智慧矿山的建设与管理

贾文龙

摘 要：智慧矿山是在数字矿山的基础上发展而来的，是未来矿山的发展方向。文章根据蒋家河矿深入剖析了智慧矿山建设的政策和技术现状，分析了智慧矿山建设存在的问题，提出智慧矿山建设技术，此外，还针对如何实现高质量发展提出了政策建议。

关键词：智慧矿山;建设;问题;管理;策略

1.智慧矿山建设的意义

到目前为止，采矿技术已经经历了原始阶段——机械化阶段——数字化阶段，正在向智慧化方向迈进。智慧化是矿山技术发展的最高形式，只有实现了智慧化、实现了危险场所的无人值守，才能极大地提高生产效率和安全水平，并从根本上实现安全矿山、幸福矿山、和谐矿山的目标。智慧化是提高生产效率、保证安全的最好手段之一。矿山技术方面，近年来有了长足的进步。在有的方面，已经在国际上达到了领先水平。只要朝着智慧矿山发展，快速行动，我们就可能抢占先机，整体上率先达到智慧矿山的领先水平。智慧矿山的建设，将可以达到下列目标：实现我国采矿技术和产品的智慧化，实现产业的大转型、技术大提高。

蒋家河矿智慧矿山高质量发展，能够改变传统资源型企业发展过程中出现的粗放局面，加快企业主动转型，建立以“知识、信息、人才”为驱动的可持续发展模式。因此，对于煤炭企业来说，开展智慧矿山建设具有重要的意义。

2.蒋家河矿智慧矿山建设背景

在过去近20年的时间里，煤炭行业作为传统能源的代表，在信息化应用中已经取得了巨大的进展，将高新技术与传统技术装备、管理融合，实现产业转型升级正成为越来越重要的发展趋势。2016 年 11 月，国土资源部发布了《全国矿产资源规划（2016-2020 年）》，明确提出未来 5 年要大力推进矿业领域科技创新，加快建设数字化、智能化、信息化、自动化矿山。

蒋家河矿建设以《“十三五”国家信息化规划》为纲领，贯彻落实国家发改委、能源局等八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等相关文件，推广应用工业机器人、智能装备等，减少危险岗位人员数量和人员操作。推动矿山企业建设安全生产智能装备、在线监测监控、隐患自查自改自报等安全管理信息系统。推动企业安全生产标准化达标升级。推进煤矿安全技术改造;创建煤矿煤层气（瓦斯）高效抽采和梯级利用、粉尘治理，大中型煤矿机械化、自动化、信息化和智能化融合等示范企业，建设智慧矿山。

3.蒋家河矿智慧矿山建设

3.1智能化采煤工作面建设

煤矿综采工作面采用液压支架电液控制、远距离供电供液、图像视频远程跟踪、可视化远程控制等先进技术，搭建采煤工作面千兆通信网络，对工作面综采设备进行智能监测与集中控制，实现割煤、推溜、移架、运输等工艺过程智能化，各设备实现集中、就地和远程控制，采煤机、液压支架、刮板机等实现协同控制和流程启停。

3.2智能化掘进工作面建设

地质条件简单、围岩完整稳定的巷道，推广应用掘、支、运三位一体高效快速掘进技术与装备，实现掘进、支护、运输等智能化连续平行作业，缓解矿井采掘失衡、掘锚支失衡造成的生产接续问题。地质条件一般，围岩完整性和稳定性较差的巷道，采用综合机械化掘进的方式，应用综掘机、综掘机载锚杆钻机、连续转载胶带机等成套装备，实现掘进、支护、运输的自动化作业。围岩坚硬的岩石巷道，采用大功率岩巷掘进机、锚杆合车、连续运输机等成套装备，实现掘进、支护、运输的机械化、自动化运行。

3.3推进煤矿采掘工作面少人化

树立“无人则安，少人则安”的理念，通过煤矿智能化采掘工作面建设，逐步实现煤矿采掘一线少人化，实现“减人、降本、提效、保安”。煤矿薄煤层和一次采全高智能化采煤工作面（工作面及进、回风巷超前支护段内）工人数减少到9人以内;综采放顶煤智能化工作面、充填工作面（工作面及进、回风巷超前支护段内）职工人数减少到 16 人以内;智能化掘进工作面（从掘进迎头至工作面回风流与全风压风流混合处）职工人数减少到 9 人以内。其他采掘工作面必须满足《煤矿井下单班作业人数限员规定（试行）》有关要求。

3.4智能化生产辅助系统建设

应用视频监视、智能监测保护、自动控制或集中控制等技术，实现煤矿压风机房、变电所、水泵房、原煤主运输系统等固定场所和采掘配套运输设备无人值守或集中控制。选煤厂推行关键设备与生产工艺环节的全系统、全流程智能化。对井下水、火、瓦斯、粉尘、顶板等灾害进行智能监测，实现智能监测、预警与防治的智能联动。

3.5智能化辅助运输系统建设

积极推进井下无轨高速运输圈、快速装卸站和智能运输巡检系统建设，实现车辆精准定位、动态监控、语音调度、智能导航、安全预警、物流配送等全方位立体化管控，打造辅助运输连续化、通用材料运输集装化、井下车辆调度智能化的矿井安全高效智能交通系统。

3.6煤矿安全生产管控一体化平台建设

推进集安全生产、调度指挥、经营销售、物资供应等为一体的煤矿安全生产管控一体化平台建设，推广应用井上下无线终端平台，完善井上下工业环网，实现各自动化、智能化子系统集中操作、集中监控和统一调度。各煤炭企业建设安全、开放、数据易于获取与高效处理的智能化大数据共享与应用平台，实现煤矿与上级集团公司和地方煤炭监管部门的信息互联互通和数据高效利用。

3.7煤矿机器人研发应用

加快推广应用巡检、选矸等技术已成熟的机器人，持续推进智能化减人、换人。逐步实现关键岗位机器人替代、生产过程智能控制以及井下机器人协同智能操控。

4.智慧矿山的运行管理

（1）智慧矿山日常生产管理。智慧矿山系统的综合运行，需要矿山管理人员与控制系统来指挥调度：①促使矿山的运行与矿山的生产计划相衔接;②调度中心，作为智慧矿山的“司令部”，指挥协调整个矿山的生产运行;③负责智慧矿山系统的日常维护和升级工作，比如数据的存储、维护和分析，软、硬件设备的运行维护和升级。

（2）智慧矿山的应急管理。众所周知，井下现场情况时刻处于动态变化之中，并且危险源比较分散，规律也难以把握。在井下遇到突发事件，如水、火、瓦斯、粉尘、顶板等灾害时，应立即启动突发事件应急系统，最大程度地保证井下工作人员的人身安全。

（3）根据蒋家河矿实际情况，加强员工培训。通过有计划、高质量的项目培训工作，使企业管理人员、技术人员、一线工人在最短的时间内了解、掌握该项目所涉及的相关技术知识及市场现状，对智慧矿山建设现状、技术架构、关键核心技术、建设目标等内容进行详细解读。让矿方快速熟悉工作面操作和软件系统相关功能，掌握系统相关操作，从而保证项目的实际效果，提高矿方人员对新技术、新理念的认可度，为全面实现智慧矿山打好基础，实现蒋家河矿经济效益的显著提升。

5.结语

我国智慧矿山建设的不断推进，未来 15～30年的发展，在工业互联网、云计算大数据、人工智能、无人或少人开采等技术支撑下，新一代信息技术在矿区建设领域的应用会产生巨大的引领效果，甚至发生颠覆性的变革，煤炭企业必将实现以信息化为核心的绿色智慧矿区高質量发展，服务于全国甚至全世界。

参考文献：

[1]融合5G技术生态的智能煤矿总体架构及核心场景[J].范京道，李川，闫振国.煤炭学报.2020（06）

[2]我国智慧矿山高质量发展实现路径研究[J].吴群英，李梅，孙振明.煤炭经济研究.2020（02）

[3]煤矿智能化标准体系框架与建设思路[J].王国法，杜毅博.煤炭科学技术.2020（01）