信息化工作在今后智慧化矿山发展中所起到的作用

孟江涛 牛晓韩

摘要：当前，新一轮科技革命衍生出的云计算、人工智能等高新技术与传统产业不断发生融合，矿山的信息化建设也随之来到智慧时代，针对当前煤矿生产过程中存在的污染、安全和设备效率问题，与其他行业智能化推动技术的变革一样，煤矿的信息化进程亟需依托云计算、物联网和大数据等新技术手段来提升煤矿设计规划、生产技术和管理等全环节、全过程的智能化水平。

关键词：信息化;智慧化矿山;发展;

一、智慧煤矿山的目标及内涵

智慧煤矿山涵盖了矿山的各个环节，也是绿色矿山建设的更高层级，其最主要的目标就是针对开采过程中“人、机、环、管”构成的复杂系统，利用先进的传感、通讯、控制技术，使系统具备相对独立的“状态感知、实时分析、科学决策、精准执行”功能。从建设的阶段性来看，智慧煤矿山的发展是将“无人”的程度不断提升的过程，由单项技术、单个系统的智慧化，达到“点上的无人”，再将上述系统进行集成，达到“面上的无人”，最终实现“矿山系统的无人”，即矿山生产、安全、运输等一级系统的全面无人作业，整个矿山都在智慧机器人和智慧设备下操作完成。所谓智慧煤矿山，就是基于物联网、云计算、大数据等技术，集成各类传感器、自动控制器、组件式软件等，形成一套智慧体系，能够对矿山生产、技术支持及后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理，依据深度学习的知识库，形成最优决策模型并对各环节实施自动调控，最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、绿色矿山的建设。

二、我国矿山信息化建设现状与存在的问题

在我国社会经济发展的推动下，矿山行业在建设与发展方面取得良好的成绩，再加上信息化技术的不断发展，信息化建设逐渐成为矿山行业的主要发展方向。根据我国矿山信息化建设的现状，可以发现一些基础性建设，如矿山开采实现信息传输网络、自动化矿井、安全煤矿开采、信息化生产等，对我国矿山信息化建设起到良好的促进效果。目前我国智慧矿山处于起步阶段，主要工程为示范项目，这是由于智慧矿山项目较为庞大，而且我国矿种数量多，不同地质环境下的矿种存在一定的差异，因此使用的智慧矿山技术也必须考虑实际情况，设计针对性强的标准，才能实现信息化成效。但是，一些较为凸显的问题依然存在，主要是在实现矿山信息化建设的过程中，并没有考虑实际情况建设相关标准体系，这对其未来发展可能会造成一定的限制，而且在落实信息化建设期间，也缺乏前沿技术的综合分析和科学利用，再加上矿山信息化建设中缺少专业水平较高的专家、系统研发人员，无法综合运用多种学科的知识，出现学科分叉的问题。另外，在矿山信息化建设的过程中，也存在一些软件、硬件方面的问题，过多关注硬件设施的开发和研究，却忽视了软件的开发，导致软件技术水平较低，影响矿山信息化建设质量。最后，现阶段煤矿信息化建设工作的开展中，因各类数据接口没有统一标准，难以实现将各个系统中的数据和信息进行高效共享。煤矿信息化系统在建设过程中，由于系统设计没有实现网络集成，进而使得系统之间的信息数据无法实现融合共享，进而阻碍了我国煤矿信息化建设事业的发展与进步。此外，由于无法实现信息共享和融合，导致系统运行效率也无法达到预期要求，还需要进一步完善。

三、智慧矿山的实现途径

1.框架设计

通过梳理当前煤炭行业智能化技术应用现状和存在的问题，基于“全局优化、区域分级、多点协同”的控制模式，将煤炭生产、通风、运输、供电、排水、洗选等合成为统一的整体，打造高效、智能、绿色、安全的煤矿开发总体框架体系。1）设备感知层。设备感知层是以物联网等技术为核心，主要通过移动设备、多功能分站将矿井前端感知到的生产数据、管控数据、安全环境监测数据、智能化应用和成果数据进行集中采集，是智慧矿山的支撑体系。2）网络传输层。网络传输层是是设备感知层和数据支撑层的桥梁，主要是利用井下视频有限专网、有线、无线网络（5G、Wi-Fi6）等将设备感知层采集到的数据进行传输。3）数据支撑层。数据支撑层是由煤炭企业基础信息、共享交换信息、业务信息、物联网信息、互联网信息建立的数据库，实现数据融合与应用融合。4）应用决策层。应用决策层是面向不同业务部门实现按需服务，通过透明地質信息、智能生产、智能运输、智能分选加工、智能调度管理来实现安全生产闭环管理、智慧决策支持和深度应用，并通过PC应用端、移动APP、调度大屏、门户网站多种方式进行展示，实现企业不同用户需求。

2.实现覆盖式信息数字化

全方位覆盖式的数据信息是矿山实现智慧化运行的基础保障。因此实现数字化的矿山信息亟待解决。在智慧矿山设计到其投入生产运转的设计建造环节中，应在既定统一的条件下，对矿井地质、测量、生产、机电、运输等运转信息进行数字化体现，同时要做到矿山信息数据可采集、可传输、可存储、可分析，进而为实现矿山智慧化运行提供必备的数据支持。

3.建立起统一的智慧矿山决策平台

（1）建立起统一的技术架构，利用此架构可以进行标准的决策，并且还可以进行模型承载，可以利用大数据技术来对海量的数据和决策信息进行无间隙的接入。（2）对数据进行统一的描述，在矿山企业对自身的数据信息进行梳理的时候，需要以统一的数据描述准则和标准的数据传输格式来对高效的数据进行多方面的处理工作。（3）具有比较高的性能，通过数据处理框架来对大量的数据信息进行分析、处理和转换、从而实现信息处理的高效性。（4）形成自助服务能力，可以对所有的数据信息的转换、加载、抽取以及前端的应用进行深入的分析，并实现自主化的服务效果，并且借助于快速的迭代加速来对所有的数据信息进行分析处理。同时，建立起完善的专业知识库;在智慧矿山决策平台上，建立起可以对矿山进行安全生产选择、对设备进行维修保养、经营管理等全方面的知识数据库，这样才可以保障智慧矿山的决策更加具有准确性和安全性。并且这些知识库还要具有进行优化、扩充等作用，可以根据矿山的实际运行情况来进行数据信息的反馈，并及时完善和处理。

四、结语

针对煤矿建设的核心———设备与工艺智慧化，提出了煤矿山各生产环节设备及工艺智能化子系统设计，并对各个环节之间以及各智慧化系统之间逻辑关系进行了梳理和研究。明确了智慧煤矿山建设的技术路径以及系统智慧化的最高目标。

参考文献

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[2]杜勇志，缪卫峰.智慧矿山特征及其实现途径研究[J].电子技术与软件工程，2020（22）：87-88.

[3]高利敏，冯耀楼，李文清，徐刚，张望.智慧矿山建设思考[J].科技经济导刊，2020，28（30）：11-13.

作者简介：孟江涛（1994-），男，汉，陕西韩城人，2014年毕业于西安科技大学高新学院，机电一体化技术，专科，现从事矿山信息化管理技术工作，研究方向：智慧化矿山信息技术。

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