1.神东煤炭集团高端设备研发中心 陕西榆林 7193152.神东煤炭集团补连塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017209
摘要：社会的不断进步使得人们对生活水平的要求越来越高，人们已经基本满足了自己的衣食需求，所以对生活的安全性的要求也提高了，但是矿区工人的工作环境并不安全，他们希望能够通过智慧矿山物联网技术提高自己工作的安全性，让工作变得更加智能化、科学化。矿山资源在我国占有重要的地位，但是现如今的矿区安全技术比较差，安全事故经常发生，矿山井下定位技术是智慧矿山物联网技术中的一个重要组成部分，这样就可以减少安全事故的发生。鉴于此，本文主要分析煤矿智慧矿山建设策略。
关键词：煤矿智慧；矿山建设；策略
1、引言
社会的不断进步使得人们对生活水平的要求越来越高，人们已经基本满足了自己的衣食需求，所以对生活的安全性的要求也提高了，但是矿区工人的工作环境并不安全，他们希望能够通过智慧矿山物联网技术提高自己工作的安全性，让工作变得更加智能化、科学化。矿山资源在我国占有重要的地位，但是现如今的矿区安全技术比较差，安全事故经常发生，矿山井下定位技术是智慧矿山物联网技术中的一个重要组成部分，这样就可以减少安全事故的发生。
2、智慧矿山的相关概述
2009年，智慧矿山这一词语应运而生，其主要是对职业健康与安全、生产、后勤保障、技术等进行高速处理、自动分析和主动感知的无人矿山。智慧矿山系统主要有四大部分构成，一是智慧职业健康与安全系统；二是后勤保障系统；三是智慧生产系统；四是智慧技术。不同系统所发挥的作用也具有差异性。在智慧矿山系统中，智慧职业健康和智慧生产系统属于最基本的框架。
相对数字化矿山、自动化矿山而言，智慧矿山更加先进，是新时代的产物，也是煤矿开采行业日后发展的主要方向之一。智慧矿山涉及到了多个学科，不仅有着超高的技术性，而且呈现了较强的实践性。
3、煤矿智慧矿山研究现状
根据我国煤矿的现状来看，在以前，经常发生比较严重的事故，造成了大量的人员伤亡。后来，矿山事故逐渐减少，特别是2011年以来，很少发生重大的事故，这与物联网技术的应用脱不开关系。随着信息化时代的到来，矿山的管理以及生产等正在趋于智能化、信息化以及专业化。如今，大多企业主要对矿山系统进行数据采集，也就是对矿山周边的数据进行采集与整理，对环境和机器的运行提供一个精准的数据。其次，还会对设备运行的转台等进行实时监测以及对人员进行安全检测。最后，还会对一些关键的步骤进行辅助，比如，会对关键的信息进行提前的预警以及建立相关的救援措施，从而保证工作人员的安全。智慧矿山主要是基于物联网技术的支撑，能够实现对信息的精准采集。总之，智慧矿山的构建可以提升煤矿的生产和管理水平，使得矿山的采集效率提升，还可以对矿山中的隐患进行排除，从而保证工作人员的安全，为相关的企业创造更高的经济效益。
4、煤矿智慧矿山建设策略
将物联网、大数据、人工智能、云计算技术、5G和 Wi－Fi 6 等新技术与煤矿智能化装备深度融合，解决系统架构和互通、数据处理决策及高级计算问题，其研究及应用程度决定智慧煤矿的发展水平。
4.1、煤矿物联网泛在能力建设
主要是解决万物互联、矿山深度感知问题，具有协同管控、精确定位、组态与地理信息一体化的特点。根据矿井不同区域所涉及的不同特征环境、人员、设备等管控对象，深入应用物联网技术，对矿山 “人－机－环”所有对象及关键部件进行身份标识和状态感知，进一步实现煤矿泛在的感知和连接，从而驱动应用的单元智能，再通过云端的大数据和智能分析决策，有助于实现整体协同的煤矿智慧体系，最终实现任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。
4.2、大数据技术
由于大量传感器的应用必将产生海量数据，需要大数据技术进行存储、管理、分析。煤矿大数据技术需要设计一种能够容纳结构化、非结构化数据共同参与的分析平台，将传感器数据、监控视频流、人工产生的数据参与到大数据分析平台中，确保数据分析的全面性。同时，大数据的挖掘与知识发现是智慧煤矿的核心技术之一，需要充分利用大数据处理技术挖掘数据背后的规律，为安全生产、管理决策提供及时有效的依据。
4.3、人工智能技术
人工智能是近年来迅速发展的科技领域之一，能够进行计算、模拟仿真及自学习决策，主要是基于 GIS 的空间分析技术对煤矿 “人、机、环、管”进行协调优化，实现开采模式的自动生成和动态更新。人工智能技术应该重点考虑与矿山深度融合，包括设备感知层、数据支撑层、应用决策层，特别是如何将基于人工智能的故障检测、诊断及超前干预技术应用到机器人系统中，从而实现自行走、自学习、自干预的智能巡检机器人技术。
4.4、云计算技术
云计算技术在煤炭企业的深入应用，能够使得监控和传感数据得到高效流通与快速处理，进而使得管理人员能够实时快速应对煤矿生产、安全、管理、经营等各个环节出现的问题。煤矿企业大数据在云计算技术的支撑下，资源存储、传输、管理等将会带来更大的优势，智慧煤矿需要打造计算能力高且具有弹性的云计算技术。
4.5、矿用 5G 技术、矿用 Wi－Fi 6 技术
矿用 5G具有传输速率高、通话质量高、传输时延小等优点，但是存在系统复杂、成本高等缺点；矿用 Wi－Fi 6具有传输速率高、成本低、系统简单等优点，但是存在通话质量低、传输时延大等缺点。未来矿用5G、矿用 Wi － Fi 6 需要实现无线全覆盖矿井超过10km 的巷道，达到本质安全防爆、传输宜具有一定的绕射能力、工作频段不宜过高、抗干扰能力强、移动性要求低的特点。
4.6、推进智慧矿山新动能创新驱动
主要是以新技术、新产业、新业态和新模式为主。新技术是运用创新驱动发展技术，重点突破精准地质探测、智能快速掘进、重大危险源智能感知与预警、精确定位与数据高效连续传输、复杂条件智能综采、连续化辅助运输、煤矿机器人、井下数码电子雷管等。新产业主要是从原先的高耗能粗放式发展模式向高精尖智能模式转变，主要是借力 5G 网络、人工智能、工业互联网、大数据中心为代表的新基建技术，加强煤矿智能化基础理论研究，不断提高智能装备的成套化和国产化水平，促进我国煤炭行业加速转型升级。新业态和新模式是加快建设国家级重点实验室和工程研究中心，加快煤炭企业智能工厂和数字化车间建设，打造煤矿智能化技术创新研发平台，建成一批具备国际竞争力的智慧矿山（如图1所示）。
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图1 智能煤矿新动能创新驱动
5、结束语
新一代信息技术 5G 通信、工业互联网、区块链、新基建等的发展为实现煤矿安全、高效、绿色生产和科学化管理提供了支撑和保障。随着第四次工业革命浪潮席卷全球，新一代信息技术与能源矿山的深度融合，将为煤矿智能化和智能绿色矿山建设发挥越来越重要的支撑赋能作用。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。
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