智慧礦山是當(dāng)前礦山行業(yè)中一個新興名詞，歸類于前沿研發(fā)領(lǐng)域，一部分研發(fā)人員已初步對其做出了嘗試性研發(fā)，現(xiàn)有研發(fā)成果大多是對于礦山某類特定業(yè)務(wù)做出的智慧化嘗試，較少提及智慧礦山全局計劃和發(fā)展趨勢，鑒此，中譽鼎力廠家從宏觀角度出發(fā)，對中國智慧礦山的發(fā)展?fàn)顩r做出介紹。

一、中國智慧礦山的發(fā)展?fàn)顩r

1、智慧礦山發(fā)展歷程

盡管智慧礦山是一個新興概念，但其發(fā)展卻是創(chuàng)立在礦山自動化、信息化、數(shù)字化所取得成果的根基上，因此討論智慧礦山，與自動化礦山、信息化礦山、數(shù)字化礦山等概念結(jié)合起來做出，中國智慧礦山的發(fā)展過程大致可分為以下3個階段。

(1) 單臺設(shè)備自動化階段

時間大致為20世紀(jì)90年代，該階段的特征：分類傳感技術(shù)和二維GIS平臺得到運用、單臺設(shè)備傳輸通道得以形成，順應(yīng)了可編程控制、遠(yuǎn)程集控運行、報警與閉鎖。

(2) 全方位自動化階段

時間大致為21世紀(jì)初期，該階段的特征：全方位集成平臺與3DGIS數(shù)字平臺得到運用、高速網(wǎng)絡(luò)通道形成，順應(yīng)了初級數(shù)據(jù)處理、初級系統(tǒng)聯(lián)動、信息全方位發(fā)布。

(3) 局部智慧體階段

是當(dāng)前中國礦山所處的階段，該階段的特征：大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)得到運用，順應(yīng)了局部閉環(huán)運行、多個系統(tǒng)聯(lián)動及成熟決策。 不僅僅這樣，將來的智慧礦山階段：進一步學(xué)習(xí)和人工智能得到廣泛運用，將順應(yīng)閉環(huán)運行裝置、遠(yuǎn)程診斷維護、智能決策解析、系統(tǒng)預(yù)測預(yù)判。

2、智慧礦山現(xiàn)狀

中國礦山信息化開設(shè)經(jīng)歷近30年的發(fā)展，很多技術(shù)、裝備都達到了長足的進展，當(dāng)前中國智慧礦山的發(fā)展程度左右有以下3個方面。

(1) 主流技術(shù)方面

在決策解析方面，具備煤礦行業(yè)算法的設(shè)計化軟件現(xiàn)有運用；在管控方面，工控組態(tài)軟件、多種礦用設(shè)計軟件已得到廣泛運用；在顯示方面，三維建模、信息實時顯示等技術(shù)已慢慢成為主流。

(2) 裝備發(fā)展方面

在集成平臺方面，已形成具備集成顯示與存儲的平臺；在傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，萬兆行業(yè)以太環(huán)網(wǎng)已在煤礦得到運用，千兆網(wǎng)絡(luò)更是得到廣泛采納；在傳感裝備方面，除了能滿足常規(guī)的各類規(guī)范要求外，排除故障等功能已開始得到運用。

(3) 運用狀況方面

當(dāng)前的運用主要偏重監(jiān)測與控制，在礦井管理方面，已具備管控一體化能力；在決策方面，智能決策、大數(shù)據(jù)解析方才起步。

3、智慧礦山開設(shè)存在的問題

中國礦山信息化開設(shè)盡管達到了舉世矚目標(biāo)成績，但仍存在不少問題。

(1) 嚴(yán)重缺乏相關(guān)規(guī)范

因為一開始就缺乏頂層設(shè)計與計劃，中國礦山在做出信息化開設(shè)時，缺乏相關(guān)規(guī)范的指導(dǎo)與約束，促使了系統(tǒng)供應(yīng)商的無序競爭，導(dǎo)致開設(shè)的豐富系統(tǒng)互聯(lián)互通性很差。

(2) 缺乏多學(xué)科交叉運用

礦山面對的很多問題都需要結(jié)合多學(xué)科的常識才可以得到處理，將多學(xué)科的常識軟件做出集成運用是其處理途徑，然而當(dāng)前缺乏一個統(tǒng)一、開放的公共平臺，不能為多學(xué)科常識的融合解析提供渠道。

(3) 重硬件輕軟件

中國豐富礦山在做出信息化開設(shè)時，常常非常在意硬件設(shè)備的投入，而對軟件則吝之又吝，據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，煤炭行業(yè)在運用軟件上的投入僅占信息化投入的20%左右，導(dǎo)致獲取的豐富信息資源沒有得到合理有用的利用，不但導(dǎo)致了嚴(yán)重的信息資源浪費，并且沒有地服務(wù)于礦井的生產(chǎn)運營。

(4) “信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重

中國礦山信息化開設(shè)發(fā)展到，各類子系統(tǒng)已基本順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)化集成，但各系統(tǒng)獲取的海量數(shù)據(jù)卻不能得到有用共享，更談不上做出融合解析，這類各系統(tǒng)單兵作戰(zhàn)的模式，使得“信息孤島”現(xiàn)象在礦山行業(yè)異常突出。

二、智慧礦山展望

1、智慧礦山定義

智慧礦山是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，集成各類傳感器、自動控制器、傳輸網(wǎng)絡(luò)、組件式軟件等，形成成套智慧裝置，可以主動感知、自動解析，依據(jù)進一步學(xué)習(xí)的常識庫，形成較好決策模型并對各環(huán)節(jié)實施自動調(diào)控，順應(yīng)設(shè)計、生產(chǎn)、運營管理等環(huán)節(jié)安全、高效、經(jīng)濟、綠色的礦山。

不同于其余智慧礦山定義的是，上述定義強調(diào)智慧礦山是成套智慧裝置，并能對各環(huán)節(jié)自動實施較好調(diào)控。

2、 智慧礦山展望

智慧礦山應(yīng)云端、礦端、移動端具備設(shè)計、安全、生產(chǎn)、經(jīng)營管理、節(jié)能環(huán)保等方面的決策模型，并能利用這些模型，在打造訂單之后，順應(yīng)排產(chǎn)計劃、安全保障、運送調(diào)度、煤炭洗選、成品裝車等各個環(huán)節(jié)任務(wù)的自動分解與實施，并能通過實時反應(yīng)信息自動完成任務(wù)的再優(yōu)化。

智慧礦山的智能環(huán)節(jié)包含礦山設(shè)計、安全保障、高效生產(chǎn)、經(jīng)濟運營和綠色節(jié)能5個方面。

(1) 礦山設(shè)計

應(yīng)著力宣傳數(shù)字化設(shè)計，從元件級構(gòu)建整座礦山，從而順應(yīng)透明礦山；智能型號選擇應(yīng)思考云端化部署、信息化架構(gòu)、智能化裝備及管控；礦井采掘和洗選應(yīng)思考采納柔性工藝，以便能依據(jù)實際狀況做出適時調(diào)整。

(2) 安全保障

主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型做出自動決策，保障礦井人、機、環(huán)、管全方位的安全，并通過反應(yīng)信息主動做出決策再優(yōu)化，人員安全方面，應(yīng)在個體防護和系統(tǒng)防護方面開展研發(fā)：個體防護能力方面，應(yīng)具備人員所處環(huán)境參數(shù)的實時采集、無線語音通話、視頻采集上傳與遠(yuǎn)程調(diào)看、危險狀態(tài)逃生信息的實時獲取功能，和應(yīng)對各種災(zāi)害的靠譜逃生裝備。安全管理方面，應(yīng)具備自動做出風(fēng)險評估管控、自動按期做出危險隱患辨識評估及預(yù)警解析、多維度自動統(tǒng)計與解析隱患的能力，擁有手持終端使用環(huán)境測試能力，實現(xiàn)隱患排查任務(wù)的自動派發(fā)、現(xiàn)場落實、實時跟蹤、快速閉環(huán)管理。

(3) 高效生產(chǎn)

主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型做出自動決策，保障礦井采、掘、機、運、通、水、電的自動高質(zhì)量運行，并通過反應(yīng)信息主動做出決策再優(yōu)化，礦井采掘工作面的設(shè)備應(yīng)具備高效的自動控制能力，從基本的就地控制，到一鍵啟停、遠(yuǎn)程集控，直至達到優(yōu)良狀態(tài)，順應(yīng)設(shè)備的無人化自動控制與巡檢。

(4) 經(jīng)濟運營

左右通過智慧礦山云中心的智能決策模型做出自動決策，保障礦井管理的自動高質(zhì)量運行，并通過反應(yīng)信息主動做出決策再優(yōu)化，應(yīng)順應(yīng)訂單需求，通過云端的智能決策自動做出生產(chǎn)指標(biāo)分解，礦井安全保障措施、主運與輔運計劃、供電計劃、排水計劃、排矸計劃的制定等功能。

(5) 綠色節(jié)能

應(yīng)提高礦井的回采率，如采納無煤柱開采方式并做出矸石的井下直接充填利用；提高礦井瓦斯、煤泥、煤矸石、礦井涌水的利用率；提高礦區(qū)生態(tài)修復(fù)率；減輕礦井噸煤生產(chǎn)耗電、耗水量；順應(yīng)礦井水污染、大氣污染的全方位在線監(jiān)測。

關(guān)于礦山開設(shè)和生產(chǎn)設(shè)備化、自動化、信息化、規(guī)范化的“四化”精，盡力推進中國礦山的智慧化開設(shè)，是保障礦山行業(yè)安全、高效、經(jīng)濟、綠色發(fā)展的然選擇，智慧礦山是礦業(yè)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的前沿趨勢，也是礦山行業(yè)可繼續(xù)發(fā)展的可靠保障。