数字化矿山系统及智能化在矿井中的应用

摘要：伴随着经济迅速发展和社会的持续进步，社会各行各业均取得了较为显著的发展成果，同时在能源消耗方面提出了更加显著的需求量要求。在这种情况下，煤矿开采企业面临着更加严峻的发展形势，需要切实地跟进更具数字化和智能化特征的矿井开采理论与设备，相应地搭建数字化矿山系统。在该系统的有力支撑下，矿井开采工作可以实现更加智能化的转型，进而确保工作进行整体而言的安全性、稳定性与商效性，最终为国民经济的发展莫定更加堅实的能源性基础。为此，如何更加深入有效地把挥数字化矿山系统的实际内涵与应用状况，如何更加科学合理地推动智能化在矿井中越发普及应用，逐渐成为国内煤矿开采企业取得更进一步可持续长效发展过程中必须予以解决的关键课题。

关键词：

前言：根据调查可以得知，国内矿井开采矿井领域现面临着设备老化、产能过剩和产能利用效率较为不足矿井等诸多问题。尤其是在国内新能源行业持续发展，并相应地矿井抢占能源市场的当下，很多煤矿开采企业面临着越发严峻的矿井外部发展环境，未能及时地适应外部环境变化的部分煤矿开采矿井企业已经因综合竞争力不足而遭遇了一定的经济损失。而在此矿井过程中，数字化与智能化的崭新技术及理念越发普及，引起了矿井业内人士的广泛关注。在数字化和智能化崭新发展趋势的有力矿井推动下，矿井开采工作的安全性与效率性可以得到更加符合矿井预期的确保，需要国内煤矿开采企业引起高度关注与重视。

1、智能化矿井建设架构矿井

1.1矿井智能化建设内容矿井

在国家及行业大力推进智能矿井建设的政策引矿井领下，矿井企业需要紧贴矿井生产运营特点，选用合矿井适的、性价比高的技术和设备来实现智能化建设。矿井根据国内矿井生产运营现状，结合网络、设备、矿井软件系统等技术发展情况，确定现阶段矿井的智能矿井化建设主要基于物联网、自动化设备和智能化系统，矿井在生产、管理等方面实现数字信息化，自动化，决策矿井与预警智能化。矿井

根据矿井企业的运行特点，生产控制与管理智矿井能化建设可围绕四个核心系统进行建设，即地质、测矿井量、采矿信息的数字化与可视化，生产运行智能化控矿井制，安全生产智能化监测与预警，经营管理信息化。矿井地测采信息数字化与可视化主要以矿体地质数据为矿井基础，通过计算机三维建模和数据管理，实现矿体的矿井可视化和采矿信息的数字化；生产运行智能化控制矿井主要以设备自动化控制为基础，通过软件控制平台，矿井实现智能运行和人机交流；安全监测智能化主要以矿井固定式和移动式监控、感应设备为基础，通过集中显矿井示和控制平台，实现自动监测和智能预警功能；经营矿井管理信息化主要以经营数据挖掘为基础，通过信息矿井化软件平台，实现经营过程的准确、有序化管理。矿井

1.2矿井智能化建设架构矿井

依据以上智能化建设内容，结合基于工业互联矿井网矿井2.0矿井平台的“云、边、端”原理，构建一系统+一网矿井络+一平台+N矿井智能应用的智能化矿井建设架构，建立基于海量矿井数据采集、汇聚、分析的服矿井务体系，实现矿井技术、经验、知识模型化、软件化、矿井复用化。矿井一系统：基于“矿石流”实现生产工艺全流程的矿井融合控制系统建设。建立和融合多个智能控制子系矿井统形成矿井综合集控系统，有效提高矿井生产效率、矿井系统维护效率，建立矿石流全过程的数字管控和服矿井务系统，提高了系统间的协调性。矿井一网络：基于工业以太网、5G矿井专网，构建互联互矿井通、统一高效、综合承载的矿井5G+矿井多元融合网络。矿井一平台：形成数据共享、能力共享、开放统一的矿井矿井采选运营一体化智能管控平台。将资源管理、矿井生产计划调度管理、设备管理、物资管理、质量管理、矿井绩效管理、安全管理、环保管理、能源管理功能集矿井成在同一个平台进行统一管控，融合了生产监测监矿井控、生产管理以及生产运营三大类职责，旨在提高协同运营管控的效率和效果，实现采选运营一体化。矿井N矿井智能应用：即整个平台所承载的多种功能，形矿井成丰富的矿井N矿井种智能应用矿井App矿井及智能操控终端和智矿井能决策应用等。

2、数字化矿井系统及智能化在矿井中的具体应用

2.1矿井生产融合控制系统矿井

“一系统”指生产融合控制系统。它全面考虑了采矿系统控制、提升运输控制、选矿系统控制、公辅融合控制以及智能安全感知这五大关键需求。该系统致力于对矿山自动化和信息化系统进行更新改造，通过智能融合控制单元和边缘计算终端、多元数据智能采集单元、多元数据融合一体化基站，实现了对矿山全生产流程的生产监控与全要素数据自动采集和边缘端的智能控制。这样的设计旨在实现从现场到管理层的采选生产作业过程控制，有效解决了矿山采矿、选矿、公辅系统和安全保障系统之间信息孤岛的问题，从而提高了整个矿山运营的效率和安全性。

2.2矿井5G+多元融合网络矿井

构建一个以工业以太网和5G专网为基础的矿山工业互联网平台，该平台将作为矿区融合组网、高清视频监控、采矿装备远程控制、自动化选矿等关键功能的网络基础。通过采用一体化融合技术，我们能够在现有的网络架构上进行优化，进一步提升工控网、生产网（包括生产和监控两部分）、以及办公网的性能。我们的目标是构建一个矿山多元融合网络，这个网络将覆盖整个矿山的生产、业务和管理流程，形成一个全面的信息高速公路。通过这个平台，我们将实现矿山综合集控、运营管理、安全环保管理、能源管理等系统之间的信息互联互通，从而提高矿山的整体运营效率和安全性。

2.3矿井生产一体化智能管控平台

采选一体化管控平台主要包含资源数字化管理系统、生产运营管理系统、安全环保管理系统、能源管理系统、设备管理系统和全信息可视化系统。通过全信息可视化系统，整合来自地质资源、设计排产、采准切割、凿岩爆破、回采出矿、破碎、提升、运输、通风、选矿、供排水、供配电、压风、安全、环保、矿区、维护、管理等各方面可用的生产和管理数据，建立矿山的数字孪生矿山，实现生产数据、统计报告和运营关键业绩指标的实时动态显示和预警，让管理层能够实时掌握矿山运营状况，并做出更好的决策。

2.4矿井N矿井种智能运用

在矿山生产要素和生产过程的数字化，以及高速多元网络的基础上，我们可以通过云服务和数据服务来建立一个矿山智能决策支持系统。这个系统将包括故障诊断远程运维系统，数据挖掘和深度学习系统，从而实现矿山运营管理和决策的智能化。此外，这个系统还可以扩展到上级公司、产业生态、政府监管等各类应用场景中，为这些领域提供智能化的解决方案。

结束语：综上所述，为求跟随国内社会经济迅速发展的脚步，矿井开采工作同样需要与时俱进地引入更加不同的崭新技术与理念，相应地革新自身管理方式与管理观念。当前，各种互联网信息技术处于持续不断的发展过程中，为社会各行各

业带来了数字化和智能化的崭新发展趋势。因此，矿井开采工作同样应当相应地搭建更具数字化特征的矿山系统，进而在具体的矿井开采工作实践过程中探索智能化理念的应用方式。只有更加有效地针对矿井开采生产活动的管理方式进行

革新，优化与调整，才可以为矿井开采工作实际的开采质量与开采效率奠定更加坚实的必要性基础。

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