智慧矿山框架与发展前景研究

陈 斯

中煤科工集团南京设计研究院有限公司 江苏南京 210031

摘要：我国是一个矿业大国，在进行矿业管理中还是存在大量的开采问题，这些问题的存在导致出现了资源浪费、环境破坏等问题，导致我国矿业技术水平不足，装备研发能力不足等问题。为了实现矿山的可持续发展，要建立智慧矿山，建立一个完善的管理系统，实现对矿山资源的数字化、集约化发展。基于此，文章主要对智慧矿山的框架以及发展的主要前景进行了简单的研究分析。

关键词：智慧矿山框架；关键技术；发展前景；

矿山资源为人们的工业生产以及日常生活提供了重要的资源，有利于促进社会经济发展。提升矿产资源管理质量，合理的进行开发以及利用，对其进行总体的规划，可以有效的提升管理质量。在网络时代，整个各种技术手段实现矿山的智慧化管理，可以为矿山的可持续发展奠定基础。

一、智慧矿山框架结构

（一）智慧矿山建设内容

智慧矿山在建设中涉及到诸多的内容，要做好信息收集管理、经营管理以及安全生产管理。在进行智慧矿山的建设中，其主要的内容就是进行矿山的整体规划以及建设管理，根据要求进行物联网的建设，建立完善的信息收集管理系统，重视办公以及控制系统的管理，通过智能化的方式进行决策系统的管理。

利用智慧矿山系统进行各项信息的收集管理，实现优化生产管理，提升矿山开采工作效率的目的。

（二）建设框架

在进行智慧矿山框架体系的建设中，要合理的应用各种传感器，在矿山的生产环境中进行各种传感器的嵌入管理，对矿山作业中的设备、环境以及人员等各项因素进行全面的、系统的分析，整合各种信息实现数字化的管理，形成传感网，将采集到的信息传递给矿山通讯系统，实现对人与人、物与物之间的系统化管理。

通过控制系统进行各项信息的处理，在各个接受终端中进行管理，可以提升矿山控制系统的智能化管理；在物联网技术的支持之下，可以对现有的物联网信息进行整合，利用计算机、云计算、大数据等方式对实际的运行状况的分析、预测以及管理，做到了动态化的管理^[1]。

二、智慧矿山关键技术

（一）设备层的关键技术

设备层的关键技术主要就是合理的应用各种传感器、激光气体检测技术，实现对矿山的实时性监测。

1.保障技术

在智慧矿山建设中传感器是重要的参数感知设备。在矿山复杂的环境中应用传感器。要综合各种电磁干扰、信号等问题，通过选择应用具有抗电磁干扰技术、有效信号识别以及滤波技术，达到提升工作稳定的目的。通过故障自动诊断技术进行处理，则可以有效的处理各种隐患问题，充分的提升了传感器的整体性。

2.传感设备智能化技术

为了保障传感器的运行性能，提升系统的身份识别以及精度控制技术，要做好身份识别、精度的自校准处理，根据要求进行参数的趋势判断分析。

3.传感器设备动态注册接入技术

此种技术通过融合人类型识别技术、地址自动分配的技术，可以在一定程度上对设备的安装进行简化。

4.网络信息侦听技术

通过此技术可以实现对传感器的各项信息交换日晒出，快速反应各项指令信息，达到提升控制系统安全性、稳定性的目的。

5.区域协调控制技术

通过区域协同控制技术对矿山的各个信息采集系统进行集成化的管理，可以对矿区工作面进行分析，实现对各项工作管理的系统分析，实现对控制层的深度融合。

6.分布式光纤测温技术

通过分布式的光纤测温技术进行处理可以实现对采矿区的各种地质灾害文森特的实时性监测分析。

7.传输层关键技术

传输层的关键技术可以保证其满足在井下的各种信息传递需求，做到各种空间的信号的全覆盖管理。

8.无线高带宽信号全面覆盖

在进行开采中，分析施工环境以及施工突发状况等各种分析，对现场的复杂的环境、突发的情境进行分析，利用多入多出技术进行管理，实现高宽带数据信息的无线传输管理。利用大功率的攻放等技术进行全区域的无线信号覆盖管理，建立一个完善的无线自组网络，则可以实现对海量传感器地质的获取，处理设备入网等问题。分析数据传输的实时性要求，构建完善的缓存管理机制，则可以有效的提升服务质量^[2]。

9.制式信号实时汇接以及透明传输技术

通过多制式的透明传输网关进行煤矿的各种总线以及无线信号的可靠性接入、转换处理以及实时性的传输共享。

（二）应用层关键技术

1.透明化矿山构建技术

通过矿山三维地测模型，可以实现透明化的管理。通过对矿区三维空间进行分析，了解地质构造、三维地质模型以及数据动态的更新技术，通过各种技术实现矿区的透明化管理。

2.安全生产全流程多要素控制技术

根据实际需求对矿山安全性进行评估分析，根据矿山的生产状况进行系统的分析，对矿山的区域性生产等内容进行自适应的控制管理。

3.信息融合分析技术

此种技术就就是通过对各种设备整合的信息数据进行处理，通过对矿山生产的各项信息数据进行处理，使其形成补充性的结构，反应客观事实的目标状况。

4.数据信息可视化技术

此技术通过对各种信息进行处理，利用交互式的方式进行显示，达到提升工作人员对信息数据的认知度，反应矿山的各项信息内容。

5.数据挖掘以及大数据分析技术

信息数据的分析处理，可以提升矿山的智能化能力，通过大数据等技术进行各项信息数据的处理、清洗以及挖掘；可以有效的实现对各种信息数据的预测、进行设备的故障诊断^[3]。

三、智慧矿山发展前景研究

在互联网、云计算以及智能化等技术的共同支持之下，建立智能化的管理以及反馈机制，为智慧矿山发展奠定了技术基础。在各种技术的支持之下，为了的智慧矿山发展重点主要集中在三个方面：

（一）矿山硬件发展

重视矿山的智能化建设，通过各种智慧型设备进行智能化工作面的开采，实现人员的精准定位，利用智能矿山机器人、无人机以及井下激光等技术进行智能化的管理，为矿山开展各项工作开展奠定基础。

通过智慧矿山，在智能化信息技术的整合之下，可以提升矿山的管理的反应以及行动能力，真正的做到了物物、物人、人人等各项信息的全面管理，增强了企业的响应能力，通过主动感知、分析的方式对矿山各项工作进行快速的反应。

（二）矿山软件的发展

通过物联网、云平台等技术性进行处理，可以有效的提升软件系统的开发以及利用效率，在各种智能化软件系统的支持之下，实现各项信息数据的共享，提升服务能力；达到提升生产管理效率，实现扁平化管理的目的。

（三）智能化服务

在软件以及硬件的游戏融合之下，可以实现智能化的服务管理，利用矿山企业内部的大数据、互联网大数据等进行智能化的管理，对各项信息数据进行综合性的挖掘以及整理，对线，与的业务模式进行创新，达到提升生产决策能力以及水平等问题看，真正的实现智慧化的生产管理^[4]。

通过智能化的方式进行管理，实现对矿山企业的人力资源、物力资源以及财力资源进行系统化的管理，可以主动的感知、分析处理各种问题，做到了协调发展。自动运作，有利于矿山企业的可持续化发展。

结束语：

智慧矿山是互联网技术、智能化信息技术、大数据、云计算等各种技术高度集成化处理的一种智能化的矿山管理模式，对于矿山的可持续发展具有积极的作用。随着我国科技能力以及技术水平的不断发展，智慧矿山会更加成熟，有利于我国矿山生产发展。

参考文献：

[1]赵明磊.智慧矿山框架与发展前景研究[J].科学技术创新,2019(23):180-181.

[2]庞淑兰,王晓辉,刘国新.计算机网络技术在智慧矿山智能生产中的应用——评《物联网与智能矿山》[J].矿业研究与开发,2019,39(05):152.

[3]汤海龙.智慧矿山信息系统通用技术规范解读及关键技术探讨[J].煤炭科学技术,2018,46(S2):157-160.

[4]李梅,杨帅伟,孙振明,吴浩.智慧矿山框架与发展前景研究[J].煤炭科学技术,2017,45(01):121-128+134.