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      21世紀的前15年,，互聯(lián)網(wǎng),、人工智能技術(shù)飛速發(fā)展,，給許多傳統(tǒng)行業(yè)都帶來了顛覆性變革,。將高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)裝備,、管理融合,，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級正成為越來越重要的發(fā)展趨勢,。智慧礦山正是在這樣的背景下提出和快速發(fā)展起來的,。

　　煤炭資源開采是人類在地下進行的生產(chǎn)活動。礦山地質(zhì)條件復(fù)雜多變,，為創(chuàng)建適于設(shè)備運行與人員工作的安全可靠的開采環(huán)境,，井下需同時運行探測、通風(fēng),、排水,、防火、供電,、工作面開采裝備,、運輸?shù)榷噙_90多個子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)就像人體的器官,，共同形成了一個大規(guī)模復(fù)雜運行體系,。然而，目前煤礦總體的信息化程度還有待進一步提高,，生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)和信息還無法實現(xiàn)有效關(guān)聯(lián),，還缺乏“智慧的大腦”對所有子系統(tǒng)實施協(xié)調(diào)、聯(lián)控,。

　　智慧礦山是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,、提升行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的核心驅(qū)動力，是礦山技術(shù)發(fā)展的最高形式,。

　　在定義智慧礦山概念之前,，首先需要明確什么是智慧?對于人類,，智慧是大腦深刻地理解人、事,、物,、社會、現(xiàn)狀,、過去,、將來，是思考,、分析,、探求真理的能力，是智力器官的終極功能,；而對于一個生產(chǎn)系統(tǒng)而言,，智慧可定義為：通過不斷地收集、學(xué)習(xí)和分析數(shù)據(jù),、知識和經(jīng)驗,，具有自動運行、自我分析和決策,、自學(xué)習(xí)能力,，使系統(tǒng)的人、機,、環(huán)境處在高度協(xié)調(diào)的統(tǒng)一體中運行,；可以不斷吸取最新的知識，實現(xiàn)自我更新和自我升級,，使系統(tǒng)不斷優(yōu)化,、更加強大。

　　智慧礦山概念,、內(nèi)涵及組成

　　王國法院士團隊在近期發(fā)表的《智慧煤礦2025情景目標和發(fā)展路徑》一文中對智慧礦山的定義：智慧礦山是基于現(xiàn)代智慧理念,，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算,、大數(shù)據(jù),、人工智能、自動控制,、移動互聯(lián)網(wǎng),、機器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開發(fā)技術(shù)融合，形成礦山感知,、互聯(lián),、分析、自學(xué)習(xí)、預(yù)測,、決策,、控制的完整智能系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井開拓,、采掘,、運通,、洗選,、安全保障、生態(tài)保護,、生產(chǎn)管理等全過程智能化運行,。

　　智慧礦山的技術(shù)內(nèi)涵是將現(xiàn)代信息、控制技術(shù)與采礦技術(shù)融合,，在紛繁復(fù)雜的資源開采信息背后找出最高效,、最安全、最環(huán)保的生產(chǎn)路徑,，對礦井系統(tǒng)進行最佳的協(xié)同運行控制,，并根據(jù)地質(zhì)環(huán)境及生產(chǎn)要求變化自動創(chuàng)造全新的控制流程。與數(shù)字礦山相比,，智慧礦山不僅僅是數(shù)據(jù)采集,、數(shù)據(jù)處理和自動系統(tǒng)的集成，更多的是大數(shù)據(jù),、人工智能技術(shù)的運用,，需要智能化地響應(yīng)生產(chǎn)過程中的各種變化和需求，做到智能決策支持,、安全生產(chǎn)和綠色開采,。這里需要明確的是，智慧礦山并非是云計算,、物聯(lián)網(wǎng),、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的簡單堆積,，而是如何采用這些技術(shù)手段解決煤礦開采中的效率問題,、安全問題和效益問題。

　　智慧礦山的技術(shù)特征是建立在礦井數(shù)字化基礎(chǔ)上,，采用現(xiàn)代智慧理念完成礦山企業(yè)所有信息的精準適時采集,、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成,、可視化展現(xiàn),、自動化運行和智能化服務(wù)的智慧體。

　　智慧礦山技術(shù)特征

　　智慧礦山的理念和技術(shù)應(yīng)用于煤礦，形成智慧煤礦,。智慧煤礦涉及到90多個子系統(tǒng),，可以分為3部分：智慧生產(chǎn)系統(tǒng)、智慧職業(yè)健康與安全系統(tǒng),、智慧技術(shù)與后勤保障系統(tǒng),。

　　2025年智慧煤礦目標及情景描述

　　智慧煤礦的發(fā)展是一個不斷進步的過程，隨著科技水平的提高,，智慧化的程度也將不斷提升,，目前正處于數(shù)字煤礦向智慧煤礦的過渡期。

　　智慧煤礦的發(fā)展目標可分為3階段,。

　　智慧煤礦第1階段目標：構(gòu)建一個初步智慧煤礦系統(tǒng)框架,，實現(xiàn)采掘運主要環(huán)節(jié)單個系統(tǒng)、單項技術(shù)的智能化決策和自動化運行,，即實現(xiàn)一個系統(tǒng),、一個崗位的“點上的無人作業(yè)”；目前一些先進礦井已實現(xiàn)第1階段目標,。

　　智慧煤礦第2階段目標：構(gòu)建一個多系統(tǒng)信息融合的智慧煤礦綜合架構(gòu),，實現(xiàn)工作面開采、主煤流運輸?shù)认到y(tǒng)的區(qū)域化智能決策和自動協(xié)同運行,，達到“面上無人作業(yè)”,。

　　智慧煤礦第3階段目標：構(gòu)建整個煤礦及全礦區(qū)多單元、多產(chǎn)業(yè)鏈,、多系統(tǒng)集成的智慧煤礦體系,，全面實現(xiàn)生產(chǎn)要素和管理信息的數(shù)字化精準實時采集、網(wǎng)絡(luò)化實時傳輸,、可視化展現(xiàn),，采、掘,、運,、通、洗選等全部主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能決策和自動運行,，達到“全礦井一線無人化作業(yè)”,。

　　在未來5~10年，即到2025年左右,，在單個系統(tǒng)的智能化取得突破的基礎(chǔ)上,，實現(xiàn)智慧煤礦第2階段目標，即實現(xiàn)區(qū)域化智能決策和自動協(xié)同運行,。在達到技術(shù)目標的同時,，開采效率,、安全和效益也隨之大幅提升。到2025年,，通過智慧礦山建設(shè),，使全國煤炭科學(xué)先進產(chǎn)能大幅度提高，煤炭產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員總數(shù)下降一半,、工效提高一倍以上,，資源開發(fā)利用水平顯著提高，煤礦職業(yè)健康和工作環(huán)境得到根本改善,，礦山生態(tài)恢復(fù)和保護全面實施,。

　　2025 年智慧礦山情景邏輯

　　到2025年，智慧煤礦可以實現(xiàn)單個系統(tǒng)智能化,，開始向多系統(tǒng)智慧化方向發(fā)展,，建立“感知→互聯(lián)→分析→自學(xué)習(xí)→預(yù)測→決策→控制”的基本運行框架,，初步形成空間數(shù)字化,、信息集成化、設(shè)備互聯(lián)化,、虛實一體化和控制網(wǎng)絡(luò)化的智慧礦山第2階段目標,。其中，安全系統(tǒng)對生產(chǎn)的支持,、以及保障系統(tǒng)對生產(chǎn)的支持基本可以實現(xiàn),，但保障系統(tǒng)與安全系統(tǒng)的結(jié)合還需要人工智能技術(shù)的支持，將在智慧礦山的第3階段完成,。此外,，智能化管控平臺在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下可以對整個礦山運行的狀況進行分析，并通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云平臺,，但真正做到云計算,、達到為生產(chǎn)決策和管理服務(wù)還需進一步突破數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、分布式計算等核心技術(shù),。