智慧礦山的建設(shè)與管理

賈文龍

摘 要：智慧礦山是在數(shù)字礦山的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，是未來(lái)礦山的發(fā)展方向。文章根據(jù)蔣家河礦深入剖析了智慧礦山建設(shè)的政策和技術(shù)現(xiàn)狀，分析了智慧礦山建設(shè)存在的問(wèn)題，提出智慧礦山建設(shè)技術(shù)，此外，還針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提出了政策建議。

關(guān)鍵詞：智慧礦山;建設(shè);問(wèn)題;管理;策略

1.智慧礦山建設(shè)的意義

到目前為止，采礦技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了原始階段——機(jī)械化階段——數(shù)字化階段，正在向智慧化方向邁進(jìn)。智慧化是礦山技術(shù)發(fā)展的最高形式，只有實(shí)現(xiàn)了智慧化、實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)場(chǎng)所的無(wú)人值守，才能極大地提高生產(chǎn)效率和安全水平，并從根本上實(shí)現(xiàn)安全礦山、幸福礦山、和諧礦山的目標(biāo)。智慧化是提高生產(chǎn)效率、保證安全的最好手段之一。礦山技術(shù)方面，近年來(lái)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在有的方面，已經(jīng)在國(guó)際上達(dá)到了領(lǐng)先水平。只要朝著智慧礦山發(fā)展，快速行動(dòng)，我們就可能搶占先機(jī)，整體上率先達(dá)到智慧礦山的領(lǐng)先水平。智慧礦山的建設(shè)，將可以達(dá)到下列目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)我國(guó)采礦技術(shù)和產(chǎn)品的智慧化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的大轉(zhuǎn)型、技術(shù)大提高。

蔣家河礦智慧礦山高質(zhì)量發(fā)展，能夠改變傳統(tǒng)資源型企業(yè)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的粗放局面，加快企業(yè)主動(dòng)轉(zhuǎn)型，建立以“知識(shí)、信息、人才”為驅(qū)動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展模式。因此，對(duì)于煤炭企業(yè)來(lái)說(shuō)，開(kāi)展智慧礦山建設(shè)具有重要的意義。

2.蔣家河礦智慧礦山建設(shè)背景

在過(guò)去近20年的時(shí)間里，煤炭行業(yè)作為傳統(tǒng)能源的代表，在信息化應(yīng)用中已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)展，將高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)裝備、管理融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)正成為越來(lái)越重要的發(fā)展趨勢(shì)。2016 年 11 月，國(guó)土資源部發(fā)布了《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020 年）》，明確提出未來(lái) 5 年要大力推進(jìn)礦業(yè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新，加快建設(shè)數(shù)字化、智能化、信息化、自動(dòng)化礦山。

蔣家河礦建設(shè)以《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》為綱領(lǐng)，貫徹落實(shí)國(guó)家發(fā)改委、能源局等八部委《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》等相關(guān)文件，推廣應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、智能裝備等，減少危險(xiǎn)崗位人員數(shù)量和人員操作。推動(dòng)礦山企業(yè)建設(shè)安全生產(chǎn)智能裝備、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控、隱患自查自改自報(bào)等安全管理信息系統(tǒng)。推動(dòng)企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)升級(jí)。推進(jìn)煤礦安全技術(shù)改造;創(chuàng)建煤礦煤層氣（瓦斯）高效抽采和梯級(jí)利用、粉塵治理，大中型煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化和智能化融合等示范企業(yè)，建設(shè)智慧礦山。

3.蔣家河礦智慧礦山建設(shè)

3.1智能化采煤工作面建設(shè)

煤礦綜采工作面采用液壓支架電液控制、遠(yuǎn)距離供電供液、圖像視頻遠(yuǎn)程跟蹤、可視化遠(yuǎn)程控制等先進(jìn)技術(shù)，搭建采煤工作面千兆通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)工作面綜采設(shè)備進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)與集中控制，實(shí)現(xiàn)割煤、推溜、移架、運(yùn)輸?shù)裙に囘^(guò)程智能化，各設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中、就地和遠(yuǎn)程控制，采煤機(jī)、液壓支架、刮板機(jī)等實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制和流程啟停。

3.2智能化掘進(jìn)工作面建設(shè)

地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、圍巖完整穩(wěn)定的巷道，推廣應(yīng)用掘、支、運(yùn)三位一體高效快速掘進(jìn)技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)戎悄芑B續(xù)平行作業(yè)，緩解礦井采掘失衡、掘錨支失衡造成的生產(chǎn)接續(xù)問(wèn)題。地質(zhì)條件一般，圍巖完整性和穩(wěn)定性較差的巷道，采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)的方式，應(yīng)用綜掘機(jī)、綜掘機(jī)載錨桿鉆機(jī)、連續(xù)轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)等成套裝備，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化作業(yè)。圍巖堅(jiān)硬的巖石巷道，采用大功率巖巷掘進(jìn)機(jī)、錨桿合車(chē)、連續(xù)運(yùn)輸機(jī)等成套裝備，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化、自動(dòng)化運(yùn)行。

3.3推進(jìn)煤礦采掘工作面少人化

樹(shù)立“無(wú)人則安，少人則安”的理念，通過(guò)煤礦智能化采掘工作面建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)煤礦采掘一線(xiàn)少人化，實(shí)現(xiàn)“減人、降本、提效、保安”。煤礦薄煤層和一次采全高智能化采煤工作面（工作面及進(jìn)、回風(fēng)巷超前支護(hù)段內(nèi)）工人數(shù)減少到9人以?xún)?nèi);綜采放頂煤智能化工作面、充填工作面（工作面及進(jìn)、回風(fēng)巷超前支護(hù)段內(nèi)）職工人數(shù)減少到 16 人以?xún)?nèi);智能化掘進(jìn)工作面（從掘進(jìn)迎頭至工作面回風(fēng)流與全風(fēng)壓風(fēng)流混合處）職工人數(shù)減少到 9 人以?xún)?nèi)。其他采掘工作面必須滿(mǎn)足《煤礦井下單班作業(yè)人數(shù)限員規(guī)定（試行）》有關(guān)要求。

3.4智能化生產(chǎn)輔助系統(tǒng)建設(shè)

應(yīng)用視頻監(jiān)視、智能監(jiān)測(cè)保護(hù)、自動(dòng)控制或集中控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦壓風(fēng)機(jī)房、變電所、水泵房、原煤主運(yùn)輸系統(tǒng)等固定場(chǎng)所和采掘配套運(yùn)輸設(shè)備無(wú)人值守或集中控制。選煤廠推行關(guān)鍵設(shè)備與生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的全系統(tǒng)、全流程智能化。對(duì)井下水、火、瓦斯、粉塵、頂板等災(zāi)害進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)、預(yù)警與防治的智能聯(lián)動(dòng)。

3.5智能化輔助運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)

積極推進(jìn)井下無(wú)軌高速運(yùn)輸圈、快速裝卸站和智能運(yùn)輸巡檢系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛精準(zhǔn)定位、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、語(yǔ)音調(diào)度、智能導(dǎo)航、安全預(yù)警、物流配送等全方位立體化管控，打造輔助運(yùn)輸連續(xù)化、通用材料運(yùn)輸集裝化、井下車(chē)輛調(diào)度智能化的礦井安全高效智能交通系統(tǒng)。

3.6煤礦安全生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)建設(shè)

推進(jìn)集安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售、物資供應(yīng)等為一體的煤礦安全生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)建設(shè)，推廣應(yīng)用井上下無(wú)線(xiàn)終端平臺(tái)，完善井上下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各自動(dòng)化、智能化子系統(tǒng)集中操作、集中監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)度。各煤炭企業(yè)建設(shè)安全、開(kāi)放、數(shù)據(jù)易于獲取與高效處理的智能化大數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)煤礦與上級(jí)集團(tuán)公司和地方煤炭監(jiān)管部門(mén)的信息互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)高效利用。

3.7煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用

加快推廣應(yīng)用巡檢、選矸等技術(shù)已成熟的機(jī)器人，持續(xù)推進(jìn)智能化減人、換人。逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、生產(chǎn)過(guò)程智能控制以及井下機(jī)器人協(xié)同智能操控。

4.智慧礦山的運(yùn)行管理

（1）智慧礦山日常生產(chǎn)管理。智慧礦山系統(tǒng)的綜合運(yùn)行，需要礦山管理人員與控制系統(tǒng)來(lái)指揮調(diào)度：①促使礦山的運(yùn)行與礦山的生產(chǎn)計(jì)劃相銜接;②調(diào)度中心，作為智慧礦山的“司令部”，指揮協(xié)調(diào)整個(gè)礦山的生產(chǎn)運(yùn)行;③負(fù)責(zé)智慧礦山系統(tǒng)的日常維護(hù)和升級(jí)工作，比如數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、維護(hù)和分析，軟、硬件設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和升級(jí)。

（2）智慧礦山的應(yīng)急管理。眾所周知，井下現(xiàn)場(chǎng)情況時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化之中，并且危險(xiǎn)源比較分散，規(guī)律也難以把握。在井下遇到突發(fā)事件，如水、火、瓦斯、粉塵、頂板等災(zāi)害時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)，最大程度地保證井下工作人員的人身安全。

（3）根據(jù)蔣家河礦實(shí)際情況，加強(qiáng)員工培訓(xùn)。通過(guò)有計(jì)劃、高質(zhì)量的項(xiàng)目培訓(xùn)工作，使企業(yè)管理人員、技術(shù)人員、一線(xiàn)工人在最短的時(shí)間內(nèi)了解、掌握該項(xiàng)目所涉及的相關(guān)技術(shù)知識(shí)及市場(chǎng)現(xiàn)狀，對(duì)智慧礦山建設(shè)現(xiàn)狀、技術(shù)架構(gòu)、關(guān)鍵核心技術(shù)、建設(shè)目標(biāo)等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)解讀。讓礦方快速熟悉工作面操作和軟件系統(tǒng)相關(guān)功能，掌握系統(tǒng)相關(guān)操作，從而保證項(xiàng)目的實(shí)際效果，提高礦方人員對(duì)新技術(shù)、新理念的認(rèn)可度，為全面實(shí)現(xiàn)智慧礦山打好基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)蔣家河礦經(jīng)濟(jì)效益的顯著提升。

5.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)智慧礦山建設(shè)的不斷推進(jìn)，未來(lái) 15～30年的發(fā)展，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算大數(shù)據(jù)、人工智能、無(wú)人或少人開(kāi)采等技術(shù)支撐下，新一代信息技術(shù)在礦區(qū)建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生巨大的引領(lǐng)效果，甚至發(fā)生顛覆性的變革，煤炭企業(yè)必將實(shí)現(xiàn)以信息化為核心的綠色智慧礦區(qū)高質(zhì)量發(fā)展，服務(wù)于全國(guó)甚至全世界。

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