内蒙古福城矿业有限公司
摘要：煤炭是推动我国社会和经济不断前行的重要资源，近年来，智慧矿山建设和智能化开采引起了广泛关注。在大数据和新型互联网技术的支撑下，煤矿开采工作正朝着智能化方向不断推进，智能化手段在煤矿开采中得到了广泛应用，这不但提高了煤矿开采的效率和安全性，同时也促进了我国煤矿事业的可持续发展。鉴于此，文章首先分析了智慧煤矿建设的基本原则，然后对智慧煤矿建设的主要路径进行了研究，以供参考。
关键词：智慧煤矿；原则分析；建设路径
1智慧煤矿建设应遵循的基本原则
煤矿智能化是指煤矿开拓设计、地测、采掘、运通、洗选、安全保障、生产管理等主要系统具有自感知、自学习、自决策与自执行的基本能力。煤矿智能化是一个不断发展的过程，智能化程度也是一个不断进步的过程。在建设智慧煤矿时，应坚持一下方面原则：（1）坚持理念创新推动、技术创新支撑。理清发展思路、创新发展模式，加强产一学一研一用的协同创新，深入开展煤矿智能化基础研究，加快技术与装备短板的攻关和标准体系建设，提高煤矿的智能化技术保障能力。（2）坚持以网络融合安全、信息互联互通、数据共享交换、功能协同联动实现煤矿物联网的全部功能。在煤矿智能化建设顶层设计中，应遵循“打通信息壁垒”、铲除“信息烟囱”、消除“信息孤岛”、避免“重复建设”的技术思路，遵循煤矿开采规律，实现人工智能与采矿工艺、技术、装备的深度融合。
2智慧煤矿建设的路径研究
2.1制定相关技术规范和标准
智慧矿山是两化深度融合的必然产物，智慧矿山的建设涉及到诸多行业、部门和企业，是一个不同步发展的渐进性过程，跨领域、跨部门的协作成为必然。为探寻智慧矿山的最佳解决方案，要打破行业壁垒，集合高校、行业协会、研究院所、厂商、煤矿等为主体，开展产学研用协同创新，制定必要的标准和技术规范。优先制定顶层设计、关键技术相关的标准和规范，主要包括智慧煤矿指标体系及评价标准、智慧煤矿架构及数据交互规范、智慧煤矿智能决策平台及架构设计规范等。
2.2智能化煤矿装备研发
智能化煤矿装备的研发是实现智慧煤矿的基础，是实现“机械化换人、自动化减人”科技行动目标的保障。要实现煤炭的智慧化开采，需要对智能化综采装备进行深入的研究，除了对供电、运输、排水、通风、压风、瓦斯抽放、洗选等辅助系统的改造升级，实现辅助系统的智能化、自动化集中控制，实现机械化换人、自动化减人，还要实现顺槽支护自动化，工作面采煤智能化。重点开展工作面智能化超前支护装备及辅助作业平台、无人工作面巡检机器人、基于多信息融合的煤岩界面实时识别技术与装备、智能化快速掘进系统、设备状态监测与故障预判、无煤柱沿空留巷技术、瓦斯精准抽采、惯性导航控制技术、巷道支护等专项研究。通过对各装备机身增加环境、位置、姿态等传感器件，并加装执行元件，与其他各子系统进行数据互联，构建虚拟现实模型，实现智能定位、防碰撞检测、运行速度调节、故障预警、联动闭锁控制。
2.3大数据平台建设
大数据平台建设的现状及目标:我国煤炭行业的大数据目前尚处在探索阶段，要实现成熟应用还有很长的路要走。但是，随着物联网技术的迅猛发展，大量传感器将被应用，必将产生海量的数据，数据的规模效应给存储、管理及分析带来了挑战。根据一张图协同管理系统，结合矿区实际，完成可视化大数据平台方案的顶层设计，开展数据集成平台的研发工作，实现各矿井信息化、自动化和智能化系统的数据集成。
包括建设可视化大数据平台，建成公司级大数据指挥调度中心，直观展示各矿井的安全生产运行情况，实现公司对各矿井的统一调度管理，深入挖掘各类数据间隐藏的内外部关系，总结各系统数据的规律，为公司安全管理、经营决策等提供数据支持和建议。信息化、自动化和智能化系统的数据集成:对各矿井已建成的系统采用实时数据库、分布式存储、数据定向同步、数据库集群管理等技术，在确保不影响系统稳定运行的基础上，实现各系统数据的集成和同步。对于新建、升级和改造的系统必须严格按照公司信息化系统建设体系标准建设，规范数据格式，为可视化大数据平台建设奠定数据基础。可视化大数据平台:采用可视化、物联网、云计算、WebService等技术，建设可视化大数据平台，实现对信息化、自动化和智能化系统的充分集成。通过平台数据仓库对各系统数据按照制定算法进行计算和分析，对未来安全生产和安全的发展以及可能遇到的问题进行预测(实现产量预测、成本预测、井下环境预警等)，为安全管理、决策、预警等提供数据支撑。
2.4智能调度及物料流规划系统
由于露天煤矿开采工艺的特殊性，露天矿山智能调度及物料流规划系统，需考虑矿山开采条件和采运排生产系统作业环节，从时空上准确高效定位设备，充分发挥露天矿山自动化、智能化、信息化水平，实现露天矿山开采由劳动密集型向具有高科技特点的技术密集型转变。露天矿山智能调度及物料流开采系统充分利用智能感知、智能控制、物联网、大数据云计算等技术作为支撑，优化配矿算法、ＧＰＳ卫星定位、无线通信、智能调度算法、三维激光雷达卡车装载方量监测，主要从穿孔、爆破、采掘、运输、排土入手，通过对矿山岩性识别，实时调度定位采运排系统设备，对设备单位工程作业实时把控，抽取设备传感信息数据，结合优化矿山开采运输线路、三维地质模型信息，实时优化矿山开采进度计划，精准调度设备，优化运输路径，智能配矿配采，实现矿山开采成本控制、能耗控制、系统风险控制。露天矿山精准开采系统将各开采工艺环节有机结合，相互关联，综合分析调配，实现矿山精准开采。
2.5多源数据融合预警防控系统
目前我国露天煤矿数据仅仅停留在统计和查询层面，缺乏深层次挖掘，安全生产数据资源开发利用不足，通过接入露天煤矿多源数据（传感器数据、历史事故数据、视频数据、管理数据、气象数据），建立煤矿安全风险预警防控体系，构建一种数据驱动的煤矿综合风险预警分析模型，对煤矿海量安全生产数据进行分析研判，找出事故发生的区域性、季节性、周期性、关联性等规律特征，实现对露天煤矿精准管控、精准生产、精准施策提供科学决策的需要。多源数据融合的风险预警与防控系统，包括数据融合平台，可提供数据处理分析模型中所需的企业相关数据平台，能够根据标准规范进行抽取、清洗、转换，最后形成数据处理分析模型数据库，形成一套数据清洗整理体系，前期数据通过采集、清洗、反馈、修改、再次采集数据循环，逐步提升数据质量。将煤矿安全生产数据进行云平台接收、选择、存储，不断优化露天煤矿风险预警指标，应用贝叶斯、主成分分析法、基于博弈—可拓理论、ＢＰ神经网络等数据算法，进行预警分析模型的构建。利用深度学习不断优化预警分析模型，利用知识图谱，分析各类指标关联性，实现对煤矿整体风险综合研判。同时，根据风险信息情况，构建预警专家处置库以及预警物资管理库，实现露天煤矿实时动态风险预警研判，预警处置信息综合调度。
结语
综上所述，智慧煤矿建设是一项极其复杂的系统工程，需要经过漫长的发展过程，需要各级部门和各单位达成共识，通力协作。智慧煤矿的建设，必须在制定相关技术规范和标准的基础上，用好各种新技术，研发智能化装备，构建大数据平台，探索智慧决策应用模型。智慧煤矿的发展必将改变现有的开采方式，不断开创绿色、高效和可持续的煤炭发展新局面。
参考文献:
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[2]谭章禄.智慧矿山系统工程与关键技术探讨[J].煤炭科学技术,2014,42(4):79-82.