我國數字化礦山發展現狀及存在問題研究

文/申晉鵬

我國數字化礦山發展現狀及存在問題研究

文/申晉鵬

數字礦山是由數字地球延伸而來，即在礦山范圍內以三維坐標信息及其相關關系為基礎而組成的信息框架。數字化在煤炭企業中的應用，主要集中在“生產、安全、管理”三大領域，近期又逐步拓展應用到了“節能減排和電子商務”等領域，具體是指將煤炭企業的生產經營、物料移動、安全監察、資金流動、人員管理、銷售管理及客戶交互等業務過程數字化，通過各種信息系統加工生成信息資源，有選擇地提供給不同層次的技術人員和管理人員，最終實現生產要素的優化組合和企業資源的合理配置，實現經濟效益、社會效益和環保效益的最大化。它的最終發展目標是實現礦山資源與開采環境數字化、生產過程可視化、管理決策科學化、信息傳輸網絡化、技術設備智能化。

一、煤礦數字化礦山建設的重大意義

數字化礦山建設過程是提高生產經營管理水平、轉換經營機制、促進管理現代化、建立現代企業制度、提高經濟效益、促進安全生產的完善過程；也是煤炭行業實現跨地區、跨行業和實施大集團戰略、走可持續化發展道路的技術保障。煤炭工業數字化建設，可提高煤礦企業安全管理的預測預判和預防預控能力，推動安全從靜態管理向動態管理、從被動管理向主動管理、從程序管理向工序管理的轉變，是保障煤礦安全生產的必然選擇和重要途徑。

二、我國煤炭工業數字化現狀

我國煤炭工業數字化進程起步較早，但90年代煤炭行業整體經濟效益下滑，數字化進程極大受挫。隨著煤炭行業的復蘇，煤炭企業數字化意識有了很大的提高，數字化管理體系、信息安全體系逐漸形成，數字化技術創新進展較快，數字化基礎設施建設步伐加快。

一是數字化建設促進安全生產和提高管理效益正成為煤炭企業發展戰略的重要組成部分。多數企業將煤礦數字化建設工作作為企業整體發展戰略的重要環節。大型煤炭企業大都成立了數字化礦山領導小組，設立了專職的管理部門，建立起了較為完善的組織管理體系；數字化基礎設施建設步伐加快。據不完全統計，煤炭企業在生產、安全、管理、銷售、物流等方面應用的各類軟件已達200余種。多數大型企業建立了集自動化控制、調度指揮、監測監控和診斷維護等于一體的綜合信息化自動化管控平臺，逐步實現了煤炭生產、節能減排、洗選加工、現代物流等全過程的數字化平臺。

二是數字化礦山系統正從分散孤立向集成方向發展。當前，數字化建設促進安全生產工作正在由分散、單一的安全信息系統建設向全面、融合、集成的安全管理平臺方向發展。多數企業集中在危險源監測、通訊聯絡、生產過程和設備監控、人員定位等單項系統應用，滿足了專業管理需要。也有些先進企業正從單項應用向集成化發展，從安全、健康、環境等進行全方位的統籌安排，逐步實現了整體管控。

例如圍繞建設本質安全型企業和數字化神寧的目標，神華寧夏煤業集團公司、北京天大天科科技發展公司、天地(常州)自動化股份公司三家合作開展了“數字化礦山建設集成技術研究”項目。該項目充分運用現代信息技術，實現了全礦井生產過程自動化，實現了礦井綜合自動化、企業管理、三維地理信息系統和決策分析系統的無縫整合，實現了礦井現場作業環境和生產過程環節的可視化，實現了安全生產實時數據在線分析，提高了礦井安全生產的決策支持能力。該項目在石槽村礦、紅柳礦等礦井成功應用，并取得了良好的經濟和社會效益，達到了國際先進水平。

三是安全生產的關鍵環節已成為數字化礦山建設的重要切入點和突破口。

如由山西省科技廳組織、太原理工大學主持完成的“十一五”國家科技支撐計劃項目“煤礦全礦井安全生產數字化監測監控及重大災害預警系統的研究”通過國家科技部驗收，該項目開發了火災、水災和重大瓦斯災害預測預警監控以及礦井通風、頂板和供電系統安全狀態連續監測與災害預警于一體的集成系統，使煤礦的監控系統實現了數字化和遠程監測監控，對保障煤礦安全生產連續、可靠、穩定地進行，提高煤礦安全生產重大災害預警能力，推動煤炭行業技術進步和產業發展具有顯著的經濟與社會效益和重要戰略意義。神華集團的“本質安全管理信息系統”運行3年來，人員不安全行為下降33％，百萬噸死亡率降低了20％。

四是安全生產數字化已經成為煤炭企業落實安全管理制度的重要載體。煤炭企業通過數字化手段，保障了各項安全生產制度的落實，尤其是在安全生產流程標準化、安全生產責任落實和考核等方面，起到了重要作用。一些企業還利用虛擬現實及數字模擬等手段，對安全操作的流程、突發事故處理進行模擬，為安全生產培訓等提供了新手段，提高了工作人員對安全管理制度的理解和實踐能力。冀中能源股份公司邢臺礦在瓦斯防治方面，裝備了KJ75N煤礦安全生產監測監控系統，采用了“瓦斯監測監控和人工現場檢測”兩種方法，有效杜絕了瓦斯超限給礦井安全生產帶來的危害，為分析現場瓦斯情況提供了可靠依據。

五是專業化的數字化服務產業正在逐步壯大。隨著煤礦安全生產數字化建設的不斷發展，信息技術服務商隊伍也在不斷擴大。

三、我國煤炭工業數字化存在的問題

一是一些領導對數字化建設重視不夠，沒有把數字化建設當作企業自身發展的機遇和契機，而是認為數字化建設投資大、效益低，甚至是賠錢。

二是數字化促進煤礦安全生產的應用水平不高，數字化與安全生產業務的融合不夠。數字礦山是一個復雜的系統，涉及煤礦規劃設計、安全生產、經營管理、企業決策等全過程，許多信息需要長遠規劃和持續共享，而實踐中，一些煤礦企業數字化建設缺乏具體規劃，帶有一定的隨意性和盲目性。特別是一些礦井擴建，受資金、生產、技術、觀念等方面的限制，往往就事論事地實施某一套或幾套子系統，形成了一個個“信息孤島”。

三是安全生產信息技術應用標準化程度較低，軟件平臺、硬件設備、信息內容、通訊協議等方面標準規范不統一。

四是自主數字化服務企業規模小、專業化程度比較低、競爭力比較弱，還有些核心技術受制于人，存在著由于產品和服務質量不過關造成重大安全隱患的風險。

五是缺乏相應的政策指導和專項資金支持，有些已經制定的政策落實不到位。

煤礦數字化建設和發展不是一朝一夕的事。我國煤礦數字化礦山還處在初級發展階段，需要充分考慮社會效益、管理效益和經濟效益，堅持安全性、實用性、可靠性、先進性、適應性、開放性等原則，扎實穩步走好數字化礦山建設發展道路。

（責任編輯：李元）

作者單位：（山西蘭花科創伯方煤礦分公司）