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　　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，形成一套智慧體系，能夠主動感知、自動分析，依據(jù)深度學(xué)習(xí)的知識庫，形成最優(yōu)決策模型并對各環(huán)節(jié)實施自動調(diào)控，實現(xiàn)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。

　　智慧礦山發(fā)展歷程

　　雖然智慧礦山是一個新興概念，但是其發(fā)展卻是建立在礦山自動化、信息化、數(shù)字化所取得成果的基礎(chǔ)上，所以討論智慧礦山，必須與自動化礦山、信息化礦山、數(shù)字化礦山等概念結(jié)合起來進行。中國智慧礦山的發(fā)展歷程大致可分為以下3個階段。

　　(1)單機自動化階段。時間大約為20世紀(jì)90年代，該階段的典型特征：分類傳感技術(shù)和二維GIS平臺得到應(yīng)用、單機傳輸通道得以形成，實現(xiàn)了可編程控制、遠程集控運行、報警與閉鎖。

　　(2)綜合自動化階段。時間大約為21世紀(jì)初期，該階段的典型特征：綜合集成平臺與3DGIS數(shù)字平臺得到應(yīng)用、高速網(wǎng)絡(luò)通道形成，實現(xiàn)了初級數(shù)據(jù)處理、初級系統(tǒng)聯(lián)動、信息綜合發(fā)布。

　　(3)局部智慧體階段。是當(dāng)前中國礦山所處的階段，該階段的典型特征：建筑信息模型、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)得到應(yīng)用，實現(xiàn)了局部閉環(huán)運行、多個系統(tǒng)聯(lián)動及專業(yè)決策。

　　智慧礦山發(fā)展水平

　　中國礦山信息化建設(shè)經(jīng)過近30年的發(fā)展，許多技術(shù)、裝備都取得了長足的進展。當(dāng)前中國智慧礦山的發(fā)展水平主要表現(xiàn)在以下3個方面。

　　(1)主流技術(shù)方面。在決策分析方面，具備煤礦行業(yè)特有算法的定制化軟件已有應(yīng)用；在管控方面，工控組態(tài)軟件、各種礦用定制軟件、礦井制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng))已得到廣泛使用；在展示方面，三維建模、動態(tài)實時展示等技術(shù)已逐步成為主流。

　　(2)裝備發(fā)展方面。在集成平臺方面，已形成具備集成展示與存儲的平臺；在傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)已在煤礦得到應(yīng)用，千兆網(wǎng)絡(luò)更是得到廣泛采用；在傳感裝備方面，除了能滿足常規(guī)的各類標(biāo)準(zhǔn)要求外，故障診斷等高端功能已開始得到應(yīng)用。

　　(3)應(yīng)用情況方面。目前的應(yīng)用主要偏重監(jiān)測與控制，在礦井管理方面，已初步具備管控一體化能力；在決策方面，智能決策、大數(shù)據(jù)分析剛剛起步。

　　中國礦山信息化建設(shè)雖然取得了舉世矚目的成績，但仍存在不少問題。主要表現(xiàn)在嚴(yán)重缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、缺乏多學(xué)科交叉應(yīng)用、重硬件輕軟件、“信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重”。

智慧礦山場景描述

　　智慧礦山建設(shè)規(guī)劃

　　(1)成立智慧礦山產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以行業(yè)協(xié)會、高校、研究機構(gòu)、設(shè)計院、裝備廠商、應(yīng)用礦山等為主體成立智慧礦山產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，通過統(tǒng)一規(guī)劃，使聯(lián)盟成員各自從事其擅長的專業(yè)領(lǐng)域，避免當(dāng)前各自為政，致使系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重、兼容性差的問題。

　　(２)制定相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)未動，標(biāo)準(zhǔn)先行。在智慧礦山建設(shè)工作廣　泛開展之前，必須先制定所需的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。對一些頂層設(shè)計、關(guān)鍵的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要優(yōu)先制定，主要包括智慧礦山指標(biāo)體系及評價標(biāo)準(zhǔn)、智慧礦山架構(gòu)及數(shù)據(jù)交互規(guī)范、智慧礦山智能決策平臺及架構(gòu)設(shè)計規(guī)范、智慧礦山礦井一體化通信技術(shù)要求、數(shù)字化礦井工程設(shè)計數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)、智慧礦山元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)要求、數(shù)據(jù)融合規(guī)范、數(shù)據(jù)庫技術(shù)要求、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)要求、云計算技術(shù)要求、大數(shù)據(jù)技術(shù)要求。

　　(３)研發(fā)智能化裝備。研發(fā)智能化裝備是實現(xiàn)智慧礦山的必然選擇，也是實現(xiàn)國家“機械化換人、自動化減人”科技行動目標(biāo)唯一可行的方法。對于煤炭的智慧化開采，需要對成套采煤智能裝備進行更加深入的研究，涉及的研究課題有煤巖界面識別技術(shù)、成套裝備協(xié)同控制的有效性、系統(tǒng)設(shè)備軟硬件的可靠性、慣性導(dǎo)航控制技術(shù)、工作面視頻監(jiān)控技術(shù)、煤礦精細地質(zhì)構(gòu)造高分辨三維地震勘探技術(shù)、地理信息及煤層跟蹤技術(shù)。對于煤礦的安全保障，有必要研究智能化礦井物探裝備、基于水化學(xué)原理的水文環(huán)境監(jiān)測傳感器、煤礦火災(zāi)產(chǎn)生的典型災(zāi)害氣體和溫度遙測傳感器。此外，還需要根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境，對部分傳感器增加視、聽、振動、雷達等功能。

　　(４)開發(fā)智慧決策應(yīng)用。智慧礦山要想穩(wěn)定地實現(xiàn)自動運行，最重要的是要具有各種高度可靠的智慧決策應(yīng)用。開發(fā)這些智慧決策應(yīng)用需要開展以下重要工作。

　　這項研究得到了國家重點研發(fā)計劃、天地科技股份有限公司智慧礦山專項項目的資金支持，研究成果以《智慧礦山發(fā)展與展望》為題發(fā)表于《工礦自動化》2018年第9期。