智慧礦山重要特征與實(shí)現(xiàn)途徑探究

胡建武

摘 要：本文在論述礦山信息建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)代礦山建設(shè)存在的問題。在此基礎(chǔ)上，深入透徹感知智慧礦山的高度智能，同時(shí)提出了實(shí)現(xiàn)智慧礦山的相關(guān)途徑，對(duì)智慧礦山提出技術(shù)規(guī)范與開采標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：智慧礦山 透徹感知 深度互聯(lián) 高度智能

一、引言

在新時(shí)代背景下，各個(gè)行業(yè)的智慧化發(fā)展迅速興起，以“智慧城市”為代表，在智慧行業(yè)里，礦山也將成為其中之一，迎來(lái)智慧化建設(shè)的浪潮。礦業(yè)科技研究在不斷的進(jìn)步，智慧礦山是其中的一個(gè)較為前沿的領(lǐng)域，目前智慧礦山的研究還處于起步初級(jí)開發(fā)階段。目前，學(xué)者們對(duì)智慧礦山從定義、框架、標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)等方面進(jìn)行著探索，做出相關(guān)研究，研究核心主要在于礦山在業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智慧化標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)今對(duì)于智慧礦山的全局智慧化的研究還較為缺少，本文在學(xué)者研究成果基礎(chǔ)上，從煤礦礦山整體化的智慧實(shí)現(xiàn)出發(fā)，分析了智慧礦山重要途徑和實(shí)現(xiàn)智慧化的途徑。

二、我國(guó)礦山信息化現(xiàn)狀與問題

（一）我國(guó)礦山信息化建設(shè)現(xiàn)狀

1、礦山井下網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。礦山井下傳輸網(wǎng)絡(luò)的最早是RS485，經(jīng)過不斷的發(fā)展，如今為工業(yè)以太網(wǎng)，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。如今煤礦大多采用千兆以上的工業(yè)以太網(wǎng)，保障著煤礦數(shù)據(jù)收集、視頻與語(yǔ)音傳輸，高速傳輸通道為煤礦信息收集的可行性與實(shí)時(shí)性做出貢獻(xiàn)。除此之外，礦山中無(wú)線運(yùn)輸技術(shù)也在被廣泛應(yīng)用，具有良好的效果。

2、礦井的自動(dòng)化應(yīng)用。當(dāng)今礦山已經(jīng)進(jìn)入全礦井綜合自動(dòng)化階段，礦井自動(dòng)化應(yīng)用經(jīng)歷了單機(jī)自動(dòng)化、單個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化等一系列的發(fā)展。當(dāng)前，中國(guó)礦山大多利用自動(dòng)化平臺(tái)軟件，達(dá)成各個(gè)方面自動(dòng)化，很容易完成各類環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)整合，管控一體化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

3、礦井信息化安全。礦井信息化安全從起初的較為單一的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展為如今各類融合在一起的綜合系統(tǒng)，并且開發(fā)出相關(guān)信息管理系統(tǒng)，與煤礦生產(chǎn)進(jìn)行結(jié)合，建立了對(duì)煤礦進(jìn)行信息管理的自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)包括多種信息的監(jiān)管，是礦山運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)保障。

（二）我國(guó)礦山信息化建設(shè)現(xiàn)有的問題

1、信息化標(biāo)準(zhǔn)制定嚴(yán)重落后。在對(duì)礦山進(jìn)行信息化的建設(shè)工作時(shí)，對(duì)信息化的標(biāo)準(zhǔn)與廠商的系統(tǒng)開發(fā)并不能齊頭并進(jìn)，再加上系統(tǒng)繁雜，會(huì)造成數(shù)據(jù)描述，存儲(chǔ)格式不同發(fā)生排斥，信息集成方式會(huì)不一致。

2、多學(xué)科的交叉應(yīng)用較少。理論意義上來(lái)講，礦山的信息系統(tǒng)應(yīng)包括采礦、安全、地測(cè)、機(jī)電通信等方面，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的綜合性應(yīng)用，理想層面上來(lái)看，需要構(gòu)建一個(gè)集成式的綜合性的平臺(tái)，目前我國(guó)礦山還未形成這樣的平臺(tái)。

3、對(duì)硬件設(shè)施較為看重，對(duì)軟件設(shè)施較為輕視。我國(guó)礦山在信息化管理過程中，存在一個(gè)很廣泛的問題，便是看重硬件，忽視軟件，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示根據(jù)煤炭行業(yè)在信息化建設(shè)中，硬件投資比例要遠(yuǎn)大于軟件投資，而對(duì)于軟件不能得到良好的應(yīng)用，會(huì)導(dǎo)致煤炭行業(yè)資源浪費(fèi)，造成資源并不能合理有效的應(yīng)用。

三、智慧礦山的主要特征

隨著智慧礦山的不斷發(fā)展與開發(fā)，智慧礦山的信息化建設(shè)在不斷全面。智慧化礦山的特征也在不斷突出，總結(jié)來(lái)看，智慧礦山具有透徹感知、深度互聯(lián)、高度智能三大特點(diǎn)。透徹感知：智慧礦山運(yùn)營(yíng)中會(huì)運(yùn)用不同的設(shè)備與技術(shù)對(duì)礦井的環(huán)境與信息進(jìn)行收集與測(cè)試，獲取準(zhǔn)確有效的信息。深度互聯(lián)：智慧礦山的人與人之間、人與物之間以及物與物之間都是相互聯(lián)系的，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙相互之間的溝通。高度智能：智慧礦山具備主動(dòng)自動(dòng)感知與分析問題的能力，幫助管理者進(jìn)行最佳決策，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)的知識(shí)庫(kù)，對(duì)礦山的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)管理等多方面進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。包括裝備的智能化、決策分析的智能化、知識(shí)庫(kù)的深度學(xué)習(xí)以及自動(dòng)運(yùn)行等內(nèi)容。

四、實(shí)現(xiàn)智慧礦山的措施

（一）確定智慧礦山技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。建設(shè)智慧礦山的基礎(chǔ)便是建設(shè)所需的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，因此首先需要對(duì)智慧礦山的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行確立與制定。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范主要內(nèi)容有指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)分類原則、數(shù)據(jù)分類方法、云計(jì)算計(jì)算要求等等。

（二）對(duì)礦山信息實(shí)行全面的數(shù)字化。要實(shí)現(xiàn)智慧化礦山的全面數(shù)字化，必須要有礦山基礎(chǔ)信息與基本數(shù)據(jù)，才可以支撐數(shù)字化全面進(jìn)行，礦山信息的數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)智慧礦山的基本條件之一。無(wú)論是在礦山設(shè)計(jì)方面，還是在礦山實(shí)際運(yùn)行過程中，都應(yīng)實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)、測(cè)量、生產(chǎn)安全、運(yùn)輸、裝車、經(jīng)營(yíng)等方面一致、在時(shí)間空間參照下實(shí)現(xiàn)可收集、傳輸、儲(chǔ)存、分析。

（三）研發(fā)推廣相關(guān)的智能化裝備與技術(shù)。近幾年來(lái)，我國(guó)政策推出在煤礦等行業(yè)機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人的政策要求。對(duì)于煤炭礦業(yè)等危險(xiǎn)性較高的產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行科技強(qiáng)化安全的行動(dòng)，行動(dòng)的重點(diǎn)在于要以機(jī)械化的生產(chǎn)去代替一些人工操作，減少危險(xiǎn)作業(yè)以及人員傷亡，用自動(dòng)化控制人工操作。對(duì)于礦山這樣的危險(xiǎn)度高的產(chǎn)業(yè)，自動(dòng)化與智能化裝備技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智慧礦山的必經(jīng)之路。

在智能開采煤礦方面，需要對(duì)智能化采煤一系列的裝備與技術(shù)進(jìn)行透徹的研究，相關(guān)的研究有煤炭界面的智能識(shí)別、采煤記憶收割、遠(yuǎn)程地面控制等技術(shù)的研究。在煤礦基礎(chǔ)信息安全保障方面，需要研究煤礦瓦斯的高分辨災(zāi)害源技術(shù)、頂板穩(wěn)定性測(cè)試技術(shù)、礦井突水災(zāi)害源分辨技術(shù)等技術(shù)。在礦井運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)監(jiān)控方面，當(dāng)前所應(yīng)用的設(shè)備缺點(diǎn)較多，影響著各個(gè)設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)速度的效率，需要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。需要進(jìn)行非接觸式的高精度的在線稱重設(shè)備的開發(fā)。除了這些之外為了調(diào)節(jié)生產(chǎn)協(xié)調(diào)與媒質(zhì)配比，需要研發(fā)在線的煤質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。

五、總結(jié)

對(duì)于我國(guó)來(lái)講，加快智慧礦山的建設(shè)，是目前確保煤炭工業(yè)高效安全、經(jīng)濟(jì)安全、綠色發(fā)展的有效途徑，也是智慧礦山建設(shè)的必經(jīng)之路。礦業(yè)進(jìn)行科技創(chuàng)新是智慧礦山建設(shè)的必然選擇，也是礦業(yè)發(fā)展的前沿方向，同時(shí)還是礦業(yè)綠色發(fā)展的保障。本文通過對(duì)智慧礦山的重要特征與實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行了相關(guān)的探討研究，為智慧礦山的發(fā)展提供參考。