关于智慧化矿山建设的思考

牛田波

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摘要：随着工业5.0时代的到来，高度的自动化和人工智能对矿山建设产生了深远的影响，也将对矿山的安全、经济、绿色等指标产生深远的影响。本文结合信息化建设的实践经验，简要论述了智能矿山建设的几点经验，并为未来煤矿信息化建设提供了相关思路。

关键词：煤矿;智能化;建设

引言：目前，智能矿山建设已经产生了相应的科技成果和良好的经济效益。通过智能煤矿建设，实施矿山设备智能化升级、定点智能检测、信息集成、智能控制等项目，达到设备设备智能化、信息高度集成、岗位检测无人值守，促进煤矿“智慧化”，逐步达到绿色、高产、高效煤矿建设的目的。智能建设主要基于智能矿山系统架构、基础网络、云数据中心、综合基础系统、“一矿一图”、大数据分析平台等信息系统通用技术。

1息化矿山建设的作用与现状

信息化矿山系统主要应用于地质勘探、资源评价和开采，也可以帮助制定生产计划，提高生产效率。信息矿山的应用可以将矿山与其他资源相结合，实现数据对接与交换，与其他数据建模计算矿山产量，同时实现动态管理与验收。在信息化矿山系统中，设计了数据绘制系统、设计系统和生产计划系统，可实现采矿顺序优化，快速生成各种工程图。信息化在矿山建设中能够合理规划，综合考虑总体设计、设计和施工单位，并考虑开采对地下水的影响，能够制定出相应的预防措施，确定合理的工艺参数，尽量减少采矿对周围环境的影响，即使发生事故，也可以按照预先制定的措施进行处理，尽量减少影响。

信息化矿山是国家战略资源的重要组成部分，需要大量的技术支持。信息化矿山建设对自动控制技术、网络技术、智能技术、大数据技术等都有很高的要求。这些技术也是矿山信息化建设的基础技术。近年来，国内外校企合作为信息化矿山的发展提供了大量的专业应用软件。除了信息化矿山原有的功能之外，还增加了其他内容，这也是信息化矿山发展的必然趋势。在国外的研究方面，许多发达国家已经基本建成了信息化矿山，注重自动化开采和远程控制，减少了地下作业的数量和强度，大大提高了工作效率，在预防各种灾害方面发挥了重要作用。在国内，我国部分矿山已经能够实现自动化，但信息化矿山建设时间相对较短，还处于起步阶段。虽然可以获得大量的数据，但这些数据并没有得到充分的利用。我国煤炭企业信息化水平不高，只有少数企业信息系统能够整合日常业务。

2智慧矿山建设规划内容分析

2.1四维地理信息系统

四维地理信息系统是指以统一的空间(x、y、z)和时间(t)为框架，科学合理地组织矿山内各类信息，对矿山内海量异构信息资源进行全面、高效、有序的管理和整合，以矿山勘探、地质、测量、生产、安全、监测等数据网络为基础，实现对矿山所有地图内容、拓扑结构和属性信息的管理。主要包括完整的制图功能，数据库自动制图，地图自动建库，地图库双查询，长度、面积、体积自动计算，2GIS自动建立3DGIS，与监控系统集成自动转换为4DGIS。可转换为常用格式，可在2-3维空间内进行网络分析、缓冲分析、叠加分析、拓扑分析等空间分析功能。四维地理信息系统可以随时快速查询。矿井任何地点或区域的人员分布、生产进度、设备状态、环境参数、危险源信息及其相互关系和演变情况，为各种管理和决策提供信息支持。

2.2智能化矿井通防系统

基于四维地理信息系统，实现了矿井通风与防护的智能化管理，彻底解决了人工或其他软件无法完成的及时按需送风的技术难题。主要包括自动生成通风系统图、立体图、通风网络图和压力能量图，测点布局优化计算，电阻测量数据处理，测量调整和误差消除。通过与安全监控集成，可自动评估通风系统状态，优化设计与改造，对风机进行优化调节，正常期和灾害期按需调节控制风量，模拟通风状态;能满足风网管理、风机管理，以及气体、粉尘、防火等相关通风报告和账户管理。一旦建立了比较完善的监控系统和自动空调设施，系统就可以转化为全球自动通风系统。

2.3安全生产一张图管控系统

建立了地形、地质、测量、储量、水文、采矿、运输、提升、供电、通风、排水、风压、安全生产控制单一地图系统。瓦斯抽放等系统内容可集成。系统具有分层叠加、协同刷新、属性管理、监控系统集成、故障诊断、安全态势分析和三维可视化等功能，并提供地质勘查、机电、公共防护、生产设计、给排水等生产专业人员，为相关人员提供决策支持。该系统实现了在单一地图平台上对各生产系统的集中控制和协同管理。

2.4灾害预警与灾害防治决策系统

通过建立煤矿全息灾害预警模型和算法，充分利用地温、水压、岩层、断层、陷落柱、褶皱、岩浆入侵、火灾等构造信息，利用地温、水压、岩层位移、沉陷、煤柱等空间分布信息，建立煤矿全息灾害预警模型和算法。井巷、硐室、工作面、采空区四维地理信息系统管理。支护、泄压、充填、瓦斯抽放、排水等灾害防治技术信息，以及与冲击倾向性和突出防治相关的检测数据，以及相关的微振动和爆破信号、电磁辐射，以声、应力、压力、锚杆的阻力、和位移的网关、一氧化碳、风速、温度、气体浓度、管、气体流量排水、水文监测信息,与采矿工作面推进灾害的实时检测,它可以实现等灾害的预警工作的屋顶的脸,大变形巷道,基于各种灾害的发生机理和演化规律，为灾害防治提供决策支持。

结语

只有关注以上几个方面，才能保证智能矿山建设的成功，充分发挥智能矿山的作用。然而，中国的智能矿山建设才刚刚开始。要想取得良好的建设效果，就可以实现我国煤炭企业的转型发展。国家与煤炭企业、信息技术企业必须密切配合。

参考文献

[1]何敏.智慧矿山定义探讨[J].工矿自动化，2017，43（9）：12-16.

[2]高文.智慧矿山智能决策支持技术架构设计[J].工矿自动化，2017，43（9）：21-25.