华晋焦煤公司沙曲一号煤矿 山西省吕梁市 033306
摘要：目前我国传统的矿山企业在进行现代化信息建设时缺乏标准，且各企业之间没有形成信息共享，阻碍了矿山企业的现代化发展。针对智能矿山建设问题，简单分析了智能矿山建设体系，并对智能矿山建设要点进行了详细探讨，以期为促进我国矿山企业智能化建设提供参考。
关键词：智慧矿山；现状；技术
引言
智能矿山建设是在数字矿井建设的整体框架下，采用国内外先进的技术和装备，借助大数据前沿技术，使得“人、机、料、法、环”互联互通，精确分析，精准指导，建成一个能用、实用、管用、高效运行的智能化矿井，实现矿井“管、控、营”一体化及安全可靠化、管理高效化、成本最小化、效益最大化。面对矿山智能化建设的增速，目前煤矿已经积累了大量生产及管理数据，但存在数据标准不统一、信息孤岛严重、数据管控体系不完善、数据共享和有效利用程度低等挑战。为了有效挖掘数据，找到数据潜藏价值，本文建立了智能矿山大数据体系，深度挖掘数据价值，实现数据价值共享，为安全生产提供决策依据，推进煤矿智能化进程。
1智慧矿山现状
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。世界能源格局及现实的经济社会需求决定了在未来相当长时间内，煤炭仍将在世界能源结构中占有较大比例，仍将是中国的主体能源，难以被取代。利用科技的进步消除煤炭生产、利用的环境负效应，实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭利用的发展方向，并且传统产业模式也亟待变革。目前，国内智慧矿山的建设现状很不乐观，基本上处于一种相对盲目的状态。具体表现为，首先企业对自身智慧矿山建设的程度和目的没有清晰的认知。其次，从一开始，顶层缺乏统一合理的设计与规划，导致矿山在进行信息化建设时，缺乏相关标准的约束和指导，这就造成建设的系统之间互通性差、重复性高、实用性低以及不成体系。
2智慧矿山关键技术
2.1推动自动化采煤技术应用
在矿山建设过程中，通过近几年来自动化设备和机械化设备的不断投入，在采煤过程中已经逐步实现了自动化控制，有些企业已实现了智能化控制的采煤系统。自动化采煤是将采煤设备和控制系统有效连接，控制系统根据采煤实际工况下达指令，控制采煤设备自动运行，实现自主采煤。矿山企业要推动自动化采煤技术应用，还要不断完善地质层识别技术、记忆切割煤技术及遥感控制技术等。
2.2智能矿山可视化平台
为了使智能矿山表达更清晰，使用者体验感更强，为决策提供更加形象的指导画面，建立智能矿山可视化平台，运用三维建模、动画模拟、智能图形图表、大屏幕场景漫游等技术，对平台数据进行可视化展示，对异常数据信息智能分级、预测预警。数据可视化技术是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，大量数据集构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以从不同维度观察数据，从而对数据进行更深入的分析。数据可视化技术根据其可视化的原理不同可划分为基于几何的技术、面向像素技术、基于图标的技术、基于层次的技术、基于图像的技术和分布式技术等。这些技术允许利用图形、图像处理、计算机视觉及用户界面，通过表达、建模及对立体、表面、属性及动画的显示，对数据加以可视化解释。智能矿山可视化平台主要包含展现解析引擎、可视化设计器、展现画面及可视化控制器：①展现解析引擎。
包含展现描述文件格式定义、开发展现描述文件解析引擎等工作。②可视化设计器。包含有界面框架、图形画面编辑、画面预览、数据绑定、指标维护、样式设置、版本管理、属性设置等功能。③可视化展现端：利用解析引擎输出展现画面，具有接受交互控制的模块，开发适配大屏、桌面、移动和触摸屏的展现适配器。④可视化控制器。需开发类似ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ备注演示模式的控制端，具备传递交互控制功能。
2.3综采工作面智能化
建设综采工作面智能化建设包括工作面巷道集控中心智能化建设和工作面智能化建设２个方面。工作面巷道集控中心智能化建设主要完成工业网络搭建和集控室软硬件建设，实现采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、液压支架、泵站、组合开关、移动变电站集控，以及矿压、采煤机位置及割煤刀数、煤流运输等数据的跨系统多维度分析。工作面智能化建设主要实现液压支架自动化跟机和采煤机自主割煤。液压支架自动化跟机通过自动识别采煤机位置，触发液压支架跟机程序，实现自动拉架、推溜和伸收护帮板功能。采煤机自主割煤是基于人工智能的预测算法，通过安装在采煤机机身上的位置传感器、采高传感器和俯仰摇摆传感器，以及十二工步割煤工艺逻辑控制，实现采煤机自主割煤。
2.4智能装备与智能机器人的定向开发
以上智能化升级蓝图构架，只是围绕生产工艺主链条的一些措施及方案，通过不断完善实施，实现原有固定司机岗位及各级调度指挥岗位的无人化。在实际生产中，这部分岗位人员虽然重要但占比并不是很高。因此，在加紧建设智能矿山主构架的同时，还要不断完善配套主工艺链的其它子模块及辅助生产模块的智能化建设工作，要将整个工业作业环境均纳入到统筹考虑范围之中，将原始的点巡检、各类配套主工序的准备型作业、补给、定期或不定期的处置型作业、环境保持，甚至部分有固定流程式的检修作业，均应不断探索并完善其智能化水平，在解决好相关问题后，才能真正做到区域无人或少人化作业。在具体实施过程中要按照实际需求，逐步配置或定制开发智能采矿装备及采矿专用机器人，逐步实现将重复性高、作业量大和风险性高的作业工序，利用人工智能来进行替代，从而在降低既有职业病及人身伤害风险同时，进一步做到减员增效。
2.5供电智能化建设
煤矿变电所已实现无人值守。五盘区变电所引进轨道式智能巡检机器人，按预设时间定时巡检变电所各高压柜运行状态及周围环境，解决固定视频监控死角问题；可与自动化系统联动，当某台高压柜发生故障时，机器人自行移动至柜前进行巡查；可对高压柜合闸操作人员进行人脸识别确认，代替传统的操作票制度；可对高压柜操作情况进行视频录像，在员工因操作失误造成事故后，可查看监控视频进行追查；监测到环境气体超限时，可自动切断供电电源。
2.6矿用单兵音视频监控
矿用单兵无线音视频监控系统具有无线通信、移动漫游、实时音视频传输等特点。其可将前端单兵采集的图像实时传送到指挥中心，实现对现场情况的全面掌握和控制。除可用于矿井的日常巡察，特别适合于突发事件的现场应急指挥以及需要临时取证的特殊场合，是一款用于应急排障、设备查看、调度查岗、安全巡检、抢险救援、现场取证等的多用途理想系统。
2.7智慧矿山平台应用
智慧矿山平台搭建后可应用于矿山安全生产及日常管理的方方面面，基于本平台搭建后的相关实践经验，对其部分应用场景进行简要介绍。一是智慧矿山生产管理，根据井下采、掘两大工作主线，通过大数据融合及分析计算，对生产全过程进行实时监控及协同控制，如根据顶板条件控制采煤机割煤速度、割煤高度、移架方式等，根据井上下煤仓容量自动调整
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