互联网+智慧矿山发展方向

任鑫

摘 要：文章讨论了互联网+智慧煤矿的建设内容，并介绍了以陕西彬煤公司为示范工程的智慧矿山建设成效及下一步的发展方向。

关键词：智慧矿山;互联网;发展

1.智慧矿山建设的必要性

1.1国家政策导向

国家的政策导向有力地推动了我国智慧矿山建设的发展进程。2016 年《全国矿产资源规划（2016-2020年）》明确提出加快建数字化、智能化、信息化、自动化矿山;2017年《安全生产“十三五”规划》要求矿山领域实施“机械化换人，自动化减人”;2018 年出台智慧矿山信息系统技术规范，规定智慧矿山信息系统通用技术要求，我国智慧矿山建设已开始真正落地;2020 年 3 月 《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出到 2021 年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿。

1.2煤炭行业转型升级需要

国民经济步入新常态，煤炭行业处于需求增速放缓、过剩产能和库存消化、环境制约强化、结构调整攻坚“四期并存”的发展阶段，煤炭行业必须紧抓时机变化革命进行转型升级。以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与传统

煤炭行业融合创新，将对煤炭行业全面提升产业层次、形成产业竞争新优势、提高经营质量起到积极推动作用。同时，智慧矿山建设将推动煤炭行业发展步入新常态，促进其高质量、高效益发展。

1.3用工“荒”问题的需要

我国近几年出现了“用工荒”问题，尤其是矿业企业。煤矿是劳动密集型行业，事故多发，劳动强度大，工作环境差;煤矿开采年限长;用工制度改革出现真空。

随着人口老龄化加剧，加上劳动力结构性失衡，这种情况也会愈发严重。只有尽早加快煤炭行业的转型升级，摆脱传统煤炭产业低端发展模式“用工荒”问题才能得以缓解。

1.4企业自身发展的需要

蒋家河矿虽然具备了一定的信息化基础，但离国家政策倡导的智慧矿山还存在较大差距，需要积极通过信息化、自动化和智能化升级来补齐短板，借助智能化手段保障企业长期的健康安全运转。同时，随着智慧矿山建设的推进，也可以优化蒋家河矿的管理，将生产和经营数据有效融合，让企业更高效、更稳健的运行。

2.蒋家河矿互联网+智慧矿山建设内容

蒋家河矿智慧矿山建设目标是在工业互联网技术的基础上，引入数据标准化、网络协同化、系统一体化和技术智能化的建设理念，完成对矿山“人、机、料、法、环”数据进行精准化采集、网络化传输、规范化集成，从而成为可视化展现、自动化操作和智能化服务的矿山智慧体。

智慧矿山顶层架构体系建设过程中涉及到的智能控制技术、5G 通信网络技术、可视化技术、空间信息技术、大数据分析与挖掘技术、物联网技术、机器学习理论方法等关键智能技术。按照相关智慧矿山建设标准，以“无人则安、少人则安”为出发点，从顶层设计煤矿智慧大脑“彬煤云”，采用云、边、端技术架构，通过多维度、多角度数据融合和分析，为蒋家河矿提供安全生产作业在线监管服务，为安全生产和经营提供决策支持，并结合现场实际情况进行 5G 网络试点建设、万兆环网升级以及工作面智能化改造，從业务分析、技术实现和数据流转的不同角度，综合、全面的构建智慧矿山。

3.互联网+智慧矿山建设

3.1综采工作面智慧感知

综采工作面智能化控制围绕综采设备姿态定位、综采设备安全感知、工作面直线度控制、视频图像处理等关键问题，用传感、通信、自动化、信息化等一系列技术高度集成，实现具有主动感知、自主决策、自动执行、三机联动、环境实时监测与控制等功能，满足就地、集中、远程三级网络管理控制、设备故障自诊断系统，逐步实现综采工作面的自动化、少人化、无人化的智能开采。

煤矿智慧开采推进煤炭行业技术创新发展，实现劳动密集型向人才技术密集型转变，智慧化高端综采装备必然是未来工作面的主流设备。

3.2三维实景智慧综合管理平台

数字煤矿三维实景可视化平台是一种全新的矿山管理手段，将矿山地形地貌、地表设施、井巷工程、矿山地质等空间构造在三维实景平台中真实再现，同时接入矿山采掘工作面、监测监控、生产自动化、风险预控、经营管理等各类专业子系统，并在该平台植入实时动态监测监控数据、生产数据、设备信息、人员信息、管理信息，从而构建成能真实反映煤矿复杂生产环境状态的三维实景智慧煤矿;实现安全监测数据预警分析和风险信息跟踪，对矿山企业危险源、隐患、事故等信息的定位记录和管理;并在突发事件时为决策者提供全面的应急决策信息支持，最大程度降低发生事故的概率和减少事故所造成的损失，是矿山安全生产管理与应急指挥的新手段。

3.3 智慧矿山数据挖掘及增值利用

数据挖掘是利用各种分析工具在海量数据中发现模型和数据间关系，使用这些模型和关系可以实时预测，并利用大数据技术对传统系统的不足之处加以修正，寻找数据间潜在关联，发现被忽略的因素。将数据挖掘分析结果加载到三维实景综合管理平台，在三维实景中实时显示对参数重组和计算得出的评价结果，结合现有其他系统（如采掘设备传感系统、通风系统、瓦斯监控系统、安全风险预控系统、人员定位系统等）区域状态的综合评定，实时准确地判断井下系统运行状态及事故隐患，起到对矿井安全多层防护的作用。传统的煤矿安全监测系统只是在检测量超出标准水平后发出故障报警，并不能在出现危险趋势时发出预报，智慧矿山数据挖掘可以加快安全事故隐患排查效率，达到事前预警，从而提高矿井灾害预防能力。

3.4互联网+智慧矿山

“互联网+”时代的智慧矿山是指将互联网技术和互联网思维应用到煤矿领域，使得煤矿安全生产及管理运作与互联网结合起来，与“互联网+”的加值形成聚合效应。互联网+智慧煤矿将重点促进以云计算、大数据为代表的新一代信息技术与煤矿安全生产经营的融合发展。互联网+智慧矿山的建设先期选择具备智慧矿山建设条件好的煤矿进行，至少需要完成以下 4 个方面的内容。

1）建立煤矿安全生产和经营管理实时基础数据中心库，利用云计算、大数据并结合专家预测模型进行集中分析，实现煤矿安全生产环境全过程透明展示。

2）建立实时判断煤矿井下安全生产状况、灾害早期发现与预警、专家远程事故诊断、区域安全形势专项预测评估等的功能平台。

3）建立不同层级、不同区域的煤矿安全生产技术远程服务平台，形成煤矿企业、煤矿集团、全国煤矿的时空多维数据共享机制，实现煤矿安全生产信息的跨区域、实时远程监测及诊断的共享服务。

4）建立煤矿安全产业链协同数据交换服务中心，实现监察、执法、隐患排查治理及应急救援等政府监管工作，促进传统煤炭工业向智慧能源的转型升级。

4.互联网+智慧矿山展望

4.1以传感技术、数字化、物联网、大数据、云计算 、“互联网+”等高科技为支撑的智慧矿山，在数字矿山的基础上对信息实时精准采集、远程网络传输、数据规范集成、三维实景展现，具有透彻的感知、全面的互联互通、深入的智能管控，实现从井上到井下、从整个矿区到具体设备、从现场到远程、从生产到安全到决策的多层次立体有序衔接。

4.2 随着大数据 、“互联网+”技术在各行各业的推广增值应用，加快推进建设基于“互联网+”的高效智能化安全生产管控、调度指挥、风险追踪和预测预警功能的智慧矿山，最终实现灾害预警、安全生产、少人或无人开采的智慧矿山模式。

参考文献：

[1]智慧矿山建设架构体系及其关键技术探讨[J].李宪英.中国金属通报.2019（12）

[2]智慧矿山建设的研究[J].徐荣强，张林，肖宇评，张宇，崔荣国.世界有色金属.2019（05）