什么是智能矿山联盟？

什么是智能地雷:

智慧是快速、灵活、正确地理解和处理事物的能力。

智慧矿山是对生产、职业健康安全、技术、后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的无人矿山。智能矿是本质安全矿、高效矿、清洁矿；矿山数字化、信息化是智慧矿山建设的前提和基础，是逐步实现的，具有明显的阶段性。

1.智能矿山的基本框架

智能地雷包括地雷的所有方面。按照通常的分类方法，它们可以分为三个方面，即智能生产系统、智能职业健康安全系统、智能技术和物流支持系统。

1.1智能生产系统

包括智能主生产系统和智能辅助生产系统，智能主生产系统包括智能采煤工作面和智能掘进工作面。对于煤矿来说，就是以无人采煤掘进技术为代表的智能化综采工作面和无人掘进工作面。对于非煤矿山，可能是以智能爆破开采或自动化机械开采技术为代表的无人采煤工作面和无人掘进工作面系统。

1.1智慧的主要生产系统包括:

1.1.1.1智能采煤工作面可分为:

智能薄煤层无人工作面系统、智能中厚煤层无人工作面系统、智能综放无人工作面系统、智能充填开采工作面系统等。

1.1.1.2非煤矿山智能采煤工作面

智能任务爆破和智能无人机械采掘工作面爆破。

1.1.1.3智能掘进工作面主要包括:

智能机械无人驾驶工作面和智能炮无人驾驶工作面。

1.1.2智能生产辅助系统

它是智能运输系统(包括皮带运输和辅助运输)、智能提升系统、智能供电系统、智能排水系统、智能压缩空气系统、智能通风系统、智能调度指挥系统、智能通信系统等。，其特点是无人值守。

1.2智能职业安全健康系统

近年来，我国矿山安全水平大幅提升，安全管理目标从“减少事故和死亡”提升到“清洁生产，关爱健康”。从对职业生活的关注到对员工健康和幸福的关心。矿山职业健康安全包括环境、防火、防水等。许多子系统包括以下子系统:智能职业健康安全环境系统、智能防灭火系统、智能爆破监控系统、智能清洁生产监控系统、智能岩爆监控系统、智能人员监控系统、智能通风系统、智能水害监控系统、智能视频监控系统、智能应急救援系统、智能污水处理系统等。

1.2.1智能技术与物流支持系统

为了给煤矿安全生产提供技术支持和保障，我们称之为支撑系统。支撑体系分为技术支撑体系、管理支撑体系和后勤支撑体系。

智能技术支撑系统是指土地勘测、采矿、挖掘、机械、交通、通信、调度、规划设计等信息化、智能化系统。

智能管理与后勤保障系统，矿井管理之后的智能后勤保障系统，指的是智能ERP系统、办公自动化系统、后勤系统、生活管理、考勤系统等等。

智能地雷的主要特征

2.1“无人”是智能雷的最高形式。

智慧矿井的显著标志是“无人化”，即采掘工作面无人化作业、掘进工作面无人化作业、危险场所无人化作业、大型设备无人化作业，直至全矿无人化。整个矿井的各个方面都在智能机器人和智能设备下运行。

2.2智能矿山建设的阶段

2.2.1矿山技术发展阶段

总的来说，矿山技术的发展经历了四个阶段，即原始阶段——机械化阶段——数字化信息阶段——并正向智能化阶段迈进。

一、原始开采阶段:人们主要靠手工和简单的工具在矿山进行开采活动，生产主要依靠人力，效率极低。

2.机械化阶段:矿井在采掘、运输、提升、生产辅助等方面采用了大量的机械设备和爆破施工，大大提高了生产效率，减少了矿井职工人数。

3.在数字信息阶段，计算机技术的飞速发展给传统行业的发展带来了巨大的机遇。“用信息技术改造传统产业，提升传统产业，实现跨越式发展”也成为国家战略，煤矿开展的“两化融合”、“三网融合”工作就是这一阶段的典型代表。从字面上讲，数字化简化就是将“书面”信息转化为电子信息和数字信息；信息化主要解决数据传输和数据呈现的问题。

第四，智慧阶段，当前各国正在迅速飞入各领域的智慧时代！尤其是在军事领域，比如无人飞机、机器人士兵、无人战车等等。

智慧是一个矿井系统，具有和人类一样的思维能力，即可以代替人处理复杂的工作，也就是“无人”，智能矿井可以主动感知，自动分析，正确快速处理。

信息化、数字化、智能化的区别在于是否实现了“无人化”。

2.2.2智能地雷的发展阶段

智慧矿山的发展是一个不断进步的过程，随着科技水平的提高，智能化程度也会不断提高。

我们认为智能矿山的建设可以分为四个阶段。

首先是单一系统、单一技术的智能化，从而实现一个系统、一个岗位的“点上无人”。

二是多个系统的智能化，实现部分系统的集成，实现“表面无人”。

三是实现“一矿无人”。它是综合的无人化井下生产、安全和物流系统。

四是实现“矿区系统无人”。实现包括矿井生产安全、洗选、运输在内的一级系统无人操作。

在这种条件下，随着技术的进步，无人驾驶技术的各个方面都会不断完善和优化，达到更高的效率。

3.中国智能矿山建设的基础与现状

3.1智能无人采矿技术现状

介绍了国外一些无人采煤工作面系统，代表煤矿。

铁法小青矿于2000年、马兰矿于2003年、大同矿于2005年引进了DBT刨煤机自动化工作面。2005年，神华神东公司先后在于家梁煤矿建设了哈拉沟半深和副塔全深工作面。

研发自主知识产权，以山西科达自动化股份有限公司为代表的国内厂商积极投入无人工作面的研发，取得了可喜的成果，装备了十多个工作面。

有一些问题。一是我国煤矿地质条件复杂(如特厚、中厚、薄煤层)，需要根据不同的地质条件研制不同的设备，在远程控制、环境探测、数据分析等方面还有一些关键技术需要突破。

在非煤矿山，主要采用爆破开采技术。实现智能化的方向应该是智能无人爆破系统和智能机械采矿。

3.2智能无人驾驶技术的现状

目前，煤巷综合掘进技术代表了岩巷掘进生产线现有的掘进技术水平。在智能化方面，缺乏无人掘进机械和无人爆破掘进技术。但是，在掘进机信息化、喷浆机和智能爆破技术方面也有一批新成果。

3.3智能辅助生产系统的现状

辅助系统的智能化近年来发展迅速。无人驾驶排水系统、无人驾驶供电系统、无人驾驶皮带集控系统、无人驾驶压缩空气系统、无人驾驶提升系统和无人驾驶主扇系统已在部分煤矿安装使用。山东能源集团在矿井调度、指挥、通信等方面进行了智能化建设，实施了“E”矿工程和“一卡通、物联网”工程。通信技术方面，配备井下无线通信、有线通信、广播通信和井下千兆光纤环网通信系统。山西、河南、安徽等省，以及神华、中煤等大型国有煤矿也推出了一些智能辅助系统。

3.4智能职业健康安全监控系统现状

1.智能激光传感技术，由激光驱动，实现无电不工作，无动力传输，无需维护。这是传感技术的革命性进步。

二、智能二氧化碳防灭火系统在可操作性和防灭火效果上大大超过氮气防灭火技术。

三是智能爆破技术，根据本质安全和智能控制的理念，实现爆破全过程的自动监测和自动控制，实现“爆破本质安全，没有安全就不能进行爆破”。数字雷管技术和智能炸药技术也取得了快速发展。

4.无线传感和物联网技术。物联网是基于无线传输和自动组网技术的传感器组合系统。传感器的无线、自动组网功能大大提高了安装使用的效率和适应性，为监测数据的采集、传输和利用提供了更加便捷的技术手段，开拓了更加广阔的空间。

5.在智能清洁生产技术方面，主要发展了智能防尘技术，包括注水技术与设备、净水技术与设备、喷雾添加剂、气流控制技术、粉尘监测技术等。，对综采、普掘、普采工作面的防尘、降尘、除尘产生了很好的效果，使煤矿的生产安全环境由重污染迅速向清洁生产转变。6.智能岩爆防治技术。冲击地压是近年来越来越突出的一种灾害，在山东等开采深度较大的矿山引发了多起事故。在这方面，一方面引进了波兰等一些国家的先进技术，另一方面北京科技大学、山东科技大学、中国矿业大学等进行了深入研究，形成了基本成熟的理论体系模型和相应的监测体系，正在控制这一新的灾害。

七、智能人事监控技术，开发精确定位系统，将改变现有人事管理系统不准确或无法定位的缺点，扩大人事管理系统的应用范围。

八、智能通风系统，在自动风门、主扇变频自动控制、局部通风机自动控制、通风参数监测、通风网络自动计算和全系统自动控制等方面。，进行了一些深入的研究，目标是实现整个矿井通风系统的智能化、无人值守和自动调节。

九、智能化水害监测技术、水文监测系统、水害探测系统、自动排水系统等取得进展。

X.智能视频监控系统，开发了基于无线传输的系统、光纤数字传输系统、海量图片存储识别系统，并向高速摄像、自动人脸识别方向快速发展。

十一、应急救援情报、通信、人员探测等技术方面也发展良好。

在环境保护方面，污水处理、煤矸石处理、除尘等技术发展迅速。

十三、在安全距离智能监控方面，正在向自动实时监控和自动测绘发展。

3.5智能技术和物流支持系统的现状

我们认为，矿山安全保障体系包括技术保障、后勤保障等。在技术支持方面，开发了地勘、通风、设计、供电等软件管理系统，在后勤方面，有财务管理、设备管理、仓库管理等多个系统。然而，缺乏对所有信息的综合分析和处理系统。比如对现场采集的数据和现有数据进行综合分析处理，提出处理意见并执行。

智能矿山建设的任务

智能矿山是矿山技术发展的根本方向。适应了世界科技发展的趋势和方向。当前，世界经济危机深重，中国正在全力应对危机，调整经济结构。一方面，推动采矿技术的智能化，为许多设备制造商指明了技术进步和产品转型的方向和机遇。另一方面，也为矿山技术的发展指明了方向。

目前智慧矿山建设主要有三项任务:一是组建国家智慧矿山产业技术创新战略联盟(简称智慧矿山联盟)；二是建立智慧矿山框架，明确现阶段关键技术问题并组织研究，建设若干个智慧矿山国家示范样板，推广智慧矿山技术；三是建立智慧矿山技术标准体系。

4.1建立国家智慧矿山技术创新产业联盟，引领智慧矿山产业发展。

根据发达国家的成熟经验和我国科技部等六部委的文件要求，结合我国矿山多元化的实际，没有一个政府部门能够主导智慧矿山的工作。只有形成产业联盟，联合矿山、R&D、装备制造、高校和科研单位、银行和投资公司、媒体、协会、政府(安监总局、煤监局、科技部、工信部、发改委、教育部等)的力量，)能否实现。建立全国智慧矿山产业联盟。

智慧矿山包含了矿山智能化的几十个方面，是一个非常庞大且影响深远的庞大工程。智慧矿山的建设将极大地促进我国采矿技术的提高，为国民经济建设做出巨大贡献，甚至为人类的进步做出巨大贡献。如此庞大的项目需要千千成千上万的人和机构以及各行各业的人积极参与。建立全国联盟的方法是目前情况下最好的方法。

联盟应设立常设机构，如咨询委员会、专家委员会、理事会、秘书处和协调办公室。同时，应针对不同的子系统成立工作组或技术组。联盟的建立将带来以下优势:

一是政府支持的优势，国家和各级政府明确支持联盟的工作。联盟在向国家申报项目方面有很大优势。而政府相关部门是联盟中的顾问。

二是银行的信用优势，各大银行公开表示优先给予联盟信用贷款，联盟的信用指标可由联盟成员共享。

第三，技术优势，结合了国内大部分科研单位和生产科研单位。

第四，综合公关优势和联盟内部的分工合作有利于综合公关。

动词 （verb的缩写）标准制定的优势。国家标准管理部门和标准委员会是该联盟的成员。

第六，推广优势，联盟大，有标准在手，煤矿是联盟成员，推广能力巨大。

七、人才优势，联盟内部有大量德才兼备的人才，便于交流合作，抢占人才先机。

八、媒体优势，联盟内部媒体单位，自办媒体。有利于宣传。

9.价格和采购优势:联盟可以打包集团采购，有利于降低成本。矿山是联盟成员，按其章程可享受10%的优惠。

4.2建立智慧矿山框架，明确现阶段关键技术问题并组织研究，建设一批国家智慧矿山示范样板，推广智慧矿山技术。

通过多年的建设，该矿在智能生产系统、智能职业安全健康环境系统和智能保障系统方面形成了一定的基础。目前主要方向和课题有:

一、在智能主生产系统方面，重点是:一是提高现有智能无人采煤工作面(厚、薄、中厚煤层、充填开采等)的智能化水平。)，制定标准，规范技术、生产和使用管理，并迅速在全国推广。二是智能化机械化掘进工作面，加快智能化综合掘进技术研究，提高自动化水平，实现无人值守。三、完善智能化普掘工作面(面对大量普掘工作面无法机械化的现实，有必要对普掘工作面进行智能化研究，实现安全)，四、非煤矿山基于智能爆破的智能开采技术。

二是在智能辅助生产系统方面，提高排水、供电、通风、运输、提升、压缩空气等辅助生产系统的无人值守可靠性，制定相应的技术、生产、使用管理标准，使技术在全国范围内快速推广。

三。智慧职业安全健康环保体系，以安全清洁生产和关爱健康为目标，推进相关体系建设。在激光传感器技术、物联网技术、二氧化碳防灭火技术、智能爆破监控系统、智能控尘监控系统、智能冲击地压监控系统、智能通风系统等方面可以实现通风系统的自动分析与调节、智能水害监控系统、智能视频监控系统。

第四，智能安防系统。

智能技术保障系统发展立体系统和智能系统，智能管理和后勤保障系统发展智能化、自动化和集成化。

4.3建立智能矿山技术标准体系

将先进企业的标准提升为国家标准(企业标准)，进而提升整个行业的技术水平，这在发达国家已经成为一种通行的做法。在智慧矿山建设中，也要借鉴这种成熟的经验。

智能地雷的标准系统包括两类。一个是全矿的智能矿山系统标准，一个是子系统标准，每个标准都要包括技术标准和应用标准。

就整个智慧矿山系统而言，要根据不同的矿种，不同的开采条件，建立不同的标准。

比如对于煤矿，要建立智能薄煤层开采系统、智能厚煤层放顶煤开采系统、智能中厚煤层开采系统、智能普掘开采系统等系统，其中智能辅助生产系统的很多东西可以统一，根据开采条件和自然条件选择智能安全环保系统和智能保障系统。

对于智慧金矿系统，智慧铁矿(磷矿)系统也要建立标准体系。

对于子系统的标准，最先进厂商的标准要升级，成熟的要做好。

5.智能矿山建设中的几个问题

5.1矿的智能化是一个不断进步的过程，就像人类智慧的发展是一个不断进步的过程。智慧矿山的建设是一个科技创新的过程，科技创新不仅是生产力、活力，更是动力。所以智慧矿山的建设不能一刀切。我们应该根据不同的矿山条件和技术水平开发智能技术。只要能通过智能化提高效率，促进安全，促进管理，就要把它们发扬光大。

5.2智能矿山技术的发展可以分三个阶段进行，近期(2-3年)可以实际应用的技术为第一阶段目标，中期(5年左右)可以应用的技术为第二阶段目标，远期(10年左右)可以应用的技术为远期目标。规划和方案按照实施的难易程度进行划分，便于技术的快速推广应用。

5.3智能矿山系统技术的发展主要基于自主产权技术，不能排斥国外的先进技术和经验。

总之，智能矿山是采矿技术的发展方向。一方面，智能矿山技术的发展为我国矿用设备制造业提供了良好的机遇，从而快速实现技术跨越，成为引领世界矿业技术的排头兵；另一方面，智慧矿山的建设将使煤矿生产效率提高50-100%以上，安全效率提高50-90%以上。

孙寿福

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