摘要:煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。建立健全煤矿智能化标准体系,强化基础性、关键共性标准的制修订是智能化煤矿建设基础和指南。本文分析了煤矿智能化建设目标和总体框架的研究与设计。
关键词：煤矿智能化；智能系统；高质量发展
煤炭是世界上最经济的化石能源，也是可以清洁高效利用的能源。中国、美国、澳大利亚、印度、印度尼西亚、俄罗斯是世界前六位的产煤大国。煤炭一直是中国的主体能源，占一次能源产量和消费量的70％和60％以上。
一、 煤矿智能化建设目标
采煤工作面智能化、掘进工 作 面 智 能 化、主／辅助运输系统智能化和通风系统智能化等是煤矿智能化建设的主要任务，也是煤矿智能化初级阶段的建设目标。
1.采煤工作面智能化。采煤机、液 压 支 架、刮板输送机等综采设备能够实现三维空间位置高精度监测、姿态精准感知、故障诊断与自动调直，并实现集中、就地、远程和协同控制，主要生产流程一键启停。
2.掘进工作面智能化。满足煤矿巷道安全快速的掘进需求，具备井下环境感知、精确定位、自主移动导航、定姿定形定向截割、多工序智能协同控制、数字孪生远程智能监控等核心功能，实现煤矿巷道探测、掘进、支护、清运快速协同作业。
3.主／辅运输系统智能化。主运输系 统 实 现集中控制，煤流运输线设备逆煤流启动，顺煤流停车，分析并调整工作状态，并实现无人值守功能；辅助运输系统具备煤矿井下高精度导航定位、深部地下受限空间内防爆运输设备无人驾驶、全矿井人员及物资智能调度等核心功能，实现煤矿物料标准化装载、智能化配送、自动化转运、无人化运输。
4.通风系统智能化。主要通风机具备无级调节功能，主要进回风巷间的风门实现自动控制和远程控制功能；主要通风机的正常启动、反风和风机切换实现一键式操作；主要通风机集中监控，不设专职司机，实行巡检制度，主要通风机房设图像监视；在线监测主要通风机的运行参数，相关数据可以存储、查询；局部通风机实现地面集控，煤及半煤巷局部通风机具备调速的功能。
二、煤矿智能化标准体系总体框架
1.智能化煤矿技术架构。智能化煤矿与工业互联网体系架构一脉相承,基于“全局优化、区域分级、多点协同”控制模式,针对煤矿特殊应用场景及工艺特殊要求,将煤矿生产、辅助运输、安全管控、综合调度、分选供应成为有机整体,打造智慧、高效、安全的煤矿综合生态。智能化煤矿基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成一个大数据应用中心、开发一个业务云服务平台,面向不同业务部门实现按需服务。
2.煤矿智能化标准体系框架。在分析煤矿智能化技术体系的基础上,梳理煤炭生产各环节智能化技术应用现状及趋势,构建煤矿智能化标准体系总体框架,包括通用基础标准、支撑技术与平台标准、煤矿信息互联网标准、智能控制系统及装备标准、安全监测及防控装备标准、生产保障标准6个部分组成。（1）通用基础标准主要规范煤矿智能化的通用性标准,统一煤矿智能化思想,为其他各部分标准的制定提供支撑。包括基础共性标准、设计类标准及评价类标准等方面。（2）支撑技术与平台标准主要针对煤矿云计算、大数据和人工智能等前沿技术在煤矿智能化中应用过程中具体实施方式进行规范,指导前沿技术在煤矿智能化应用中落地。主要包括标识解析标准、大数据平台标准、边云协同标准、软件平台标准等。（3）高效信息网络体系架构及关键技术进行规范。主要包括煤矿信息网络标准、煤矿通信网络标准、煤矿定位网络标准、煤矿信息安全标准等。
（4）智能控制系统及装备标准主要针对煤矿生产控制涉及的智能化关键装备及核心传感器等进行规范,包括综采工作面智能化系统及装备技术标准、综掘工作面智能化系统及装备技术标准、运输智能化系统及装备技术标准、供电智能化系统及装备技术标准、分选智能化系统及装备技术标准、煤矿机器人技术标准及新型共性关键传感器技术标准。（5）安全监测及防控装备标准主要针对井下环境、人员、设备安全监控系统及关键防控装备进行规范,包括地质环境监测技术标准、通防安全监控技术标准、电气设备安全监控技术标准、人员安全监控技术标准、应急管理与救援智能化技术标准等。（6）生产保障标准规范保障煤矿安全高效生产涉及的设备可靠性、生产决策管理规范等,包括设备可靠性标准、融合决策标准及管理类标准等。
三、煤矿智能化体系与机制建设
1.严谨全面的标准规范体系。煤矿智能化总体标准作为其他层面标准的统领和基础依据，界定了煤矿智能化标准的范围，为其余标准提供基础支撑；煤矿智能化评价标准作为煤矿智能化建设和煤矿信息化建设的查错依据和升级举措，用来评估煤矿智能化标准实施建设情况，保持标准体系的生命力；感知网络标准、传输网络标准、生产系统标准、信息资源标准和业务系统标准作为煤矿智能化建设的技术支撑标准和业务支撑标准。
2.安全可靠的运行保障体系。建立全面立体的安全防护体系和科学智能的运维管理体系，实现对煤矿智能化信息系统、人员、重大设备的多层次、全维度的安全防控，部署智能化运维管理系统，对建立完善的运维管理制度和运维反应机制，保障煤矿信息网络以及应用系统安全、稳定、高效、可靠地运行，十分必要。主要通过煤矿智能化综合协同管控中心的智能决策模型进行自动决策，保障矿井人、机、环、管全方位的安全，并通过反馈信息主动进行决策再优化。
3.统一完备的工作机制。建立集团统一领导、煤矿各级部门分工协作的工作组织领导体系，建立覆盖项目建设全过程的协调联动制度机制、项目管理制度，完善应用考核机制，推进形成煤矿智能化全集团“一盘棋”工作格局。（１）加强组织领导。推进煤矿智能化“一把手”负责制，成立煤矿智能化工作领导小组，统筹推进煤矿智能化建设。（２）明确职责分工。充分发挥业务部门在煤矿智能化建设中的需求引领和应用建设的主体作用，信息化部门会同支撑单位做好基础平台建设与技术保障。（３）完善项目管理。强化煤矿智能化建设相关政策法规支持，建立健全项目管理和专家咨询制度。完善项目建设组织机构，合理制定项目实施计划，加强风险评估和管控，确保全过程受控，严把工程质量。强化第三方测评、检验和评估在项目检查、验收中的作用。
4.创新实用的产学研用机制。培育专业化的技术研究团队，打造煤矿专业人才培养体系，加强各类先进技术攻关、融合与集成创新，建立开放的“产学研用”技术创新机制和产业生态，才能调动全社会力量共同参与煤矿智能化建设。（１）加强技术力量整合。推进部属技术支撑保障力量、教学科研力量整合，加强与相关领域国内外知名高校、科研院所及信息技术领军企业的长期稳定合作，弥补自身技术力量不足。（２）加强先进技术融合。促进云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联等新一代信息技术与煤矿智能化深度融合集成，开展新技术应用示范工程，推进军民融合。（３）加强专业人才培育。始终把提高全员应用能力水平摆在首要位置，不断提高领导干部运用数据分析问题、解决问题的能力，加强全员信息化素质培训教育，建设复合型、创新型核心人才队伍。
智慧煤矿建设是煤炭工业技术革命、产业转型升级的战略方向和目标，智能化开采是智慧煤矿的核心技术。必须牢牢抓住新一代信息技术带来的发展机遇，将数字矿山建设与煤炭安全高效开发和清洁利用技术创新、管理改革相结合，利用信息化、数字化、物联网、人工智能、大数据等新技术提升和改造传统采矿业，不断开创安全、高效、绿色和可持续的智慧煤矿发展新模式。
参考文献:
[1]王峰.煤矿智能化:煤炭工业高质量发展的核心技术支撑[J].煤炭学报,2019,44(2):349-357.
[2]王祥.煤矿智能化(初级阶段)研究与实践[J].煤炭科学技术,2019,47(8):1-36.