在國家政策支持和技術創(chuàng)新驅(qū)動下，我國的智能礦山建設已經(jīng)初具規(guī)模，數(shù)字化，信息化和智能化技術的大量應用顯著提升了礦山技術設備，生產(chǎn)控制、安全管理和經(jīng)營管理的綜合水平。
礦山在智能化建設的同時，還需要構建相適應的管理體系，以及優(yōu)化礦業(yè)人才培養(yǎng)方向，礦山管理和智能化過程協(xié)同發(fā)展，才能充分發(fā)揮智能礦山安全高效的優(yōu)勢，促進礦業(yè)的科學發(fā)展。
一、智能礦山的概述
智能礦山是對數(shù)字礦山和礦山物聯(lián)網(wǎng)的自然延伸和升華。數(shù)字礦山實現(xiàn)了真實礦山整體及相關現(xiàn)象在統(tǒng)一時空框架下的統(tǒng)一認知和數(shù)字化再現(xiàn)，即物理礦山的“虛擬化”；同時，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程和安全保障的信息化監(jiān)視與控制，以動態(tài)詳盡的監(jiān)管礦山生產(chǎn)與運營的全過程，即礦山生產(chǎn)的“透明化”。
而礦山物聯(lián)網(wǎng)則是數(shù)字礦山、互聯(lián)網(wǎng)技術的自然發(fā)展，它利用感知技術和智能裝置對物理世界進行感知和識別，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物的交互。
智能礦山以數(shù)字礦山和礦山物聯(lián)網(wǎng)為基礎，實現(xiàn)物理礦山的虛擬化，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的可視化，運營環(huán)節(jié)的高效化，是在數(shù)字礦山和礦山物聯(lián)網(wǎng)基礎上對生產(chǎn)和經(jīng)營的流程再造，是在感知和數(shù)字化基礎上將信息提煉為決策智慧，將決策智慧轉化為執(zhí)行能力的過程。
二、礦山智慧化建設現(xiàn)狀
國外的礦山基本已完成基礎的現(xiàn)代工業(yè)化進程，在規(guī)模、效率、管理模式上已已具備相當?shù)南冗M性，形成了智能采礦與無人采礦的前提條件。
我國的數(shù)字礦山（全國金屬礦山綠色智能選礦工藝與裝備技術交流會）不能完全以國外的建設目標為范本，不能直接面對信息技術發(fā)展的前沿技術和最新的管理理念。因為這些先進的技術和理念與我國礦山企業(yè)不能完美的融合。我國的軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)集成與規(guī)劃、管理理念的提升與管理過程的規(guī)范化則仍需要做大量的工作。
目前國內(nèi)礦山企業(yè)已經(jīng)基本實現(xiàn)了礦業(yè)軟件的應用和主體設備自動化控制，部分礦山采用了互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)了生產(chǎn)管理遠程化，遙控化和無人化。一些先進企業(yè)正在利用人工智能，大數(shù)據(jù)和云計算技術，創(chuàng)新礦山智能操控，決策系統(tǒng)，爭取實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)，經(jīng)營管理全流程智能管控。
▲內(nèi)蒙古西烏旗智能化礦山建設
三、智能礦山建設框架
01、數(shù)字化建設
圍繞安全、質(zhì)量、效率這一主題，數(shù)字化礦山建設應當由智能監(jiān)測、智能裝備，網(wǎng)絡建設等3大專業(yè)系統(tǒng)組成，在此基礎上共享含政策、經(jīng)濟、市場、應急及綜合管理等共性平臺，實現(xiàn)企業(yè)與政府的信息化管理。
智能化監(jiān)測：就是部署環(huán)境感知終端、智能傳感器、智能攝像機、無線通信終端、無線定位終端等數(shù)字化工具和設備，融合圖像識別、射頻識別、電磁感應等數(shù)據(jù)、移動巡檢數(shù)據(jù)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面采集，實時感知生產(chǎn)過程和關鍵裝備運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)。
智能裝備：在有色金屬礦山生產(chǎn)勞動作業(yè)強度大、作業(yè)環(huán)境惡劣（高溫、多粉塵、噪音大等）、人員安全風險大的鑿巖、裝藥、支護、鏟裝、運輸?shù)葝徫?，應用智能鑿巖臺車、智能錨桿臺車、智能鏟運車、智能卡車、智能裝藥車等具備自主行駛與自主作業(yè)功能的智能化采礦裝備進行鑿巖、裝藥、支護、鏟裝、運輸?shù)茸鳂I(yè)，降低人員勞動強度，提高生產(chǎn)安全性、質(zhì)量 穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。
網(wǎng)絡建設：整體規(guī)劃部署礦山控制網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)、辦公網(wǎng)、監(jiān)控網(wǎng)等網(wǎng)絡，采用工業(yè)以太網(wǎng)、無線通信等技術實現(xiàn)不限于生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、多媒體信息和管理數(shù)據(jù)等的傳輸交互，優(yōu)先保障控制網(wǎng)的通信暢通與冗余安全，實現(xiàn)主要辦公區(qū)、主要巷道、受控區(qū)（包括但不限于水泵房、變電所、炸藥庫、避災硐室等）、裝備作業(yè)區(qū)等重點區(qū)域的網(wǎng)絡全覆蓋。
搭建礦山物聯(lián)網(wǎng)平臺、提升網(wǎng)絡的布局布點與覆蓋范圍，實現(xiàn)地面與井下的無障礙通訊，滿足大批量人員與設備精確定位、礦山井下大量人員和移動設備實時控制、大批量實時工業(yè)數(shù)據(jù)的采集與傳輸?shù)纫蟆?/span>
對工業(yè)網(wǎng)絡進行改造，鼓勵有條件的礦山開展IPv6、5G、NB-loT等新型技術的規(guī)模化試驗和應用部署，采用Mesh網(wǎng)絡、Ad-hoc網(wǎng)絡等技術實現(xiàn)全部移動裝備和作業(yè)人員的無縫信息交互。
鼓勵礦山配備高系統(tǒng)容量、高傳輸速率、多容錯機制、低延時的高性能網(wǎng)絡設備，采用分布式工業(yè)控制網(wǎng)絡，建設基于軟件定義的敏捷網(wǎng)絡，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源優(yōu)化配置。
02、精細化管理
為確保礦山安全，高質(zhì)量、快速地施工，必須提高現(xiàn)行的管理水平，進行精細化的管理。精細化管理包括資源管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、風險管控系統(tǒng)、應急救援系統(tǒng)。
資源管理系統(tǒng)：是采用數(shù)據(jù)庫和三維可視化分析技術，對礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)全過程中資源量、儲量級別、三級礦量和三率指標進行精細化動態(tài)管理。
生產(chǎn)管理系統(tǒng)：主要是管理工程信息和基本的參數(shù)配置，工程信息記錄巷道、采場和其他工程的基本信息包含工程的位置關系、工程設計信息、地質(zhì)構造信息、礦量及品位的分布情況等；
參數(shù)配置對工藝、工序、組織機構、班組、設備、生產(chǎn)運營標準、生產(chǎn)成本定價等基本參數(shù)進行設定，并配置好相關參數(shù)之間的關聯(lián)關系。在生產(chǎn)過程監(jiān)控的基礎上，以生產(chǎn)計劃為指導，跟蹤礦山生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化生產(chǎn)過程，實現(xiàn)各項生產(chǎn)指標考核。
風險管控系統(tǒng)：對監(jiān)管區(qū)域安全風險進行全面辨識和評估，確認安全風險等級，建立風險數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)風險監(jiān)管的智能預警，方便安全監(jiān)管人員及時調(diào)閱。
通過各類傳感器、視頻監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)技術，結合GIS地圖和三維技術，對轄區(qū)內(nèi)重大危險源構建層次化、立體化的實時監(jiān)測監(jiān)控體系，實現(xiàn)重大危險源監(jiān)測信息的自動采集、智能預警和信息推送，使風險始終處于可控狀態(tài)。
應急救援系統(tǒng)：應急救援是以應急預案為主線，通過對企業(yè)安全狀態(tài)的實時監(jiān)控、跟蹤、評估，實現(xiàn)安全事故的災前預警，災中處置、災后評估的調(diào)度、指揮管理的全過程數(shù)字化，全力保障企業(yè)生產(chǎn)運行安全可靠、應急工作規(guī)范高效和應急資源配置科學經(jīng)濟。
智能礦山建設是技術創(chuàng)新與體制創(chuàng)新，管理創(chuàng)新的有機結合，是對現(xiàn)有礦山生產(chǎn)管理模式和管理理念的一次重大變革，其主要特征為信息采集全覆蓋、數(shù)據(jù)資源全共享、統(tǒng)計分析全自動、業(yè)務管理全透明、人機狀態(tài)全監(jiān)控、生產(chǎn)過程全紀錄。
通過深化自動化、信息化和智能化技術，實現(xiàn)各技術、各系統(tǒng)的融合聯(lián)動，對于礦山生產(chǎn)進一步增效，打造世界一流的安全、高效、綠色、智能的現(xiàn)代化礦山，以及實現(xiàn)井下的無人化開采具有重要戰(zhàn)略意義。
智慧礦山是煤炭行業(yè)轉型升級的戰(zhàn)略方向和目標，它的重點核心技術是智能化開采?，F(xiàn)在，新一代信息技術，主要是5G技術帶來的發(fā)展機遇必須牢牢抓住，并且需要同時兼顧數(shù)字化礦山建設與煤炭的安全高效開發(fā)和清潔利用，不斷進行技術創(chuàng)新、管理改革，利用信息化、人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術提升和改造傳統(tǒng)采礦業(yè)，不斷開創(chuàng)安全、高效、綠色和可持續(xù)的智慧礦山（全國金屬礦山綠色智能選礦工藝與裝備技術交流會）發(fā)展新模式。
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