结合各煤矿从综合自动化到智慧矿山的建设经验和教训,对智慧矿山建设进行了综述,强调智慧矿山建设是一个循序渐进的演进过程。 从网络平台、数据平台、多专业协同工作平台,以及智慧矿山与新技术、新服务的衔接等方面论述了智慧矿山建设的演进过程及发展趋势,指出:主干网十接入网的异构网架构及扁平化、智能化、资源抽象化是智慧矿山网络平台的重要发展趋势;统一数据平台是智慧矿山发展的基本趋势,而大数据和云计算是统一数据平台应用的发展趋势;多专业协同工作平台带来的一个显著趋势是服务模式的变化,即矿山购买服务。 通过上述论点说明了智慧矿山实际上是矿山物联网+承载的服务。 随着智慧服务不断加入网络,矿山会越来越智慧,越来越安全,越来越高效。
归纳了智慧矿山基本内涵,即具备对矿山的主动感知能力、自动分析能力及快速处理能力,数字矿山是智慧矿山的基础和依托,无人矿山是智慧矿山的高级阶段和终极目标;指出了智慧矿山待解决的三大核心问题,即矿山状态深度感知、矿山数据深度挖掘及矿山安全生产与管理决策支持;分析了智慧矿山所依托的三大关键技术,即煤矿物联网技术、煤矿大数据技术及煤矿智能决策支持技术。
针对矿山企业生产、经营管理特点及其信息化需求,在自动化、数字化、智能化矿山的基础上阐释智慧矿山概念。基于智慧地球理念,以透彻感知、深度互联、智能应用为核心特征,通过对采矿系统工程及矿山工程价值链的分析,构建了智慧矿山系统 3 层架构,即物联感知层、深度互联层和智能应用层,研究了物联化、互联化和智能化涉及的关键技术及其实现路径,旨在构建智慧矿山理论框架
和方法体系,为智慧矿山工程实践提供参考。
首先回顾了我国数字矿山的现状,阐述了当前数字矿山建设的主要内容,并剖析了当前数字
矿山建设中存在的问题和挑战。从创新技术角度提出了智慧矿山的技术框架,并对智慧矿山发展中面临的安全、管理、效益等关键技术问题进行了研究,提出物联网、大数据挖掘与知识发现、虚拟现实、柔性生产、扁平化管理等新思路将成为未来矿山企业发展新的契机。
智慧矿山是煤炭行业转变发展方式、提升行业发展质量的核心驱动力,是矿山技术发展的最高形式。 基于数字矿山技术发展现状,结合生产系统智慧化特征及要求,给出了智慧矿山概念及内涵:将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开
发技术融合,形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统;到 2025 年,实现煤矿单个系统智能化向多系统智慧化方向发展,建立智慧生产、智慧安全及智慧保障系统的基本运行框架,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧煤矿第二阶段目标。 实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行。资源开发利用水平显著提高,煤矿职业健康和工作环境根本改善,矿山生态恢复和保护全面实施。
针对智慧矿山建设水平差异大、缺乏统一行业标准的现状,从智慧矿山的定义出发,提出了智慧矿山评价指标,在此基础上制定了智慧矿山分级评价方法,旨在为智慧矿山建设提供评判标准和依据;从物联感知层、协同管控层、矿端智能决策支持层、云端智能决策支持层4个层级阐述了智慧矿山架构,并针对各层级涵盖内容及层级之间关系提出了相关规范制定要求,使其对智慧矿山有一个统一的度量。