建设数字矿山的核心技术是什么

“数字化矿山”(Digital Mine)或简化/简称为“数字矿山”，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，由计算机网络管理的管控一体化系统，它综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，使企业实现整体协调优化，在保障企业可持续发展的前提下，达到提高其整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。数字矿山的最终目标是实现矿山的综合自动化。

我的智慧，最重要的煤矿井下环境复杂，安全生产关键参数，如气体，温度，粉尘浓度不能是一个连续的实时监控，安全生产环境的变化，设备故障和人为因素引发的潜在诱因不能及时发现和治疗，使安全生产受到了严重的威胁。 WiSen系统的诞生可以提供有效的解决方案这个问题。 WiSen可配备不同类型的传感器和执行器，形成一个高度灵活，可靠的地下气体监测和人员定位系统，实现地下气体的运行状态，温度，湿度参数的实时测量和分析，粉尘浓度，并经由无线网络将数据传输到中央控制系统。这使得控制的实时监测表面的多个生产工作在广泛的领域，如情况及时发现潜在的危险情况。 ，WiSen保留可靠的数据，在控制系统中的下行通道，可自动调节的采矿设备和人员的控制，实现动态反馈，提高了生产效率。煤矿安全生产数据WiSen网络基础设施可以实现实时采集，存储和分析，这是可以改变的人工地下生产管理方法，依靠有线电话网络，以提高采集系统，自动化管理??水平，提高反应速度，降低事故发生率，提高生产效率，各级生产，管理人员实时全面地掌握井下生产的条件，并为生产管理和决策提供依据，并打下了坚实的信息基础建设数字矿山。若要WiSen的基础上，该系统还可以提供井下矿工的位置信息。通过连接WiSen，每个矿工井下作业成为移动探测器，位于其位置周围环境的实时信息可以被发送回地面控制中心的洪涝灾害，瓦斯爆炸，山体滑坡等生产事故，事件，由于强大的顽固WiSen无线网络的存在，人员的位置信息，还可以传送回地面和技术方便及时抢救。 Wisen使用无线传感器解决方案，在此应用程序中具有明显的优势，奠定了便捷的无线网络，无需人工干预自动组织，尤其是在的位置传输设备和人员的情况下，网络需要重新铺设，无线传感器可以自动调整网络结构，实现无缝的数据传输，有线传感器需要改变一个复杂的实体线拓扑结构，大大增加了系统成本的同时，也带来了稳定性，以减少风险。维护简单井下设备和人员的位置一般都比较分散在较大范围内的通信，通过有线，不仅增加了成本，以及引入不稳定的因素很多，如电缆自然磨损或人为破坏，电缆安装复杂的事件损坏的维修工程，往往需要更多宝贵的时间相比，无线传感器网络自组织属性框，方便。机械限制，少量的密封要求较高，和其他机械原因，不适合引进的有线电缆的应用，无线传感器网络可以填补了国内空白数据收集这一次。在某些场合，将出台干扰电缆过长的影响，电磁感应，感应电流，从而引入的干扰，测量数据异常的情况，严重损坏仪器，甚至危及工人的安全，和无线网络不存在此问题。这些独特的优势，所以WiSen的无线传感器网络在井下瓦斯监测人员定位领域具有广阔的应用前景。

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现代采矿科学技术发展很快，新的学术思想、理论、技术不断涌现，极大地拓展了采矿科学技术的发展空间。受国外发达采矿国家矿山信息化的影响，越来越多的中国矿业科技人员在思考如何推进中国矿山信息化改造与发展数字矿山技术，政府和部门也对数字矿山高度重视。

数字矿山是实现智能采矿的基础，而智能采矿是数字矿山发展的终极目标。两者的关系，表现为相互渗透、融合的有机整体。

目前，国际矿业科技的前沿是从自动化开采朝遥控采矿（remote  controlled ming)和无人采矿（hands-off ming)方向迈进。

美国、加拿大、芬兰、澳大利亚等矿业发达国家在数字矿山方面的研究起步较早,美国首先提出“数字地球”的概念,随后被许多专家学者引用。之后,世界上许多国家结合各自的实际,分别进一步提出了数字矿山的发展规划和建设目标。

加拿大已制定出一项拟在2050年实现的远景规划：即将加拿大北部边远地区的一个矿山建设为无人矿井，从萨德泊里通过卫星操纵矿山的所有设备，实现机械自动破碎和自动切割采矿。

芬兰采矿工业也于1992年宣布了自己的智能采矿技术方案，涉及采矿实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制等28个专题。

瑞典也制定了向矿山自动化进军的“Grountecknik2000”战略计划。

澳大利亚联邦科工组织（CSIRO)则开发了矿工人身安全定位与监测系统，该系统由控制装置、监测设备、网络灯标和矿工异频雷达收发机组成，具有无线通讯能力，即使在发生瓦斯爆炸等井下灾害之后仍能报告井下矿工的位置和安全状况。此外，还开发了一个名叫Numbat的遥控无人驾驶急救车，用于爆炸之后对伤员进行紧急抢救。

纵观矿业发展的大趋势，我国金属矿业面临三大发展主题：

坚持矿业的发展道路——绿色开发；

开拓矿业的前沿领域——深部开采；

走向矿业的未来目标——智能采矿。

“智能采矿”是当今世界矿业极其关注、并大力推进的一个具有时代意义的发展主题。20世纪人们还认为很遥远的事，如今已逐渐成为现实，并展现了美好前景。智能采矿是个渐进的发展过程，是矿业科技创新的重要方向，是矿业向知识经济过渡的产业形态，是21世纪矿业发展的前瞻性目标。

来源：迪迈  微信公众号

煤炭产业是同煤集团主业，更是企业发展的支柱与根基，能否做优做强煤炭主业关系着企业的发展大计。很长一段时间以来，尽管煤炭市场形势严峻，但同煤集团凭借70多年在煤炭开采方面的深厚积淀，以“36951”发展战略为引领，不断加大技术攻关力度，大力推广应用先进开采技术，全面提升标准化建设水平，加快推进煤炭产业转型升级步伐，在全省能源革命进程中作出了表率。特别是全国首个特厚煤层智能综放工作面在同忻煤矿公司建成，同煤集团从此开启了煤炭产业智能化发展的新纪元。塔山煤矿公司、麻家梁煤业公司等千万吨级现代化矿井紧随其后，相继上马智能化采煤工作面，并取得显著成效，使同煤集团智能化矿井建设步入了快车道，实现了从“出煤不见煤”向“采煤不见煤”的大跨越。

十年磨剑锻利刃

2019年10月26日，中央电视台在《新闻联播》中播出了一条塔山煤矿井下智能化采煤工作面的报道，对同煤集团煤矿智能化建设给予了高度评价。一石激起千层浪。很快，关于“国家‘十三五’ 科技 攻关项目——1500万吨级智能化放顶煤开采技术、装备及示范工程在同煤集团塔山煤矿公司8222工作面成功投用”的消息，就被央视《晚间新闻》《中国新闻》和《人民日报》《经济日报》等多家主流媒体宣传报道，同煤集团一跃成为全行业特厚煤层智能化开采的领跑者。然而，只有同煤人自己知道，在成功攻克井下煤炭智能化开采这一难题的背后，是十年如一日的 探索 与付出。

时间回到2009年，当时同煤集团建成了全煤系统第一个循环经济示范园区——塔山循环经济园区，正当全行业都为之赞叹时，同煤人心中却定下了更高的目标——向实现智能化开采、打造智慧矿山迈进。

作为行业领先的千万吨级矿井、塔山循环经济园区的支柱企业，塔山煤矿、同忻煤矿在同煤集团智能化开采 探索 道路上责无旁贷，必须先行先试。当时，这两座矿井所面对的特厚煤层开采在全世界尚属首次，在这样的背景下，要搞智能化开采困难可想而知。经过几年的钻研与摸索，到2014年，塔山煤矿在“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”项目上取得重大突破，跨出了向智能化迈进的关键一步。2016年8月，同忻煤矿再传捷报——国家发改委“千万吨级高效综采关键技术创新及产业化示范工程”项目在8202综采工作面成功投用，这标志着同煤集团首个具有智能化水平的生产工作面正式建成，为煤炭产业向数字化、信息化、智能化发展开辟了一条新路径。

技术攻坚再发力

如今，在塔山和同忻两座矿井，员工坐在调度室里操作采煤机开采煤炭早已不是新鲜事儿。煤矿工人“坐在办公室采煤”的夙愿变成了现实，这一切都得益于近年来同煤集团在 科技 攻关上的大量投入。

特别是2018年，同煤集团新一届领导班子上任后，进一步明确了“ 科技 创新能力就是核心竞争力”的理念，仅2018到2019年，全集团共投入科研经费10多亿元，先后获得省部级科学技术奖50项，其中5项还荣获中国煤炭工业科学技术一等奖，参与和承担了3个国家 科技 重大专项项目，获得国家专利授权138项，其中特厚煤层智能放煤技术、小煤柱开采技术、煤矸精准识别技术、国产采煤机惯导技术等更是填补了国内煤炭行业技术空白。这些成果为同煤集团加快推进矿井智能化建设奠定了坚实基础。

去年，塔山煤矿承担了国家“十三五”资源领域重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”项目研究。项目以千万吨级特厚煤层智能化综放开采为核心，以“智能群组放煤机理－智能放煤方法－煤矸精准识别技术－智能放煤控制技术及装备－工程示范”为主线，旨在全面攻克“特厚煤层运移和冒放理论与自动化放煤机理研究、特厚煤层采放协调智能放煤工艺模型及方法、特厚煤层综放开采煤矸精准识别技术、综放工作面智能化放煤控制关键技术与装备、特厚煤层智能化综放开采成套技术装备及示范工程”5个课题。其中，自动化放煤系统、基于高光谱及音频振动的煤矸识别样机、国产采煤机惯性导航系统、顶煤厚度测量装置几项关键技术目前已开始工业试验，并达到了预期效果，为同煤集团智能化开采技术向更高水平跨越创造了有利条件。

升级提效 蹚 新路

智能化综采工作面究竟怎么样？实际效果最有说服力。

从第一个工作面建成到现在，同忻煤矿公司在5年时间里，已经先后建成了5个智能化工作面，完成了从1.0到10.1的智能化升级，现在正在开采的8102智能化工作面，是同煤集团首个双侧临空小煤柱工作面，高集成度、全自动的智能化水平，使该工作面员工人数进一步减少到6人，并创造了同忻煤矿稳装质量最优、效率最佳 、智能化程度最高、安全最有保障的 历史 最好纪录。随着智能化水平的不断升级，同忻煤矿公司由传统每年人均生产330吨煤，提升至464吨，原煤回采率提高了20.8%，仅去年一年就增加收益2.964亿元，实现了效率、效益“双提升”。

现在，“安全、精准、高效”已成为同煤集团上下对煤矿智能化综采工作面的共识。塔山煤矿、同忻煤矿在智能化建设中收到的实效也让其他生产矿井紧随其后，加大了智能化工作面的建设力度。从今年开始，同煤集团在智能化建设过程中捷报频传：3月15日，挖金湾煤业公司智能化综采设备联合试运转成功，并在4月30日投入生产；8月29日，晋华宫矿智能化综采设备联合试运转成功；9月12日，麻家梁矿智能化综采设备试运转成功；9月20日，马脊梁矿智能化综采设备试运转成功，与此同时，燕子山矿智能化综采设备也已准备就绪，正在紧张有序地进行最后调试。到今年年底，同煤集团将有10个智能化工作面同时进行生产，智能化工作面占比将达到13.6%。

相信随着矿井智能化工作面建设不断加速，同煤集团智能化水平将大幅提升，一座座本质安全型智慧矿山将会遍布同煤大地，在未来更加激烈的能源产业竞争中取得先机，为加快全煤行业转型升级蹚出一条新路。（文/刘振华 兰培德）

什么是智慧矿山：

智慧就是对事物能迅速、灵活、正确地理解和处理的能力。

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

1.智慧矿山的基本构架

智慧矿山包括了矿山的各个方面，按照通常的划分方法，可以分为三个方面，就是智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术与后勤保障系统。

1.1智慧生产系统

包括智慧主要生产系统和智慧辅助生产系统，智慧主要生产系统包括采煤工作面的智慧化和掘进工作面的智慧化，对于煤矿来讲，就是以无人值守采煤掘技术为代表的智慧综采工作面和无人掘进工作面。对于非煤矿山来讲，可能是以智慧爆破采矿为代表或者以自动机械采矿技术为代表的无人采矿工作面和无人掘进工作面系统。

1.1.1智慧主要生产系统包括：

1.1.1.1智慧采煤工作面方面可以分为：

智慧薄煤层无人工作面系统、智慧中厚煤层无人工作面系统、智慧综采放顶煤无人工作面系统、智慧充填开采工作面系统等。

1.1.1.2非煤矿山智慧采矿工作面

智慧任务爆破爆破采矿方面和智慧无人机械开采工作面。

1.1.1.3智慧掘进工作面主要有：

智慧机械无人掘进掘进工作面，和智慧炮掘无人工作面。

1.1.2智慧生产辅助系统

就是以无人值守为主要特征的智慧运输系统（含皮带运输、辅助运输）智慧提升系统、智慧供电系统、智慧排水系统、智慧压风系统、智慧通风系统、智慧调度指挥系统、智慧通讯系统等。

1.2智慧职业安全健康系统

近年来，我国矿山安全水平已经获得了巨大提高，安全管理的目标也从“减少事故，减少死亡”，提高到“洁净生产，关爱健康”的高度。从对于职业生命的关注，上升到对职工健康、幸福关爱。矿山的职业健康与安全包含了环境、防火、防水、等多个方面，子系统众多包含如下子系统：智慧职业健康安全环境系统，智慧防灭火系统、智慧爆破监控系统、智慧洁净生产监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员监控系统，智慧通风系统、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统，智慧应急救援系统，智慧污水处理系统等等。

1.2.1智慧技术与后勤保障系统

为了煤矿生产安全提供技术保障和支持的系统，我们称为保障系统。保障系统分为技术保障系统、管理和后勤保障系统。

智慧技术保障系统是指地、测、采、掘、机、运、通、调度、计划、设计等的信息化、智慧化系统等。

智慧管理和后勤保障系统，智慧化的矿山管理后后勤保障系统，是指针对矿山的智慧化ERP系统、办公自动化系统、物流系统、生活管理、考勤系统等。

智慧矿山的主要特点

2.1“无人”是智慧矿山的最高形式

智慧矿山的显著标志就是“无人”，就是开采面无人作业、掘进面无人作业、危险场所无人作业、大型设备无人作业，直到整座矿山无人作业。整个矿山的各个方面都在智慧机器人和智慧设备下操作完成。

2.2智慧矿山建设的阶段性

2.2.1矿山技术发展的阶段性

矿山技术的发展大体经历了四个阶段，就是原始阶段--机械化化阶段--数字化信息化阶段--正在向智慧化阶段迈进。

一、原始开采阶段：人们主要通过手工和简单的工具稿刨、锨挖进行矿山的采掘活动，生产主要靠人力，效率极低。

二、机械化阶段：矿山在采掘、运输、提升、以及生产辅助方面采用大量机械设备和爆破施工，生产效率得到大大提高，矿井用人数量大大减少。

三、数字化信息化阶段，计算机技术的飞速发展，给传统的产业的发展带来了巨大机遇，“用信息技术改造传统产业，提升传统产业实现跨越式发展”也成为国家的战略，煤矿开展的“两化融合”、“三网合一”等工作就是这一阶段的的典型代表。从字面意义上来讲，数字化简就是将“书面”信息转变成电子信息数字信息；信息化主要是解决数据传输、数据呈现问题。

四、智慧化阶段，当前发到国家在各个领域都快速的向智慧时代飞进！尤其在军事领域，例如无人飞机、机器战士，无人战车等等。

智慧就是具有人类一样的思维能力，就是可以代替人处理复杂的工作，就是“无人”，智慧矿山能够主动的感知、自动分析、并能够正确快速地处理的矿山系统。

信息化数字化与智慧化的区别标志就是是否实现了“无人”。

2.2.2 智慧矿山发展的阶段性

智慧矿山的发展是是一个不断进步的过程，而且随着科技水平的提高，智慧化的程度也将不断提升。

我们认为智慧矿山的建设可划分为四个阶段。

一是单个系统、单项技术的智能化，实现一个系统、一个岗位的“点上的无人”。

二是多个系统的智慧化，实现部分系统的集成，实现”面上的无人”。

三是实现“一个矿井的无人”。就是井下生产、安全、后勤系统的全面无人。

四是实现“矿区系统的无人”。实现包括矿井生产安全、洗选、运输等矿区一级系统无人作业。

在此条件下，随着技术的进步，各个环节的无人技术还将不断进步和优化，达到更高的效率。

3.我国智慧矿山建设的基础与现状

3.1 智慧无人开采技术的现状

引进了一些国外的无人采面工作面系统，代表煤矿是

2000年铁法小青矿、2003年马兰、2005年大同引进DBT刨煤机自动工作面。2005年神化神东公司先后建成榆家梁煤矿哈拉沟半截深、补连塔全截深工作面。

自主知识产权的研发，山西科达自动化等公司为代表的国内厂家，积极投入无人采面工作面的研发，取得可喜成绩，已经有十多个工作面装备。

存在问题，一是我国煤矿地质条件复杂（例如具有特厚、厚、中厚、薄煤层等不同条件），需要针对不同地质条件研发不同的设备，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。

在非煤矿山方面，主要采用爆破采矿技术。实现智慧化的方向应该是智慧无人爆破系统和智慧机械开采两个方向。

3.2 智慧无人掘进技术的现状

当前岩石掘进作业生产线，煤巷综掘技术代表着掘进技术的现有水平。在智慧化方面，缺少无人掘进机械，也缺少无人爆破掘进工作面技术。但是，在掘进机的信息化、喷浆机器、智能爆破技术等方面具有一批新的成果。

3.3智能辅助生产系统的的现状

辅助系统的智慧化工作，近年来发展迅速，无人排水系统、无人供电系统、无人皮带集中控制系统、无人压风系统、无人提升系统、主风机无人系统等在一些煤矿安装使用。山东能源集团等在矿井调度指挥、通讯方面进行了智能化建设，实施了“e”矿山工程、矿井“一卡通、物联网”工程，在通讯技术方面，装备了井下无线通讯、有线通讯、广播通讯以及井下千兆光纤环网通讯系统。山西、河南、安徽等省，以及神化、中煤等大型国有煤矿也推出了一些智能辅助系统。

3.4智能职业健康与安全监控系统的现状

一、智能激光感知技术，由激光驱动的传感技术，实现了现场无电无人工作，无电传输，免维护。是传感技术的革命性进步。

二、智能二氧化碳防灭火系统，在易操作性，防灭火效果等方面大大超过了氮气防灭火技术。

三、智能爆破技术，依照本质安全理念，智慧控制的理念，实现了对爆破全过程的自动监控自动控制，实现了“爆破本质安全，不安全就不能爆破”。数码雷管技术、智能炸药技术也取得了快速发展。

四、无线传感与物联网技术，物联网就是一种基于无线传输、自动组网技术的传感器组合系统，传感器的无线化和自动组网功能大大提高了安装使用的效率和适应性，为监控数据的获取传输、利用，提供了更加方便的技术手段，开拓了更加广阔的空间。

五、智能清洁生产技术方面，主要发展了智能防尘技术，包括注水技术和设备、净水技术和设备、喷雾添加剂、风流控制技术、粉尘监控技术等等，对于综采、综掘、普掘、普采作业工作面的防尘、降尘、除尘都产生了非常好的效果，使煤矿的生产安全环境由重污染，快速向洁净生产方向转变。六、智能冲击地压防治技术，冲击地压是最近几年才越来越突出的一种灾害，在山东等开采深度大的矿井引起了多起事故。在这方面，一方面引进波兰等一些国家的先进技术，另一方面北京科大、山东科大、中国矿大等，做出了深入的研究，形成了基本成熟的理论体系模型和相应的监控系统，正在使这一新的灾害获得控制。

七、智能人员监控技术，正在发展的精确定位系统，将改变现有人员管理系统定位不准或者不能定位的缺点，扩大人员管理系统的应用范围。

八、智能通风系统方面，在自动风门、主扇风机变频自动控制、局扇自动控制、通风参数监测、通风网络自动解算和整个系统自动控制等方面，都进行了一些深入研究，其目标就是实现全矿井通风系统的智慧化，无人值守，自动调节。

九、智能水害监控的技术，有水文监控系统、水害探测系统、自动排水系统等进步。

十、智慧视频监控系统，发展了基于无线传输的系统、光纤数码传输系统、海量图片的储存识别系统，并向高速摄像、自动脸谱识别方向快速发展。

十一、应急救援智能化、通讯、人员探测等技术方面也有较好的发展。

十二、在环境保护方面，快速发展了污水处理、矸石处理、除尘等技术。

十三、在安全距离智能监控方面，正在向自动实时监控、自动成图方面发展。

3.5智能技术、后勤保障系统的现状

矿山的保障系统我们认为有技术保障、后勤保障等方面。在技术保障方面发展了地测、通风、设计、供电等软件管理系统，后勤方面有财务管理、设备管理、库房管理等等多个系统。但是，缺少对全部信息的综合分析处理系统。例如将现场采集的数据与已有的数据进行的综合分析处理，拿出处理意见，并实施处理。

智慧矿山建设的任务

智慧矿山是矿山技术发展的根本方向。适应了世界科学技术发展的潮流和方向。在当前世界经济危机深重，我国全力应对危机，调整经济结构的形势下，推动矿山技术的智慧化，一方面，为众多的设备制造厂商指明了技术进步和产品转型的的方向和时机。另一方面，也为矿山技术发展指明了方向。

智慧矿山建设当前的主要任务有三个：一是，组建全国智慧矿山产业技术创新战略联盟（简称智慧矿山联盟）；二是确立智慧矿山框架，明确现阶段的关键技术难题并组织攻关，并建设若干个全国性的智慧矿山示范样板，推广智慧矿山技术；三是，建立智慧矿山技术标准体系。

4.1组建全国性智慧矿山技术创新产业联盟，引领智慧矿山的产业发展

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，结合我国矿山多样化的实际，没有一个政府部门能够领导智慧矿山的工作，只有组建产业联盟，结合矿山、研发、设备制造、大学与科研单位、银行与投资公司、媒体、协会、政府（安全生产监管总局、煤监局、科技部、工信部、发改委、教育部等）等多方力量，实现“用、产、学、银、媒、会、府”用一条龙，才能更好地、更快的促进智慧矿山的建设。建立全国智慧矿山产业联盟。

智慧矿山包含了矿山的数十个方面的智慧化，是一个非常庞大，意义深远的浩大工程。智慧矿山的建设，必将极大的促进我国矿业技术的提高，为国民经济建设作出巨大贡献，甚至为人类的进步作出很大贡献。如此浩大的工程需要千千万万的人员、机构积极参入，需要各行各业的人员参入。建立全国联盟的方法，是当前形势下的一个最好方法。

联盟应该设立顾问委员会、专家委员会、理事会、秘书处、协调处等常设机构。同时，要针对不同的子系统设立工作组或者技术组。联盟的设立将带来如下优势：

一、政府支持优势，国家和各级政府明文确支持联盟工作。联盟在向国家申报项目时具有很大优势。并且有关政府部门在联盟里是顾问。

二、银行信用优势，各大银行公开表示优先给联盟信用贷款，联盟的信用指标，联盟成员可以分享。

三、技术优势，联合了国内绝大部分研究单位和生产研究单位。

四、综合公关优势，联盟内部分工合作，利于综合公关。

五、标准制定优势，国家标准管理部门和标委会是联盟成员单位或者个人成员。

六、推广优势，联盟大，有标准在握，煤矿就是联盟成员，推广能力巨大。

七、人才优势，联盟内部具有大量的德才兼备人才，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，并自办媒体。有利于宣传。

九、价格与采购优势，联盟可以打包集团采购，有利于降低成本。矿山是联盟的成员，根据联盟章程可以优惠10%。

4.2确立智慧矿山框架，明确现阶段的关键技术难题并组织攻关，并建设若干个全国性的智慧矿山示范样板，推广智慧矿山技术

通过多年的建设，矿山在智慧生产系统、智慧职业安全健康环境系统、智慧保障系统，形成了一定基础。当前的主要方向和课题是：

一、智慧主生产系统方面，重点是方向：一是，提升现有智慧无人采煤工作面(厚、薄、中厚煤层、充填开采等）智慧化水平，制定标准并实现技术、生产、使用管理的标准化，快速在全国推广。二是，智慧机械化掘进工作面，加快智慧化综掘技术研究，提高自动化水平，实现无人值守。三是，提升智慧普掘工作面（面对大量的普掘面，不能实现机械化的现实，要必要开展普掘面智慧化研究，实现安全）、四是，非煤矿山以智慧爆破为主的智慧采矿技术。

二、智慧辅助生产系统方面，提升排水、供电、通风、运输、提升、压风等辅助生产系统的无人值守的可靠性，制订相应的技术、生产、使用管理的标准，使技术快速在全国推广。

三、智慧职业安全健康环保系统，推动以安全和洁净生产，关爱健康为目标的有关系统建设。在激光传感器技术、物联网技术，二氧化碳防灭火技术、智慧爆破监控系统，智慧防尘监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员精确定位系统智慧通风系统方面实现通风系统的自动分析和自动调节、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统实现对人员的自动识别等。

四、智慧保障系统方面

智慧技术保障系统发展三维系统和智能化系统，智慧经营管理和后勤保障系统发展智慧化、自动化、一体化。

4.3建立智慧矿山技术标准体系

将先进企业的标准升级为国标（行标），进而推动全行业的技术水平，这在发达国家已经成为惯例。在智慧矿山建设方面，我们也要借鉴这一成熟的经验。

智慧矿山的标准体系，包含两类。一类是对整个矿井的智慧矿山系统标准，一类是子系统标准，每一类都要包含技术标准、应用标准。

在对整个智慧矿山系统方面，应该分不同的矿种、不同的采矿条件建立不同的标准。

例如，对于煤矿来讲，要建立智慧薄煤层开采矿井系统、智慧厚煤层放顶煤开采系统，智慧中厚煤层开采系统、智慧普掘普采开采系统等系统，其中的智慧辅助生产系统许多东西可以统一，智慧安全环保系统、智慧保障系统应根据开采条件和自然条件等条件选择。

对于智慧金矿系统，智慧铁矿（磷矿）系统等也要建立标准体系。

对于子系统的标准，应该集合最先进的厂家的标准升级而成，成熟一个做好一个。

5.智慧矿山建设中注意的几个问题

5.1矿山的智慧化是一个不断进步的过程，这就像人类的智慧的发展是一个不断提高的过程一样。智慧矿山的建设过程是一个科技创新的过程，科技创新既是生产力、生命力、也是驱动力。因此，智慧矿山建设不能一刀切，要根据矿井的条件不同、技术水平不同，发展智慧化技术，只要能够通过智慧化实现提高效率、促进安全、促进管理就要发扬。

5.2 智慧矿山技术的发展可以按照三个阶段进行，近期（2-3年内）可以实际应用的技术作为第一阶段目标，中期（5年左右）可以应用的技术作为第二阶段目标，长期（10年左右)可以应用的技术作为长期目标。制定规划和方案是，按照实现的容易程度进行划分，便于技术的快速推广应用。

5.3智慧矿山系统技术的发展，主要立足于自主产权技术，也不能拒绝外来先进技术和经验。

总之，智慧矿山是矿山技术的发展方向，智慧矿山技术的发展，一方面为我国矿山设备制造业提供了大好的时机，从而快速实现技术的跨越，成为引领世界采矿技术的排头兵；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。杜

数字矿山自下而上可分为以下七个主层次：

(1) 基础数据层。即数据获取与存储层。数据获取包括利用各种技术手段获取各种形式的数据及其预处理；数据存储包括各类数据库、数据文件、图形文件库等。该层为后续各层提供部分或全部输入数据。

(2) 模型层。即表述层。如空间和矿物属性的三维和二维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实动化模型等。该层不仅将数据加工为直观、形象的表述形式，而且为优化、模拟与设计提供输入。

(3) 模拟与优化层。如工艺流程模拟、参数优化、设计与计划方案优化等。

(4) 设计层。即计算机辅助设计层。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。

(5) 执行与控制层。如自动调度、流程参数自动监测与控制、远程操作等。该层是生产方案的执行者。

(6) 管理层。包括MIS与办公自动化。

(7) 决策支持层。依据各种信息和以上各层提供的数据加工成果，进行相关分析与预测，为决策者提供各个层次的决策支持。

按功能划分，数字矿山包括六大类系统：数据获取与管理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、管理系统、决策支持系统。其中数字开采系统是核心系统，也是效率和效益的主要创造者。

纵观煤矿行业，发展智能化是大势所趋。在全国工业制造业智能化的浪潮下，煤炭行业作为我国重要的能源行业，其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。从实施细则陆续出台，可以看出国家和煤炭、科技行业均对煤矿智能化重视程度很高，推进力度很大。

煤矿市场空间巨大，供给产能难以覆盖需求增长。从智能化煤机制造企业的调研情况来看，当前供给端产能跟不上需求的增长，可以预见的是煤机智能化生产制造将迎来一轮爆发性增长期。

将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智慧煤矿管理系统。实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全、管理等过程的智能化运转。

智慧煤矿管理系统我以我擅长的可视化管理角度给大家看个案例，通过主观视角去充分理解只会煤矿管理的优势和前景。

选煤厂 3D 可视化

搭建选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景，将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合，构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。全方位推动选煤厂精细化管理工作，实现减人增效的目的。

整体场景采用航拍建模方式获取，利用飞机或无人机搭载多台传感器，对选煤厂进行拍摄采集，快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的内业处理操作，最终获得三维模型。航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息，可以准确地和 GIS 匹配。

和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路，让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游，Hightopo在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定，给用户呈现选煤厂重点发展区域以及智能化发展成效。

主厂房设备监控系统通过 3D 效果，1：1 制作 3D 可视化仿真互动模型，并将重介洗煤工艺流程整合融入，将原煤进行洗选加工和综合处理的全过程信息监控。

系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据，当点选不同楼层设备时，自动弹出设备多重信息，创建多参数实时在线监测。

数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据，管理人员可通过此功能，进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。

通过 2D 和 3D 无缝融合，搭配数据面板以及动画驱动制作了蓄水工艺可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。蓄水工艺包括蓄水、加药搅拌（添加絮凝剂）、放水、泵体放水等操作的演示，营造具有真实沉浸感的体验。

压滤车间负责压滤处理煤泥、回收分离介质水，压滤机负责处理浓缩机底流。传统的压滤生产主要依靠人工操作，需人工查看并判断压榨程度，工作效率低下，产品水分无法得到保证，存在液压系统破损或压滤喷料伤人的安全隐患。

搭建的压滤车间可视化管理系统，通过引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原，可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开，即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。

实时监测系统内压滤机状态信息，包括松开、压紧、进料等各进程状态，打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管，降低岗位巡检工的劳动强度，方便生产监管。

三维仿真的选矿场景，其中包含：选矿漫游（选矿工艺流程）、全场漫游（场景绕场查看）、浓密机和球磨机的启停动画演示、选矿设备的单独查看。当然也支持定制哦~

选矿工艺动画过程，从矿石破碎到筛分再到磨矿、分级等一系列作业的漫游动画，支持拉近视角近距离监控选矿的每一步作业。

搭建 3D 轻量化大型智慧矿山解决方案，根据矿山现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料还原外观建模，围绕以数字化开采、高速掘进、智能通风排水供配电、筛煤工艺等内容为主体的三维立体可视化管理系统。

场景初始化后，界面通过自由视角、固定路线对矿山全场景空间进行巡检式漫游，在路径中展示设备及系统信息，漫游线路的制定着重凸显核心区域或智能化发展区域，为用户呈现矿山整体面貌、重点发展区域及智能化发展成效。

实现交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

针对控制中心页面的建设，运用丰富的可视化图表和动画效果，集成供水、通风、运输、掘锚机运作及井内三维漫游画面，形象的对井下多元应用场景进行详尽的数据解释；可融合智能感知设备数据，实现对矿井的生产环境、工作视角、设备分布、工艺流程、产量走势、巷道划分、设备运行实时状态的真实复现，达到矿井上下透明化管理的目的。

三维立体的巷道监管效果，有利于改善矿山环境及工程实施设计，能将巷道工程变迁情况客观无误的记录和展现。可视化巷道的搭建由点-线-面-单个巷道-多个巷道过渡延伸。点击按键可随意切换工作区视角和井内视角，方便运维人员从不同角度观察到每条巷道的名称、视点位置、设备分布及对应的数据。巷道内部漫游设有前进、倒退等功能，易于实时了解视点位置。此外，增添聚光灯的设计会让巷道整体更加真实，仿佛身临其境。

相较于传统静态模拟图式的通风机房在线监控系统，3D 可视化通风系统能更加生动形象的展现在人眼前，使其内容具有可读性与可控性。两侧 2D 面板数据提供重要运行参数的实时变化和历史趋势查询，提供自定义趋势查看、数据分析、曲线对比等功能，点击场景中的设备可显示设备属性信息。对于超限时状态设备进行及时报警，在短时间内为运维人员提供所需信息要素，提升运维监测效率。

压风自救装备系统在正常生产运作时，可为井下开拓掘进工作的风动工具提供压缩空气动力，满足井下岩石巷道掘进及煤巷支护之需；当发生灾变事故时，工作人员可进入自救装置，打开压气阀进行避灾自救。

将矿井压风系统与 3D 可视化进行有机结合，可对井下用风情况准确掌握。系统将根据设定的井下各指标阈值，自动调整空气压缩机的启动关停、倒机、负荷调控，确保井下恒压供风。健全矿井紧急避险系统的日常维护水平，加强抗灾救灾能力。

为完善瓦斯抽采流程的标准化，可通过可视化系统实现对瓦斯抽采泵、放空管闸阀、管道总闸阀、高低负压闸阀等设备的远程遥控监测。根据井下监测到的抽采泵站工作状态、瓦斯浓度、气体流量、工序能耗等信息通过抽采管路实时上传到监控设备中，提供瓦斯的精准研判，为下一步科学优化抽采设计提供准确分析。

当发现异常测点时，系统将启动自检诊断功能，对危险管段进行迅速定位诊断。在提高瓦斯抽放参数测量的准确性和安全性的同时，还能起到矿井上下全覆盖监测的作用，为矿井“提浓提效、高效抽采、安全生产”奠定基础保障。

通过引擎强大的渲染功能，真实还原采煤机井下运动工况的行进效果，利用可视化图表将采煤机运行的关键数据进行直观呈现。设有记忆割煤、滚筒换向、自动往返及故障诊断的联动控制功能，针对采煤机故障诊断提供切实的数据依据，加速扼杀故障的萌芽。通过地面调度室即可远程遥控操作，由此达成井下少人化作业，加大煤炭资源的开采效率，为采煤机的高效安全生产奠定基础。

针对环境态势、掘采进度、设备运作、工况状态等信息进行高精度实时监测，赋予数据空间属性，使复杂因素可视化。形成一套可被洞察的参考数据，为开采作业监管提供强有力的决策支撑。

随着国家环境保护力度的持续加大及能源消费结构的转型，正倒逼煤炭产业必须走绿色智能的清洁化生产之路，图扑智慧矿山可视化解决方案恰到好处的助力实现低碳循环发展：将各生产线的控制集中于此，各生产环节信息共享、横向协作，辅助运维人员构建自主感知、智能分析、科学决策、集约高效的数字化矿山。

比较垃圾，院（队）址在长治。山西省长治市城西北路49号。

山西省煤炭地质114勘查院原来叫“山西省煤田地质勘探114队。114勘查院隶属于山西省煤炭地质局，组建于1954年3月。

114勘查院是一支具备煤炭地质勘查甲级资质的科技型、专业化地勘队伍，在煤炭、石油、水源、金属、煤层气、基础工程、地质灾害等各专业领域均具有设计、施工和报告编制等综合能力。

地质勘查：煤炭矿产勘查 煤层气勘查 水文地质勘查

工程地质勘查 环境地质勘查及相关地质科学研究

钻探工程：固体矿产钻探 煤层气钻探 石油钻探

水源水井钻探 工程钻探煤层气固井

物理勘探：二维、三维地震勘查 瞬变电磁法勘查

多参数综合测井 煤层气测井

测量测绘：大地测量 工程测量 GPS定位

数字矿山：数字化地质报告 数字化矿井地质信息

数字化成图

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