互聯網+智慧礦山發展方向

任鑫

摘 要：文章討論了互聯網+智慧煤礦的建設內容，并介紹了以陜西彬煤公司為示范工程的智慧礦山建設成效及下一步的發展方向。

關鍵詞：智慧礦山;互聯網;發展

1.智慧礦山建設的必要性

1.1國家政策導向

國家的政策導向有力地推動了我國智慧礦山建設的發展進程。2016 年《全國礦產資源規劃（2016-2020年）》明確提出加快建數字化、智能化、信息化、自動化礦山;2017年《安全生產“十三五”規劃》要求礦山領域實施“機械化換人，自動化減人”;2018 年出臺智慧礦山信息系統技術規范，規定智慧礦山信息系統通用技術要求，我國智慧礦山建設已開始真正落地;2020 年 3 月 《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》提出到 2021 年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦。

1.2煤炭行業轉型升級需要

國民經濟步入新常態，煤炭行業處于需求增速放緩、過剩產能和庫存消化、環境制約強化、結構調整攻堅“四期并存”的發展階段，煤炭行業必須緊抓時機變化革命進行轉型升級。以云計算、物聯網、大數據為代表的新一代信息技術與傳統

煤炭行業融合創新，將對煤炭行業全面提升產業層次、形成產業競爭新優勢、提高經營質量起到積極推動作用。同時，智慧礦山建設將推動煤炭行業發展步入新常態，促進其高質量、高效益發展。

1.3用工“荒”問題的需要

我國近幾年出現了“用工荒”問題，尤其是礦業企業。煤礦是勞動密集型行業，事故多發，勞動強度大，工作環境差;煤礦開采年限長;用工制度改革出現真空。

隨著人口老齡化加劇，加上勞動力結構性失衡，這種情況也會愈發嚴重。只有盡早加快煤炭行業的轉型升級，擺脫傳統煤炭產業低端發展模式“用工荒”問題才能得以緩解。

1.4企業自身發展的需要

蔣家河礦雖然具備了一定的信息化基礎，但離國家政策倡導的智慧礦山還存在較大差距，需要積極通過信息化、自動化和智能化升級來補齊短板，借助智能化手段保障企業長期的健康安全運轉。同時，隨著智慧礦山建設的推進，也可以優化蔣家河礦的管理，將生產和經營數據有效融合，讓企業更高效、更穩健的運行。

2.蔣家河礦互聯網+智慧礦山建設內容

蔣家河礦智慧礦山建設目標是在工業互聯網技術的基礎上，引入數據標準化、網絡協同化、系統一體化和技術智能化的建設理念，完成對礦山“人、機、料、法、環”數據進行精準化采集、網絡化傳輸、規范化集成，從而成為可視化展現、自動化操作和智能化服務的礦山智慧體。

智慧礦山頂層架構體系建設過程中涉及到的智能控制技術、5G 通信網絡技術、可視化技術、空間信息技術、大數據分析與挖掘技術、物聯網技術、機器學習理論方法等關鍵智能技術。按照相關智慧礦山建設標準，以“無人則安、少人則安”為出發點，從頂層設計煤礦智慧大腦“彬煤云”，采用云、邊、端技術架構，通過多維度、多角度數據融合和分析，為蔣家河礦提供安全生產作業在線監管服務，為安全生產和經營提供決策支持，并結合現場實際情況進行 5G 網絡試點建設、萬兆環網升級以及工作面智能化改造，從業務分析、技術實現和數據流轉的不同角度，綜合、全面的構建智慧礦山。

3.互聯網+智慧礦山建設

3.1綜采工作面智慧感知

綜采工作面智能化控制圍繞綜采設備姿態定位、綜采設備安全感知、工作面直線度控制、視頻圖像處理等關鍵問題，用傳感、通信、自動化、信息化等一系列技術高度集成，實現具有主動感知、自主決策、自動執行、三機聯動、環境實時監測與控制等功能，滿足就地、集中、遠程三級網絡管理控制、設備故障自診斷系統，逐步實現綜采工作面的自動化、少人化、無人化的智能開采。

煤礦智慧開采推進煤炭行業技術創新發展，實現勞動密集型向人才技術密集型轉變，智慧化高端綜采裝備必然是未來工作面的主流設備。

3.2三維實景智慧綜合管理平臺

數字煤礦三維實景可視化平臺是一種全新的礦山管理手段，將礦山地形地貌、地表設施、井巷工程、礦山地質等空間構造在三維實景平臺中真實再現，同時接入礦山采掘工作面、監測監控、生產自動化、風險預控、經營管理等各類專業子系統，并在該平臺植入實時動態監測監控數據、生產數據、設備信息、人員信息、管理信息，從而構建成能真實反映煤礦復雜生產環境狀態的三維實景智慧煤礦;實現安全監測數據預警分析和風險信息跟蹤，對礦山企業危險源、隱患、事故等信息的定位記錄和管理;并在突發事件時為決策者提供全面的應急決策信息支持，最大程度降低發生事故的概率和減少事故所造成的損失，是礦山安全生產管理與應急指揮的新手段。

3.3 智慧礦山數據挖掘及增值利用

數據挖掘是利用各種分析工具在海量數據中發現模型和數據間關系，使用這些模型和關系可以實時預測，并利用大數據技術對傳統系統的不足之處加以修正，尋找數據間潛在關聯，發現被忽略的因素。將數據挖掘分析結果加載到三維實景綜合管理平臺，在三維實景中實時顯示對參數重組和計算得出的評價結果，結合現有其他系統（如采掘設備傳感系統、通風系統、瓦斯監控系統、安全風險預控系統、人員定位系統等）區域狀態的綜合評定，實時準確地判斷井下系統運行狀態及事故隱患，起到對礦井安全多層防護的作用。傳統的煤礦安全監測系統只是在檢測量超出標準水平后發出故障報警，并不能在出現危險趨勢時發出預報，智慧礦山數據挖掘可以加快安全事故隱患排查效率，達到事前預警，從而提高礦井災害預防能力。

3.4互聯網+智慧礦山

“互聯網+”時代的智慧礦山是指將互聯網技術和互聯網思維應用到煤礦領域，使得煤礦安全生產及管理運作與互聯網結合起來，與“互聯網+”的加值形成聚合效應。互聯網+智慧煤礦將重點促進以云計算、大數據為代表的新一代信息技術與煤礦安全生產經營的融合發展。互聯網+智慧礦山的建設先期選擇具備智慧礦山建設條件好的煤礦進行，至少需要完成以下 4 個方面的內容。

1）建立煤礦安全生產和經營管理實時基礎數據中心庫，利用云計算、大數據并結合專家預測模型進行集中分析，實現煤礦安全生產環境全過程透明展示。

2）建立實時判斷煤礦井下安全生產狀況、災害早期發現與預警、專家遠程事故診斷、區域安全形勢專項預測評估等的功能平臺。

3）建立不同層級、不同區域的煤礦安全生產技術遠程服務平臺，形成煤礦企業、煤礦集團、全國煤礦的時空多維數據共享機制，實現煤礦安全生產信息的跨區域、實時遠程監測及診斷的共享服務。

4）建立煤礦安全產業鏈協同數據交換服務中心，實現監察、執法、隱患排查治理及應急救援等政府監管工作，促進傳統煤炭工業向智慧能源的轉型升級。

4.互聯網+智慧礦山展望

4.1以傳感技術、數字化、物聯網、大數據、云計算 、“互聯網+”等高科技為支撐的智慧礦山，在數字礦山的基礎上對信息實時精準采集、遠程網絡傳輸、數據規范集成、三維實景展現，具有透徹的感知、全面的互聯互通、深入的智能管控，實現從井上到井下、從整個礦區到具體設備、從現場到遠程、從生產到安全到決策的多層次立體有序銜接。

4.2 隨著大數據 、“互聯網+”技術在各行各業的推廣增值應用，加快推進建設基于“互聯網+”的高效智能化安全生產管控、調度指揮、風險追蹤和預測預警功能的智慧礦山，最終實現災害預警、安全生產、少人或無人開采的智慧礦山模式。

參考文獻：

[1]智慧礦山建設架構體系及其關鍵技術探討[J].李憲英.中國金屬通報.2019（12）

[2]智慧礦山建設的研究[J].徐榮強，張林，肖宇評，張宇，崔榮國.世界有色金屬.2019（05）