煤矿智慧矿山建设策略研究

武奎

摘要：随着信息化和工业化的进一步深入融合，特别是人工智能、物联网、云计算、大数据等技术的飞速发展，各行各业都在向着智能化的新方向发展。智慧化矿山是以互联网和物联网为主要载体的现代化矿山建设的总称，旨在通过智能信息技术的应用，使矿山具有人类般的思考、反应和行动能力，实现物物、物人、人人的全面信息集成和响应能力，加强智慧矿山建设是煤炭行业实现安全、高效、智能、绿色生产的必然要求。基于此，本文将对煤矿智慧矿山建设策略进行研究。

关键词：煤矿;智慧矿山;建设策略

1 智慧煤矿建设的目标

建设煤炭智慧矿山是国家重点支持的能源技术创新方向之一。自2016年开始，国家陆续出台政策，从科技创新、装备升级、信息化建设、金融支持等领域全方位支持煤矿智慧矿山建设。重点产煤省份也开始响应国家号召，相继出台具体实施方案支持煤矿智能化开采，工业互联网、5G、机器人、大数据中心、人工智能成为煤矿智慧矿山建设研究的重点领域，为智慧矿山建设奠定了坚实的基础，营造煤炭工业高质量发展的良好氛围，智慧煤矿就是要在煤矿数字化的基础上，通过信息的精准实时采集、网络化高速传输、规范化集成，实现信息的可视化展现、设备的自动化操作和生产的智能化服务，实现煤矿的绿色、高效开采。随着矿井综合信息化和自动化的不断推进，智慧煤矿的建设将使我国煤炭行业发生根本性变革，很多危险的工作将由机器人代替人工去完成，不断开创安全、高效、绿色和可持续的智慧煤矿发展新模式。

智慧煤矿建设第一阶段的目标是初步实现采、掘、运主要环节的自动化运行和智能化决策。第二阶段将多个子系统互联起来，构建多系统融合的智慧矿山架构，实现综采、运输等系统的区域化自动运行和智能决策。第三阶段将建成全矿区、多系统集成、多产业链的智慧矿山体系，全面实现各环节、各系统的数字化精准实时采集、高速实时传输、数据虚拟化展现，采、掘、运、通、选等生产环节的自动运行和智能决策。

2 煤矿智慧矿山建设现状

2.1 缺乏顶层设计

一是缺乏统一规划与示范工程。煤矿智能化相关企业各自为政，将智慧矿山看成是一个大干快上的信息化项目，只注重推广应用，信息集成化、虚实一体化、设备互联化、网络控制高科技的核心专业技术无系统性的实质突破，整体共享互利性较差，容易出现一些技术堆积、重复建设、形象工程等问题，需要在智能化开采规划理念、管理模式、专业队伍建设、示范工程建设等方面进一步提升。二是我国对于智慧矿山建设仍然缺少统一标准。除了煤矿安全、瓦斯监测外，智慧矿山建设还未形成统一的设计开发、实施标准，导致各矿井、各部门之间缺乏统一的数据接口和标准，各系统信息难以进行集成，容易形成信息孤岛。

2.2 智能管理决策辅助不足

一是受通讯带宽、数据接口、传输时间、计算能力的限制，影响管理人员的决策;二是当前一些煤矿仅仅依靠简单的统计分析和经验判断进行智能决策分析，缺乏对海量数据、多因素进行实时智能分析的模型，难以对煤炭企业智能决策、运营管理提供有效的支持;三是煤矿应急响应被动滞后，灾害监测预警仅仅依据规程和制度约束，属于被动的、事后响应式的、缺乏有效的预警机制。

3 煤矿智慧矿山建设策略

3.1 国家相关政策落实是重要保障

党和政府对于智慧化矿山的建设明确了发展方向，是推动矿山快速发展、提高经济效益、提高竞争力水平的重要手段，是推动煤矿现代化建设的重要里程碑。首先，政府利用行政手段，强制要求智慧化矿山的建设严格按照信息标准化建设，启用国标;其次，政府在智慧化矿山建设上可以提供相关资金、技术支持，帮助企业建设;2007年，我国提出“两化融合、走新型工业化道路”的号召，2015年，《政府工作报告》中首次提出实施“中国制造2025”，这些都有力促进了我国的智慧矿山信息化建设工作，推动了智慧矿山信息化标准化系统运行。国家多次出台相关政策文件，明确支持智慧化矿山的建设工作。2016年11月，国土资源部发布了《全国矿产资源规划（2016—2020年）》;2016年12月，国家发展改革委、国家能源局发布;《煤炭工业发展“十三五”规划》;2017年，国家发改委发布《安全生产“十三五”规划》;2020年，《煤炭工业“十四五”科技创新发展指导意见》中也明确指出，重点研究煤系矿产资源精细勘查与生态地质理论，时空变化条件下的矿井地质精准探測及建模理论，面向矿井复杂环境的自适应感知理论，矿山多源异构数据融合及信息动态关联理论，复杂条件下采掘设备群的协同控制理论，面向复杂矿井环境的动态协同控制与数据驱动决策理论，黄河流域等重点区域煤炭开发生态大尺度演变规律与生态修复方法等，探索深部原位流态化开采的采动岩体力学理论和采矿方法。

3.2 一张图建设

运用现代信息技术和数字化手段，建立一套基于网络GIS服务平台模式的在线协同生产技术管理信息系统。建立精准地质信息系统，构建矿井三维精细地质模型。实现各矿井生产技术相关数据的网络化、安全化、流程化管理，搭建起生产技术的信息交流平台，实现煤矿地质、通风、测量、生产、机电的图形、文件、报表等专业资料的科学集成与充分共享，支持与现有文件格式的数据进行交换，大大提高煤矿生产技术相关数据管理的能力。

3.3 加强顶层设计

一是坚持宏观与微观并重，推进效率变革。煤炭企业要着力补短板，研究制定煤矿智能化发展的行动方向、实施路径和政策措施，科学引导煤矿智能化发展的进度和规模，由重数量、轻效率向重结构和重效率转变。同时，提高全要素生产率，加大科技创新力度，促进成果有效转化，提高煤矿智能化装备稳定性水平。二是投入与产出同步，推进质量变革。应该加强规划引领，进一步优化智慧矿山建设投资结构，从建设理念、系统架构、综合管理、智能技术与装备等方面出发，根据煤矿不同地质条件，建成一批具有代表性的示范煤矿，凝练出可复制的智能化开采技术装备、生产模式、管理经验等，向其他煤矿进行推广。三是供给和需求并举，推进动力变革。按照国家与地方煤炭行业长短期结合、供需双侧发力的思路，加快新旧动能转换，推动物联网、AI技术、5G技术等在煤炭工业领域中的推广应用，发展智能煤矿装备制造业，努力推进动力变革。

3.4 着力培养矿山高素质人才

人才与创新是我国经济高质量发展的重要驱动力，智慧矿山建设也需要优秀的复合型人才。一方面鼓励企校合作，不断优化煤矿管理型、知识型、技能型的人才体系，创新煤矿智能化人才培养模式，积极开展在职人员智能化与信息化培训活动，为煤矿智能化发展提供智力支撑。另一方面支持和鼓励煤炭类高等院校加快煤矿智能化相关专业学科的建设，培育一批具备矿业工程、信息工程、人工智能等不同技能的复合型人才。

4 结束语

智慧煤矿建设是一项极其复杂的系统工程，需要经过漫长的发展过程，需要各级部门和各单位达成共识，通力协作。智慧煤矿的发展必将改变现有的开采方式，不断开创绿色、高效和可持续的煤炭发展新局面。智慧煤矿的建设，必须在制定相关技术规范和标准的基础上，用好各种新技术，研发智能化装备，构建大数据平台，探索智慧决策应用模型。

参考文献：

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