矿山定义

智慧矿山是基于物联网、云计算、大数据、人工智能等技术，集成各类传感器、自动控制器、传输网络、组件式软件等，形成成套智慧装置，可以主动感知、自动解析，依据进一步学习的常识库，形成较好决策模型并对各环节实施自动调控，顺应设计、生产、运营管理等环节安全、高效、经济、绿色的矿山。

不同于其余智慧矿山定义的是，上述定义强调智慧矿山是成套智慧装置，并能对各环节自动实施较好调控。

2、 智慧矿山展望

智慧矿山应云端、矿端、移动端具备设计、安全、生产、经营管理、节能环保等方面的决策模型，并能利用这些模型，在打造订单之后，顺应排产计划、安全保障、运送调度、煤炭洗选、成品装车等各个环节任务的自动分解与实施，并能通过实时反应信息自动完成任务的再优化。

智慧矿山的智能环节包含矿山设计、安全保障、高效生产、经济运营和绿色节能5个方面。

(1) 矿山设计

应着力宣传数字化设计，从元件级构建整座矿山，从而顺应透明矿山；智能型号选择应思考云端化部署、信息化架构、智能化装备及管控；矿井采掘和洗选应思考采纳柔性工艺，以便能依据实际状况做出适时调整。

(2) 安全保障

主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型做出自动决策，保障矿井人、机、环、管全方位的安全，并通过反应信息主动做出决策再优化，人员安全方面，应在个体防护和系统防护方面开展研发：个体防护能力方面，应具备人员所处环境参数的实时采集、无线语音通话、视频采集上传与远程调看、危险状态逃生信息的实时获取功能，和应对各种灾害的靠谱逃生装备。安全管理方面，应具备自动做出风险评估管控、自动按期做出危险隐患辨识评估及预警解析、多维度自动统计与解析隐患的能力，拥有手持终端使用环境测试能力，实现隐患排查任务的自动派发、现场落实、实时跟踪、快速闭环管理。

(3) 高效生产

主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型做出自动决策，保障矿井采、掘、机、运、通、水、电的自动高质量运行，并通过反应信息主动做出决策再优化，矿井采掘工作面的设备应具备高效的自动控制能力，从基本的就地控制，到一键启停、远程集控，直至达到优良状态，顺应设备的无人化自动控制与巡检。

(4) 经济运营

左右通过智慧矿山云中心的智能决策模型做出自动决策，保障矿井管理的自动高质量运行，并通过反应信息主动做出决策再优化，应顺应订单需求，通过云端的智能决策自动做出生产指标分解，矿井安全保障措施、主运与辅运计划、供电计划、排水计划、排矸计划的制定等功能。

(5) 绿色节能

应提高矿井的回采率，如采纳无煤柱开采方式并做出矸石的井下直接充填利用；提高矿井瓦斯、煤泥、煤矸石、矿井涌水的利用率；提高矿区生态修复率；减轻矿井吨煤生产耗电、耗水量；顺应矿井水污染、大气污染的全方位在线监测。

关于矿山开设和生产设备化、自动化、信息化、规范化的“四化”精，尽力推进中国矿山的智慧化开设，是保障矿山行业安全、高效、经济、绿色发展的然选择，智慧矿山是矿业科学技术创新的前沿趋势，也是矿山行业可继续发展的可靠保障。