國(guó)內(nèi)外智慧礦山技術(shù)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、3.1國(guó)內(nèi)智慧礦山技術(shù)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)智慧礦山概念從2010年從發(fā)達(dá)國(guó)家傳入國(guó)內(nèi)，一經(jīng)傳入，既在我國(guó)礦業(yè)屆引起了極大震動(dòng)，許多礦山、設(shè)備研發(fā)制造廠家和科研單位、大學(xué)紛紛推出了自己對(duì)智慧礦山的理解。山東省明確將建設(shè)智慧礦山定為基本省策。并通過了建設(shè)智慧礦山的一系列的規(guī)范、規(guī)定，開始了首個(gè)智慧礦山省的建設(shè)。我國(guó)礦山技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了原始階段一機(jī)械化一數(shù)字化一正在向智慧化方向邁進(jìn)。智慧主要生產(chǎn)系統(tǒng)方面進(jìn)行了無人采煤工作面的建設(shè)，情況如下：2000年鐵法小青（德國(guó)DBT北京煤機(jī)廠）、2003年馬蘭、2005年大同引進(jìn)DBT刨煤機(jī)自動(dòng)工作面。2007年?yáng)|灘煤礦完成首個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無人面，2010年龍

2、口礦業(yè)集團(tuán)完成首個(gè)海下無人面。神化神東公司2005年先后建成榆家梁煤礦哈拉溝半截深、補(bǔ)連塔全截深工作面。河南義煤集團(tuán)首個(gè)綜放工作面，預(yù)計(jì)今年10月投產(chǎn)。河北峰峰、山東新汶華恒等，以開采“三下壓煤”實(shí)現(xiàn)地面不塌陷目的的自動(dòng)充填工作面系統(tǒng)，應(yīng)用效果很好，并在推廣之中。提供技術(shù)裝備的公司和研究機(jī)構(gòu)有:自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究方面：國(guó)家863項(xiàng)目2009年在西安啟動(dòng)，參加研究的單位有中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、西安煤機(jī)廠和陜西煤礦化團(tuán)，名稱“煤礦井下采掘遙控關(guān)鍵技術(shù)”北京煤機(jī)廠：運(yùn)輸機(jī)等。兗州礦業(yè)煤機(jī)廠：液壓支架山西科達(dá)自動(dòng)化公司致力于研發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智慧采煤工作面系統(tǒng)的成套產(chǎn)品集成，并取得了可喜成果，完成晉城古書院和

3、陽(yáng)泉蔭營(yíng)煤礦自動(dòng)化工作面項(xiàng)目，控制系統(tǒng)的建設(shè)。安徽山河礦業(yè)裝備公司：薄煤層無人面。非煤礦山智慧采礦工作面：非煤礦山的采礦受地質(zhì)條件的限制，主要在智慧爆破采礦方面。在此方面發(fā)展了數(shù)碼雷管爆破采礦技術(shù)。智慧掘進(jìn)工作面主要有：智慧化煤巷機(jī)械化掘進(jìn)工作面，在自動(dòng)掘進(jìn)、自動(dòng)支護(hù)（錨網(wǎng)支護(hù)）、自動(dòng)運(yùn)輸、智能綜合降塵等方面有較大突破，代表作是潞安礦業(yè)的王莊煤礦。在智慧化巖巷掘進(jìn)工作面，巖巷機(jī)械化掘進(jìn)線、噴漿機(jī)器人噴漿支護(hù)方面取得了進(jìn)展。智慧化普掘工作面，智能爆破監(jiān)控、綜合防塵等方面取得了明顯進(jìn)展。掘進(jìn)工作面的智能化還沒有達(dá)到無人值守水平。智慧生產(chǎn)輔助系統(tǒng)：就是實(shí)現(xiàn)以無人值守為主要特征的智慧運(yùn)輸系統(tǒng)（含皮帶運(yùn)

4、輸、輔助運(yùn)輸）智慧提升系統(tǒng)、智慧供電系統(tǒng)、智慧排水系統(tǒng)、智慧通風(fēng)系統(tǒng)、智慧調(diào)度指扌車系統(tǒng)、智慧通訊系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)的智慧化工作，近年來發(fā)展非常迅速，大批的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)產(chǎn)品被廣泛用于煤礦輔助系統(tǒng)。例如，山東省在全省主要煤礦系統(tǒng)全面強(qiáng)制推廣了智慧無人排水系統(tǒng)、智慧無人供電系統(tǒng)、智慧無人皮帶集中控制系統(tǒng)、智慧無人壓風(fēng)系統(tǒng)、智慧無人提升系統(tǒng)、智慧主風(fēng)機(jī)無人系統(tǒng)。山東能源集團(tuán)等在礦井調(diào)度指揮、通訊方面進(jìn)行了智能化建設(shè)，實(shí)施了“e”礦山工程、礦井“一卡通、物聯(lián)網(wǎng)”工程，在通訊技術(shù)方面，裝備了井下無線通訊、有線通訊、廣播通訊以及井下千兆光纖環(huán)網(wǎng)通訊系統(tǒng)，調(diào)度智能化工程等，大大提高了智慧化水平，極大地

5、促進(jìn)了安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益。山西、河南、安徽等省，以及神化、中煤等大型國(guó)有煤礦也推出了大量的智慧輔助系統(tǒng)。大大促進(jìn)了礦井輔助系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、北京科技大學(xué)、煤礦總院等高校和研究單位積極投入有關(guān)研究，山西科達(dá)自動(dòng)化等一大批國(guó)內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)投入相應(yīng)的研究和生產(chǎn)，取得了很大大進(jìn)步。智慧職業(yè)健康與安全環(huán)保系統(tǒng)智慧職業(yè)健康與安全環(huán)保系統(tǒng)將安全管理的理念大大前移，從傳統(tǒng)的以保護(hù)生命為目標(biāo)的“安全生產(chǎn)，關(guān)愛生命”躍升為以促進(jìn)健康和幸福為目標(biāo)的“潔凈生產(chǎn)，關(guān)注健康”的戰(zhàn)略高度。智慧安全環(huán)保就是對(duì)影響職工身心健康的安全環(huán)境超前預(yù)防、超前控制、實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。在這方面近年來取得的技術(shù)突破主要

6、有：激光光纖傳感器技術(shù)，由激光驅(qū)動(dòng)的傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無電工作，無電傳輸，免維護(hù)。是傳感技術(shù)的革命性進(jìn)步。二氧化碳防滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智慧化，在易操作性，防滅火效果等方面大大超過了氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)。智能爆破監(jiān)控系統(tǒng)，依照本質(zhì)安全理念，智慧控制的理念，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爆破全過程的自動(dòng)監(jiān)控自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了“爆破本質(zhì)安全，不安全就不能爆破”無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)就是一種基于無線傳輸、自動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)的傳感器組合系統(tǒng)，傳感器的無線化和自動(dòng)組網(wǎng)功能大大提高了安裝使用的效率和適應(yīng)性，為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的獲取傳輸、利用，提供了更加方便的技術(shù)手段，開拓了更加廣闊的空間。智慧清潔生產(chǎn)技術(shù)方面，主要發(fā)展了智慧防塵技術(shù)，包括智慧注水技

7、術(shù)和設(shè)備、智慧高壓、凈水技術(shù)和設(shè)備、噴霧添加劑、智慧風(fēng)流控制技術(shù)、粉塵監(jiān)控技術(shù)等等，對(duì)于綜采、綜掘、普掘、普采作業(yè)工作面的防塵、降塵、除塵都產(chǎn)生了非常好的效果，使煤礦的生產(chǎn)安全環(huán)境由重污染，快速向潔凈生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變。為保障實(shí)現(xiàn)潔凈生產(chǎn)，消除塵肺病，實(shí)現(xiàn)職工的身心健康做出了很大貢獻(xiàn)。例如山東能源棗礦高莊煤礦就在潔凈生產(chǎn)方面就取得了驚人的業(yè)績(jī)。沖擊地壓是最近幾年才越來越突出的一種災(zāi)害，在山東等開采深度大的礦井引起了多起事故。在這方面，一方面引進(jìn)波蘭等一些國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，另一方面北京科大、山東科大、中國(guó)礦大等，做出了深入的研究，形成了基本成熟的理論體系模型和相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，正在使這一新的災(zāi)害獲得控制。

8、在人員監(jiān)控方面，正在發(fā)展的精確定位系統(tǒng)，將改變現(xiàn)有人員管理系統(tǒng)定位不準(zhǔn)或者不能定位的缺點(diǎn)，擴(kuò)大人員管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。智慧通風(fēng)系統(tǒng)方面，在自動(dòng)風(fēng)門、主扇風(fēng)機(jī)變頻自動(dòng)控制、局扇自動(dòng)控制、通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)解算和整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)控制等方面，都進(jìn)行了一些深入研究，其目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)全礦井通風(fēng)系統(tǒng)的智慧化，無人值守，自動(dòng)調(diào)節(jié)。水害監(jiān)控的智慧化方面，有水文監(jiān)控系統(tǒng)、水害探測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)排水系統(tǒng)等進(jìn)步。智慧視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)展了基于無線傳輸?shù)南到y(tǒng)、光纖數(shù)碼傳輸系統(tǒng)、海量圖片的儲(chǔ)存識(shí)別系統(tǒng)，并向高速攝像、自動(dòng)臉譜識(shí)別方向快速發(fā)展。應(yīng)急救援智能化、通訊、人員探測(cè)等技術(shù)方面也有較好的發(fā)展。在環(huán)境保護(hù)方面，快速發(fā)展了

9、污水處理、矸石處理、除塵等技術(shù)。在安全距離智慧監(jiān)控方面，正在向自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)成圖方面發(fā)展。智慧（技術(shù)管理后勤）保障系統(tǒng)：發(fā)展了地、測(cè)、采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、調(diào)度、計(jì)劃、設(shè)計(jì)等的信息化、智慧化系統(tǒng)。是指針對(duì)礦山的智慧化RP系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、生活管理、考勤系統(tǒng)等。智慧礦山的技術(shù)的發(fā)展的趨勢(shì)就是，危險(xiǎn)場(chǎng)所遠(yuǎn)程智能控制，無人值守。國(guó)外文獻(xiàn)中有“智能礦山及其實(shí)現(xiàn)”論文（IntelligentMineAndItsImplementation”是由芬蘭科學(xué)家佩卡普基拉，尤卡（Sarkka,Pekka;Pukkila,Jukka）發(fā)表在APCOM（國(guó)際計(jì)算機(jī)及運(yùn)籌學(xué)在礦業(yè)中應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議）2002-ApplicationOfComputersAndOperationsResearchInTheMineralsIndustryAPCOM2002年（在采礦業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)和運(yùn)籌學(xué)論文集）的InformationTechnologyImplementation（信息技術(shù)的實(shí)現(xiàn)）章節(jié)中，其中介紹了芬蘭