煤炭工業智能化精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇煤炭工業智能化，期待它們能激發您的靈感。

篇1

煤礦智能化開發是煤炭工業技術創新的重要方向，也是煤炭工業轉型升級發展的必然要求。目前，煤礦智能化開發既面臨諸多機遇，也面臨嚴峻挑戰。

1、煤炭工業轉型升級發展的需要  在當前推動供給側改革和行業發展面臨困局的條件下，煤炭行業必須依靠科技創新走出一條轉型升級發展之路。煤炭行業要實施創新驅動發展戰略，推動煤炭生產、消費、技術和體制革命，加強國際合作，推動行業發展從高強度資源投入型、勞動密集型發展向資源節約型、人才技術密集型和兩化深度融合型轉變。隨著煤礦機械化、信息化和自動化程度的提高，通過持續提高煤礦開采技術裝備水平，實現煤礦安全、綠色、高效、智能生產是必然趨勢。

2、保障煤礦安全生產的需要   “減人促安”和“無人則安”被廣泛認同，通過提升煤礦機械化、自動化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生產效率的同時顯著提升煤礦安全生產水平。為此，國家安全監管總局組織開展了“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動，了《關于減少井下作業人數提升煤礦安全保障能力的指導意見》，在煤礦領域重點推動煤（巖）巷掘進機械化自動化、煤礦綜采工作面機械化自動化、煤礦井下輔助運輸自動化、煤礦生產保障系統智能監測控制，大力提高煤礦生產的“四化”水平，保障煤礦安全生產形勢持續穩定好轉。

3、煤礦高端技術裝備投入面臨困局    當前，煤炭總量控制取得初步成效，市場供大于求的態勢有所緩解，企業效益有所好轉。但是，我國煤炭產能嚴重過剩、供大于求的趨勢目前沒有根本改變，煤炭經濟低位運行的態勢短期內也較難改變，煤炭市場仍存在較大的不確定和不穩定性因素。煤炭企業在前期經濟效益普遍下滑虧損條件下，債務問題嚴重，資金周轉困難，科技投入難以保證，煤礦技術裝備的經濟性和實用性成為煤炭企業關注的重點。

4、煤礦智能化技術瓶頸仍待攻克    煤礦智能化技術裝備對煤層賦存條件要求相對苛刻，技術裝備適應性亟待加強。盡管近年來我國在井工煤礦智能化開發技術裝備領域取得較大進展，但仍然存在諸多技術瓶頸尚未攻克。如電牽引采煤機具備了遠程控制、溫度壓力監測和過負荷降速等功能，但在智能調高、自動化控制及可靠性等方面仍存在差距。液壓支架在最大高度、工作阻力等方面領先于國外產品，但可靠性和智能化水平仍與國外先進水平存在差距。巖巷掘進機機電一體化程度大幅度提升，但在硬巖截割工況識別、智能判斷、截割轉速和切深智能調速等方面還與現場需求存在差距。

二、煤礦智能化開發急需突破的核心技術

《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》指出，2030年要實現智能化開采，重點煤礦區基本實現工作面無人化，巷道集中控制，全國煤礦采煤機械化程度達到95%以上，掘進機械化程度達到80%以上。為確保規劃目標的實現，有必要針對井工煤礦開采的重點領域和薄弱環節開展技術裝備研發。當前急需突破的核心技術主要包括以下幾個方面：

1、信息精準感知技術   地質條件、開采條件、設備狀態的精準感知是實現煤礦智能化開發的重要前提，重點攻克地質掉件超前精細探測、開采條件實時預測與處置、設備位置及姿態精準感知等技術。

2、設備智能控制技術   工作面設備智能控制是煤礦智能化開發的核心，重點攻克液壓支架圍巖耦合自適應控制、煤巖界面智能識別、煤巖高效自適應截割、多機協同控制、故障智能診斷處理等技術。

3、穩定性可靠性技術    裝備運行的穩定性和可靠性是煤礦智能化開發的關鍵，重點研究關鍵元部件失效模式與故障機理，構建關鍵部件及系統可靠性評價體系，攻克關鍵元部件材料和制造工藝，為工作面自動化、智能化和無人化提供可靠保障。

篇2

【關鍵詞】 煤礦機械 現狀 機電一體化 智能化

在我國的能源結構中，煤炭資源仍占據相當重要的地位，在整個能源結構中約占60%，而且在一個相當長的時間內，煤炭資源將仍是我國能源消費的主要部分。2007年，我國煤炭產量為25.23億噸，盡管產量位居世界第一，但仍然出現煤炭產量相對緊張的趨勢，呈供小于需的現象，從而制約了我國國民經濟的發展。現以我國煤炭礦山機械設備為分析研究對象，分析煤礦機械設備使用、研發中存在的問題；根據煤礦機械設備使用、研發現階段存在的問題，指出煤礦機械設備的發展與展望。

1 我國煤礦機械的現狀

經過幾十年的發展，我國煤炭工業取得了長足的進步，且煤礦機械的制造、使用也取得了較大的成績。隨著經濟的發展和對煤炭資源的需求的增加，我國的煤礦機械逐漸暴露出很多不盡如人意的問題。

1.1 設備體積過大、笨重

體積大、重量大是煤礦機械設備最大的特點。以單體液壓支柱為例，每根重量在60～80Kg，體質稍差的工人單獨根本無法處理；而液壓支架、采煤機等大型設備更是在數噸以上。設備過于笨重，不但導致運轉不靈活，而且使設備的搬遷受到限制，從而限制生產能力的發揮。此外，煤礦機械還存在著能耗大、使用壽命短、國產化低等諸多問題。

1.2 適應性差

在我國礦山中，部分礦井實現了機械化采煤，但部分礦井仍采用放炮落煤，這不僅不利于煤炭塊度的保持且容易導致瓦斯、頂板事故的發生，對井下工人的生命安全也造成嚴重危害。糾其原因是因為煤礦機械對地質條件的適應性很差，地質條件稍有變化，現有機械化設備就無法展開使用，從而造成煤礦機械化水平的落后，制約煤礦生產能力的提高。

1.3 智能化低

當今世界是一個智能化的世界，各個行業的現代化、智能化都在不斷提高。但是，我國煤炭行業的現代化水平明顯滯后于時代的發展，特別是煤礦機械更是可憐，大部分機械設備仍是機械動力或機械控制，僅有少數小型設備實現了數字化和智能化，這必定成為制約我國煤礦生產能力提高的瓶頸。

1.4 生產能力受束縛

目前，我國煤炭產量已經達到了25.23億噸，但與滿足國民經濟發展需要的煤炭資源還有很大差距，而其中部分煤炭資源是礦井超產增加的產量；如按正常煤礦機械生產能力定產生產，則年煤炭產量將遠遠小于這一值。同時，在我國煤礦生產現場，單工作面產量500萬噸/年的礦井仍為數不多，這也多受煤礦機械設備生產能力的束縛所致。

2 煤礦機械目前發展面臨的問題分析

2.1 煤礦機械的自主研發能力仍然不夠強

我國是世界上生產煤炭資源的大國之一，但是我國也是煤炭資源消耗大國。因此煤礦機械的研發制造也應該隨之發展，為煤炭資源的有效開發利用提供強有力的后盾保障。但是我國煤礦機械制造規模雖然得以有效的擴大，但是競爭能力卻比較薄弱，仍舊有很多的核心技術依靠于國外的先進技術。我國具備自主知識產權和核心技術的產品仍舊很少，并且對引進的核心技術仍舊停留在基礎的模仿層面。沒有對引進的先進技術進行研究分析和研發應用，這就難以形成自主研發的良好氛圍。并且我國的制造工藝技術相對于發達國家來講相對落后，具備很大的發展空間，如果制造工藝技術能夠有效的得以提高就會大幅度提升煤礦機械的發展能力。

2.2 我國煤礦機械設施的主要性能指標仍舊比較落后

相較于發達國家對煤礦機械制造企業對基礎元件的理論研究，我國則只是追逐實際的應用技術對基礎的理論研究反而不重視，這就導致了在引進的核心技術應用上，我國煤礦機械也只是簡單的仿制外觀對其相應的理論基礎都視而不見，這就造成我國煤礦機械某些基礎原件可靠性不高，使我國的煤礦機械設備在安全可靠性和使用壽命上都存在極大的隱患并且難以滿足大型煤礦的生產效率的要求。

2.3 對煤炭機械企業的挑戰

進入21世紀，我國煤炭工業快速發展。煤炭工業是我國重要的基礎產業，我國的煤炭產量已是世界第一位，是煤炭生產大國，現在我國煤炭工業已具備了設計、施工、裝備及管理千萬噸露天煤礦和大中型礦井的能力。現代化綜采設備、綜掘設備和大型高效露天剝、采、運、支成套設備在大中型煤礦大量使用。據悉我國煤炭行業將對工業結構進行調整，大力整合、改造現有煤礦、關閉小煤礦、淘汰落后的生產能力，加快大型煤炭基地和現代化大型煤礦的建設，這為我國礦山機械企業的發展提供了良好的機遇。

煤炭開采主要工序：井下綜采重點設備-井下綜掘設備-全自動刨媒設備-礦井提升設備-露天礦井開采成套設備-煤炭洗選加工設備，顯示出對礦山機械的需求量很大。另外，隨著煤炭工業大力發展和推廣潔凈煤技術，煤的焦化、液化、氣化等二次轉化設備也必將得到迅速發展，開發研制大型煉焦設備、大型煤液化容器，大型煤氣化爐勢在必行。為此，礦山機械企業要抓住目前我國產業結構調整和企業深化改革之機，在國家政策的指導下加快礦山機械企業改組、聯合、兼并、破產、重組和股份制改革的步伐，組建以礦山機械制造企業為主體，有煤炭生產企業入股、科研院所參與的大型礦山工程裝備集團，形成具有制造和開發能力、工程成套能力、有創新能力的企業實體。把企業建成具有市場競爭能力和抗風險能力的現代化礦山工程企業集團，努力向煤礦提供成套設備，減少用戶的風險，為我國煤炭工業的發展做出積極貢獻。

3 機械設備的發展趨勢

提高煤炭產量，是我國國民經濟持續發展的需要；盡快實現煤礦現代化，是社會發展的需要；實現煤礦機械設備現代化、智能化是煤礦工人的熱切需要。因此，煤礦機械設備如何發展，成為事關煤炭行業興衰成敗的重中之重。

3.1 使用靈活化

礦山機械設備的靈活化是指機械設備的適應性強，一臺機械設備可以適應多種復雜的地質條件和礦井生產條件。如能夠實現礦山機械設備的靈活化，則賦存條件較差的煤礦的生產能力也將被極大挖掘，從而提高整個煤炭行業的生產能力。

3.2 功能綜合化

這里的綜合化是指機械設備功能的綜合化，即實現一臺設備多項功能的綜合。如煤電鉆功能與鑿巖機械功能的綜合、單體液壓支柱與頂梁功能的綜合等。實現機械設備功能綜合化，有利于節約人力資源、有利于提高設備的利用效率、有利于煤礦機械設備生產能力的發揮。

3.3 設備的國產化

煤礦機械經過幾十年的發展，取得了相當大的成績，常用設備基本實現了現代化。但是一個高精度、大能力、高技術的設備仍不能實現國產化，從而制約煤礦機械的發展。因此實現礦山設備的全部國產化也將是我國煤礦行業的發展趨勢之一。

3.4 煤礦機械朝著煤礦機電一體化的發展趨勢

隨著煤炭資源重要性的顯現，我國在提高煤炭產量的同時也要對煤礦機械設備進行相應的改善。就目前而言，傳統的煤礦機械已經難以滿足煤炭開采的需要，機電一體化在煤礦機械中的應用越來越顯現出了獨特的優勢，煤礦機械機電一體化的創新能夠大幅度的提升原有的煤礦機械操作水平，使煤炭資源的采掘、運輸都向機電一體化的方向發展，保證煤炭資源的開發能夠更加具有效率并且還能夠增強其安全保證。提高煤炭產量，是我國國民經濟持續發展的需要；盡快實現煤礦現代化，是社會發展的需要；實現煤礦機械設備現代化、智能化是煤礦工人的熱切需要。因此，煤礦機械設備如何發展，成為事關煤炭行業興衰成敗的重中之重。礦山機械設備的靈活化是指機械設備的適應性強，一臺機械設備可以適應多種復雜的地質條件和礦井生產條件。如能夠實現礦山機械設備的靈活化，則賦存條件較差的煤礦的生產能力也將被極大挖掘，從而提高整個煤炭行業的生產能力。

3.5 煤礦機械呈現智能化的發展趨勢

煤礦機械制造技術正在不斷的由傳統制造技術向先進制造技術發展，智能化的操作系統也是一門新興技術，其自身的優越性使其使用和發展領域在不斷的擴大，把智能化應用于煤礦機械也具有無窮的生產力，因此應該注重把這些新型科技有機的組合起來，保證煤礦機械的操作控制系統能夠更加精確和智能化，使煤礦機械設備能夠運行的更加協調，使其在煤炭資源的開采中得到有效的利用，在提高煤炭資源產量的同時還能大大增強其安全可靠性。這里的綜合化是指機械設備功能的綜合化，即實現一臺設備多項功能的綜合。如煤電鉆功能與鑿巖機械功能的綜合、單體液壓支柱與頂梁功能的綜合等。實現機械設備功能綜合化，有利于節約人力資源、有利于提高設備的利用效率、有利于煤礦機械設備生產能力的發揮。現階段，社會在飛速發展；各行各業都在迅速的實現現代化、智能化。煤炭機械也不例外，也應該緊跟時代潮流，盡快實現。

4 結語

隨著計算機和傳感器技術的推廣應用，新材料、新工藝的不斷發展，煤礦機械將向著大型化、智能化的方向發展。高新技術是煤礦機械的發展趨勢，技術創新是煤礦機械的生命。面對煤礦現代化、科學化生產的需要，煤礦機械將實現電子化、自動化成為有頭腦（計算機控制），有知覺（傳感系統），有血液（液壓系統），有心臟（驅動裝置），有骨骼（傳動、支撐機構）的機電液一體化系統。隨著科學技術水平的進步和國家對煤礦機械設備研發能力的投入的增大，煤礦機械設備的發展必將走上科學化的發展之路。

參考文獻：

[1]王增強.陜西煤炭機械裝備制造業發展現狀、機遇及展望[J].煤炭經濟研究，2010（05）.

篇3

關鍵詞：智慧煤礦；智能化開采技術；發展方向；經濟效益

1.引言

智能煤礦和智能采礦技術的出現可以顯著提高煤礦的開采效率，并解決采礦階段的一些困難。實際上，智能煤礦和智能采礦技術是將各種先進技術結合起來，以實現智能，安全，高效的生產方式，這是我國煤礦發展的主要目標。此外，智能煤礦和智能采礦技術的發展可以有效地控制煤礦的生產階段，識別和消除煤礦中可能存在的缺陷，從而減少了生產中斷的可能性和煤炭資源的浪費獲得良好的經濟效益并確保安全。

2.智慧煤礦分析

智能煤礦是我國煤礦發展的新局面，也是我國硬煤健康穩定發展的基礎。智能煤礦基本上結合了各種技術，以形成數據鏈路和數據中心的標準，完整而全面的感知系統以及強大的服務平臺。具體內容在下面進行了分析和詳細說明。（1）智能煤礦主要集成了物聯網、計算機、大數據和人工智能技術等先進技術，可以使煤礦的變化更加智能化和自動化，從而提高煤礦的效率。（2）現階段發展智能煤礦也符合我國的環境要求，有效地實現了環境友好的經營方式。此外，智能煤礦還根據實際采礦和生產條件創建了各種平臺系統，例如：綜合控制平臺、地下煤礦定位和導航平臺、礦井運輸信息平臺、視頻監控和3D場景平臺、災難意識和報警平臺、無人工作系統智能控制平臺等；每個系統都是在線的。這可以為各種任務的開發提供相對有利的環境。

3.技術發展

智能采礦技術包括許多要素，例如：精確定位系統技術、現場識別技術（如圖1）、數據分析技術、視頻監視技術等。因此，在智能采礦技術的發展中需要進行各種研究，綜合考慮塑造綜合發展并獲得良好的經濟效益。(1)精準定位系統技術在煤礦開采過程中，進行精確的定位工作非常重要，以確保按照生產計劃充分開發和實施安全開采。在煤礦中，由于煤礦環境復雜以及電磁信號的接收特性差，難以實現定位和導航。在精密定位系統技術的發展中，它主要是基于GIS定位系統來集成各種先進技術，例如：復雜磁場環境下的導航技術、本地定位和導航芯片技術、地下高速無線技術、精確的地下定位技術和地下障礙物的預防技術等可以使定位系統技術更加準確，確保各種煤礦開采作業的順利開展，并取得良好的經濟效益。(2)現場環境檢測技術由于煤礦所在地相對復雜，濕度恒定，這將對煤礦的發展產生一定的影響，甚至造成安全事故。但是，在智能采礦技術的發展中，通過在現場環境檢測技術中使用環境檢測、振動檢測等功能，可以將礦場的異常或危險點以及識別信息和數據快速加載到其中。因此，調度中心為提高煤礦企業的安全做出了貢獻。此外，環保意識技術的發展需要考慮工程功能之間的關系，以確保技術的準確性，并鼓勵將該技術應用于更具挑戰性的采礦環境。(3)數據分析技術數據分析技術是智能采礦的關鍵部分，因為智能煤礦由不同的平臺操作系統組成（如圖2所示）。因此，對諸如實際操作平臺和技術平臺之類的數據和信息進行分析非常重要。在應用數據分析技術時，主要是使用傳感器收集數據和信息以及確定數據分析的有用性。同時，利用此數據，可以有效地分析和提取煤礦開采的相關信息，并將其應用于煤礦開采，以確保煤礦開采的效率和實施智能煤礦開采模式。另外，通過使用數據分析技術，可以為相關人員執行各種任務，從而使工作相對方便，準確地了解采礦問題并及時解決，以確保各項任務的順利進行。(4)視頻監控技術盡管我國的煤炭開采業在發展過程中獲得了技術和設備方面的大量資金支持，但由于某些因素，仍然存在一些會影響生產效率的問題。但是，由于使用了視頻監控技術，指揮中心的閉路電視系統可用于實時監控煤層傾角的變化并隨時分析其結果，從而可以發現事故，處理并解決，以減少事故數量。同時，視頻監控技術的使用使了解煤礦的具體情況以及使用傳感器進行實時研究成為可能。如果情況需要，可以使用手動干預來有效解決問題。確保并提高生產效率，以此帶來良好的經濟效益。

4.發展的主要方向

發展智能煤礦和智能采礦技術的主要目的是將各種技術形式融入其中，逐步完善智能化，自動化采礦方式，取得良好的經濟效益和生產效率。以下是對智能煤礦和智能采礦技術發展方向的分析和解釋。（1）實際上，在智能煤礦和智能采礦技術的發展中，已經根據煤層的地質條件和現狀發展了相對較高的檢測技術、分析技術和監測技術。根據煤礦開采情況，制定采礦計劃，以確保所有任務順利進行。同時，使用各種先進技術可以有效降低成本，查明危險區域和生產缺陷，并避免各種異常現象。（2）針對特定，復雜的生產現象，可以自動識別智能煤礦和智能采礦技術，可以有效地實施統一的遠程控制操作，并可以加強不同國家的設備連接以提供情報。（3）使用智能煤礦和智能采礦技術還可以減少煤炭資源的大量消耗，實行環境友好的運營模式，并鼓勵煤炭工業呈現健康，可持續發展的模式。此外，在發展智能煤礦和智能采礦技術方面，可以相應地調整工地條件，及時糾正異常現象，減少事故發生次數，確保安全生產方法的實施。

5.總結

本文簡要介紹了智能煤礦的相關內容，并從不同的角度和方向分析和概述了智能煤礦和智能采礦技術的發展方向。以此證明智能煤礦和智能采礦技術是最重要的。采礦技術的實用性及其實際效果使該行業向環境無害和健康的方向發展，并取得了良好的經濟效益。

參文文獻

[1]王國法,杜毅博.智慧煤礦與智能化開采技術的發展方向[J].煤炭科學技術,2019,47(01):1-10.

[2]王國法,趙國瑞,任懷偉.智慧煤礦與智能化開采關鍵核心技術分析[J].煤炭學報,2019,44(01):34-41.

[3]王國法,劉峰,龐義輝,任懷偉,馬英.煤礦智能化——煤炭工業高質量發展的核心技術支撐[J].煤炭學報,2019,44(02):349-357.

[4]王國法,劉峰,孟祥軍,范京道,吳群英,任懷偉,龐義輝,徐亞軍,趙國瑞,張德生,曹現剛,杜毅博,張金虎,陳洪月,馬英,張坤.煤礦智能化(初級階段)研究與實踐[J].煤炭科學技術,2019,47(08):1-36.

[5]程建遠,朱夢博,王云宏,岳輝,崔偉雄.煤炭智能精準開采工作面地質模型梯級構建及其關鍵技術[J].煤炭學報,2019,44(08):2285-2295.

篇4

[關鍵詞]：煤礦數字化；發展現狀；關鍵技術

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

進入21世紀以來，信息技術的快速發展和浪潮般的推廣應用，為礦山企業帶來了機遇，也帶來了壓力。一方面，隨著礦產資源消費的急劇增長和開采加工難度的日益增大，促使采礦逐漸走向數字化和智能化；另一方面，隨著計算機技術、網絡技術、數據庫技術、自動化技術、傳感器技術、數字視頻技術和現代管理技術的發展，煤礦信息化正向信息擴展、高度集成、綜合應用、自動控制、預測預報、智能決策的方向發展。煤礦企業對信息化建設越來越重視，且大部分建設了以光纜為基礎的高速企業網，開發了管理信息系統、采礦生產運輸自動化系統、生產調度監控系統 與internet網對接并建立了網站系統。特別對于井工礦企業，如何去創新出自己的數字化管理之路，已經越來越成為一個重要和迫切的研究課題。

煤礦數字化簡介及意義

煤礦數字化，又稱數字礦山，是由數字地球的定義延伸而來，即在礦山范圍內以三維坐標信息及其相互關系為基礎而組成的信息框架，并在該框架內嵌入所獲得的信息的總和。煤礦所能獲取的信息可劃分為固有信息和動態信息2個層面，固有信息包括礦井原始數據(地質、測量、鉆孔)和煤層、圍巖、井巷等地質體空間信息；動態信息包括采掘、通風、運輸、供電、給排水等生產系統網絡及其裝備信息，生產過程中產生的信息(設備狀態、環境、人員)，專業分析輔助決策信息，生產經營管理信息。這些信息在煤礦地質勘探、規劃設計、建井施工、生產經營管理各環節中產生,具有持續產生、共享利用、多源異構的特征，所以分析礦山信息的構成、產生過程、獲取手段、表現方式,建立礦井基礎信息數據倉庫，開發數字礦山基礎信息平臺，實現礦井固有信息和內嵌動態信息的認知、獲取、表達、處理、共享、可視化、傳輸和使用等過程的數字化是建設煤礦數字礦山的主要內容，最終發展目標是實現礦山資源與開采環境數字化、技術設備智能化、生產過程控制可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策科學化。

數字化礦山建設過程是提高生產經營管理水平、轉換經營機制、促進管理現代化、建立現代企業制度、 提高經濟效益、 促進安全生產的完善過程；也是煤炭行業實現跨地區、跨行業和實施大集團戰略、走可持續化發展道路的技術保障。煤炭工業數字化建設， 可提高煤礦企業安全管理的預測預判和預防預控能力， 推動安全從靜態管理向動態管理、從被動管理向主動管理、從程序管理向工序管理的轉變， 是保障煤礦安全生產的必然選擇和重要途徑。

煤礦數字化發展現狀

我國的煤炭工業是國民經濟重要的基礎產業，但與國際上發達國家相比，我國煤炭企業普遍存在兩個方面的不足：一是煤礦總體裝備技術水平，尤其是系統的整體有效性、信息化水平不高；二是煤礦生產事故較多，造成國家財產和人民生命的嚴重損失。我國煤炭工業數字化進程起步較早，但 90 年代煤炭行業整體經濟效益下滑， 數字化進程極大受挫。隨著煤炭行業的復蘇，煤炭企業數字化意識有了很大的提高，數字化管理體系、信息安全體系逐漸形成，數字化技術創新進展較快，數字化基礎設施建設步伐加快。

從煤礦數字化的內涵和發展目標來看，實際上目前我國煤礦完全意義上的數字化還沒有建成，究其原因主要有以下幾個方面：（1）煤礦數字化是一個復雜的巨系統,涉及煤礦地質勘探、規劃設計、建井施工、安全生產、經營管理的全過程，許多信息需要持續利用共享，然而各環節信息化方式和水平不同，數據格式兼容性差，信息不能重復利用，信息孤島現象嚴重；（2）我國煤礦數字礦山仍處于初級發展階段，成熟的能夠統一管理和集成空間信息、實時動態信息和管理信息的基礎平臺還未見報道，分析原因主要與開發商所涉及專業有關。目前，直接推動煤礦數字礦山發展的相關專業開發商有3類：一類為煤礦地質測量系統開發商，他們從早期的矢量化成圖系統，逐步發展完善成具有煤礦專有功能的地質測量系統，有的還集成了一定的管理功能，這類開發商自稱是數字礦山的領跑者；其次是煤礦自動化系統集成商，他們從早期的煤礦安全監測系統，發展到今天集成的全礦井綜合自動化系統，將礦井各生產環節的實時信息掌握在手，這類開發商自稱是數字礦山的實踐者；第三類是煤礦信息管理的開發商，他們從煤礦辦公自動化、運銷、設備及勞資等管理模塊入手，將煤礦各業務科室的管理流程信息化。由于這3類開發商涉及煤礦不同的業務部門，各自所采取的技術路線、應用平臺千差萬別，造成目前各類系統難以整合、信息資源無法共享,很難形成統一的空間信息、實時信息和管理信息平臺；（3）在技術層面能承載數字礦山海量信息平臺的技術首選3DGIS，而3DGIS理論與煤礦對數字礦山適用性的客觀需求差距較大。數字礦山需要3DGIS作為框架支撐技術，而3DGIS技術只在三維可視化渲染引擎方面比較成熟，在通用的三維建模算法、三維空間分析、三維空間信息存儲引擎等關鍵技術方面仍在探究階段，通用的商用3DGIS平臺還沒有出現。但煤礦建設數字礦山不僅要求可視化地進行三維模擬和虛擬再現礦井生產環境及相關現象，更主要是能夠仿真化地模擬分析礦井采煤、掘進、供電、運輸、通風、給排水等生產系統運行過程和災變過程，實時采集相關環境與工況參數,按照各業務系統的運行原理進行空間分析，最后實現自動化地預警礦井災害和啟動安全預案，為安全生產起到真正的輔助決策作用，由此可見,3DGIS支持與實際需求有一定差距；（4）煤礦所處的環境復雜、不確定因素多、相關專業多、生產系統工藝復雜、技術設備智能化水平低、采掘現場的許多工況參數尚無法獲取,這些都制約數字礦山的發展。

從以上分析可見，我國煤礦數字礦山的發展并不是一朝一夕的事情，需要各專業協同發展，需要解決技術設備智能化、3DGIS支撐技術、不同來源信息的自動采集技術、多源異構信息的集成融合技術、三維建模及可視化技術、空間和屬性數據的集中或分布組織管理及共享技術、基礎信息的分析處理、基礎信息的工程應用等關鍵技術。這些技術發展并不平衡，有一個逐步發展的過程，所以數字礦山的建設也需要循序漸進地推進。根據煤礦客觀需求和當前技術水平，筆者認為構建以礦山空間信息描述為主框架，整合煤礦安全生產實時信息和管理信息的煤礦數字礦山基礎信息平臺是數字礦山發展之路的一個里程碑。制定數字礦山信息描述標準和面向第三方的標準接口已成為各類開發商的共識。

4技術路線

4.1信息規范和接口標準

數字礦山包含礦井范圍內所有信息的集合。其必是一個多源異構的集成平臺，研究平臺內信息的定義、描述標準和規范，以及各系統間的接口技術規范是數字礦山優先要研究的內容。因此，制定我國數字礦山的信息規范和接口標準是數字礦山健康發展的關鍵。

設備智能化

終端設備的智能化是指該設備具有完備的檢測( 設備的運行參數和空間位置) 和控制執行功能，并能通過接口與第三方進行信息交互，隨著技術的發展，礦井裝備智能化有了一定的改善，但總體水平比較低，礦井生產的主要設備如綜采和綜掘成套裝備的電控智能化只在電液控制方面有所突破，綜采工作面的采煤機、刮板輸送機、轉載機等主要設備智能化程度較低，相關工況參數難以獲取。主要設備的智能化是數字化礦山基礎。

高速傳輸網絡

由于煤礦生產包含采掘、運輸、提升、供電、通風和排水等多個環節，就決定了礦井監測、控制子系統異構的特征，集成和整合子系統需要統一的傳輸平臺，而可靠穩定的礦井高速網絡是傳輸平臺的首選。隨著信息技術發展，工業以太環網、無源光網絡 ( GEPON) 、SDH 等技術廣泛應用于煤礦，承擔礦井數據、圖像和語音的實時傳輸任務，但工作面、掘進巷道等地方是網絡覆蓋和高速接入的難點，這些地方恰恰是數字礦山信息的重要節點，高速接入、傳輸這些節點的信息目前是礦井高速網絡的短板。因此，礦井末端節點的高速接入和傳輸技術是數字礦山研究的重點，各種無線傳輸技術 ( WIFI、ZigBee) 、光纖傳感器網絡技術、專業現場總線技術的研究已成為研究的熱點。

多源異構數據的集成和共享

把不同來源的基礎數據通過XML、Web Services 等技術集成融合在煤礦數字礦山基礎信息平臺，通過建立基礎信息平臺數據中心的礦用對象管理中心，以礦用對象庫的形式共享空間數據和實時數據，供礦井可視化、各業務應用系統使

用。重點要解決數據的存儲引擎、數據的訪問機制問題。

4.5 基于3DGIS的礦井綜合信息管理平臺

數字礦山必須建立具有礦山特征的專業 3DGIS平臺，重點解決三維空間模型描述方法、三維模型數據存儲管理引擎、可視化渲染引擎、三維空間場景要素組織管理、模型交互編輯操作、通用基本要素建模算法、空間基本分析等技術問題。

首先應用三維地理信息技術建立的復合地質數據庫和礦井真三維空間地質模型建立生產管理信息系統、地質測量子系統、礦井三維空間地質建模、信息查詢及輸出模塊、采掘信息管理子系統、生產與礦井儲量分類統計數據輸出模塊、運輸及生產保障信息子系統。擬采取的技術路線為：①從礦區層面的地測空間數據入手，按空間數據的幾何特征和業務門類進行分類組合，并按國標和行業標準，建立統一的編碼系統。②根據業務門類或指定主題，按照“不重不漏、留有余地”的原則，規劃、構建礦區層面的數據倉庫。每一個主題可對應一個子倉庫，如地質、采礦、運輸及保障等，每一個子倉庫可與一個或幾個分布在各礦的操作型數據庫相連。③不論某空間要素分布在何處，也不論其原始記錄數字化與否，皆應通過信息平臺的構建，使每一個地測空間要素都對應一個體現上述綜合特征的標識碼。該標識碼及其對應的空間要素的所有信息可以分布式地存放在己有的操作型數據庫中，也可以存放在新建的數據子倉庫或礦區層面的數據倉庫中。④憑借數據倉庫特有的“向下探察技術”，首先要能夠根據標識碼從散布在數據倉庫里的海量數據中“找到”所需數據，然后通過適當的數據轉換機制“打開”該數據，使之能為特定的研究目標所用。⑤根據三維GIS理論和方法，運用空間分析、虛擬現實、WebGIS等技術，構建真三維空間實體模型，動態模擬地質體變化、采掘過程、運輸過程。⑥建立多維地測繪圖系統。⑦建立數據倉庫及處理結果的網上數據接口、界面，使用戶不僅能通過網絡實現二維或三維的顯示和輸出,而且可以借助多維地測繪圖系統實現快速成圖。

基礎數據專業分析處理

數據必須經過處理才能增值利用，所以數字礦山必須支持豐富的數據處理方法庫，一般處理方式有數據本身的統計分析、數據挖掘和專業處理分析。專業分析處理需要研究采掘、供電、運輸、通風、給排水等各生產子系統的工作運行原理，然后研究建立相關數學模型 ( 比如通風網絡解算) ，制訂良好的訪問接口，為其他應用系統服務。

業務應用系統開發

數字礦山通過開發豐富的業務應用系統體現其實用價值，業務應用系統開發需要研究具體業務的數據使用流程，對數據專業分析處理的時機、數據可視化的方式等，另外更重要的是要考慮用戶操作界面的友好性和功能的適用性，真正為輔助礦井的生產經營管理真正起到作用。

結語

綜上所述，數字礦山需要在企業高速網絡環境下建立一套集礦井基礎數據 ( 空間、屬性) 實時有效采集、準確傳輸、存儲管理、科學分析、可視化表現、自動化控制、智能化預警和信息反饋的礦井綜合自動化安全生產系統。需要建立以礦井監控數據、空間數據為基礎，以礦用對象庫為核心的統一的數字礦山基礎信息平臺，構建煤礦按生產系統劃分主題的具有完整內涵的煤礦數據倉庫；開發具有煤炭行業特征的專業化 3DGIS 支撐平臺，為基礎數據的組織管理和可視化提供機制和保證； 基于數字礦山基礎信息平臺開發以礦井安全生產、經營管理為核心業務的應用系統，但是，數字礦山建設是一個長期的實踐過程，不能單純完全依靠技術手段來解決一切問題，人與組織的參與同樣至關重要。其次，數字礦山建設必備的條件是人才的供給，所以人才建設也是數字礦山得以成功應用和實施的關鍵，總之，數字礦山建設是一個長期的過程，必須有強大完善的先行規劃，整體部署，分步實施，最終實現礦山資源與開采環境數字化、技術設備智能化、生產過程控制可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策科學化的發展目標。

參考文獻：

[1] 《地理信息世界》吳立新，地理信息世界編輯部

篇5

第一條為進一步推進全國煤礦智能化建設，貫徹實施創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，推動互聯網、大數據、人工智能與煤炭開發技術深度融合，助力煤炭工業高質量發展，根據《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》（發改能源﹝2020﹞283號、《煤礦智能化建設指南（2021年版）》及相關規定，制定本辦法。

第二條適用范圍：本辦法適用于國家級智能化示范煤礦進行驗收管理，也適用于其它智能化煤礦進行驗收管理。

第三條智能化煤礦必須滿足驗收標準中的必備指標，有任何一項必備指標不能滿足要求的，不能通過驗收。

第四條煤礦安全質量標準化考核為二級及以上，并且本年度內沒有發生過死亡事故的煤礦，方可申請智能化煤礦驗收。

第五條井工煤礦采用分類建設、分級達標的方法，將煤礦智能化建設條件分為三類，分別采用不同的驗收指標進行綜合評分驗收。露天煤礦、選煤廠根據技術工藝與應用效果進行綜合評分驗收。

第二章驗收程序與方法

第六條智能化煤礦驗收程序分為企業自驗收、國家驗收、綜合評審三部分。

第七條企業自驗收以企業為主體，由企業組織相關專業技術專家或委托第三方組織成立驗收專家組，專家組應涵蓋礦井各主要應用系統的相關專業，人數應不少于7人，根據礦井智能化建設類別及相關評價指標進行逐項驗收。

第八條企業自驗收應由專家組出具企業自驗收報告，企業自驗收報告應包括煤礦主要系統建設情況、礦井建設條件分類評價、礦井主要系統智能化建設與應用效果、效率與效益情況、智能化煤礦分級評價、存在的主要問題等，企業自驗收可以依據驗收標準對煤礦的建設現狀進行分級評價，企業自驗收報告應由專家組進行簽字確認。

第九條煤礦企業應對自驗收報告中存在的問題進行逐項整改、完善，若在短期內難以完成整改，則應詳細說明理由，整改后方可申請進行國家驗收。

第十條國家驗收由煤礦智能化建設工作專班負責協調，國家驗收分為材料初審、現場考核，煤礦智能化建設工作專班應在收到煤礦企業申請后的60個工作日內，從專家庫抽取專家進行驗收。

（一）材料初審。煤礦智能化建設工作專班在收到煤礦企業的驗收申請后，應及時進行材料審查，經審查合格后，從專家庫中抽取專家進行驗收。

（二）現場考核。智能化煤礦驗收專家組由煤礦智能化專家庫中抽取各相關專業專家不少于7人組成專家組，驗收專家組應赴煤礦現場進行驗收，并由專家組出具驗收報告，驗收報告包括煤礦主要系統建設情況、礦井建設條件分類評價、礦井主要系統智能化建設與應用效果、效率與效益評價、綜合評價。

第十一條待所有煤礦完成專家組驗收后，由國家統一組織進行綜合評審、公示公告。

（一）綜合評審。由國家能源局組織行業內有關專家對驗收專家組出具的驗收報告進行綜合評審，最終確定智能化煤礦驗收考核結果。

（二）公示公告。對會議評審合格的智能化煤礦，在國家能源局官方網站向社會公示，公示時間不少于10個工作日。

第十二條通過驗收考核的智能化煤礦，可根據驗收結果享受國家有關鼓勵和優惠政策。未通過驗收的煤礦，可以經過一年的整改后重新申請驗收；通過驗收的煤礦，可以在一年后進行升級驗收。

第三章附則