煤礦數(shù)字化智慧礦山整體解決項(xiàng)目概述

1.1項(xiàng)目背景和意義 11.2當(dāng)前國(guó)內(nèi)外煤礦行業(yè)信息化現(xiàn)狀 31.2.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 31.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 71.3數(shù)字化礦山概況 141.3.1數(shù)字化礦山建設(shè)歷程 141.3.2數(shù)字化礦山建設(shè)各階段關(guān)鍵特征 161.3.3數(shù)字化礦山定義 171.4XX煤礦概況及數(shù)字化礦山調(diào)研現(xiàn)狀 181.4.1XX煤礦概況 181.4.2XX煤礦數(shù)字化礦山調(diào)研現(xiàn)狀 181.5數(shù)字化礦山工程建設(shè)的目標(biāo)和原則 311.5.1數(shù)字化礦山建設(shè)總體目標(biāo) 311.5.2數(shù)字化礦山建設(shè)具體目標(biāo) 321.5.3數(shù)字化礦山建設(shè)的預(yù)期效果 341.5.4數(shù)字化礦山建設(shè)指導(dǎo)思想 351.5.5數(shù)字化礦山建設(shè)原則 371.1項(xiàng)目背景和意義在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，煤炭仍將是我國(guó)的主要能源。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)煤炭的需求也隨之快速增加，特別是深部礦井和開采技術(shù)條件復(fù)雜礦井的增加，使得每年因安全事故的死亡人數(shù)達(dá)數(shù)以千計(jì)，這嚴(yán)重影響了黨和政府的形象，也制約了企業(yè)的健康快速發(fā)展。近年來(lái)，根據(jù)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策，關(guān)閉小煤窯，組建大型煤炭集團(tuán)、提高安全管理水平、降低安全生產(chǎn)事故的發(fā)生是國(guó)家煤炭工業(yè)發(fā)展的既定方針。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成數(shù)十個(gè)大型煤炭集團(tuán)，也已經(jīng)形成管理或生產(chǎn)的四級(jí)架構(gòu)（生產(chǎn)礦井、分公司、集團(tuán)公司、國(guó)家行政管理部門），但其管理模式和方法較為落后，沒有形成集成的數(shù)據(jù)處理和決策支持平臺(tái)，信息化程度低下，與國(guó)家“兩化融合”的戰(zhàn)略方針不相適應(yīng)。上述問題的存在使得我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)沒有本質(zhì)的好轉(zhuǎn)，大量的信息化建設(shè)成果（硬件、軟件）在煤礦安全生產(chǎn)過程中也沒有取得預(yù)期的成效。解決上述問題的關(guān)鍵就是基于數(shù)字煤礦技術(shù)建立集成的礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和安全生產(chǎn)綜合管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦的現(xiàn)代化和信息化管理。

1.2當(dāng)前國(guó)內(nèi)外煤礦行業(yè)信息化現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀自上世紀(jì)80年代初以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)，特別是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，國(guó)內(nèi)外都投入了大量的人力、物力開展計(jì)算機(jī)在礦山的應(yīng)用研究，并召開了數(shù)十次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，如APCOM國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，為現(xiàn)代化礦山的建設(shè)和生產(chǎn)提供了高技術(shù)支持。相比國(guó)內(nèi)而言，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家礦山計(jì)算機(jī)應(yīng)用不僅時(shí)間早，而且已經(jīng)開發(fā)出一些功能比較成熟的商業(yè)化軟件系統(tǒng)。到目前為此，諸如Surpac等系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)外礦山得到了廣泛的使用。歸納起來(lái)，國(guó)外礦山信息化技術(shù)和軟件產(chǎn)品現(xiàn)狀總結(jié)如下：已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)的研發(fā)和實(shí)用化國(guó)外礦山軟件研究和開發(fā)機(jī)構(gòu)大多沒有基于其他成熟應(yīng)用軟件平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)（如利用AutoCAD、ARC/INFO），而是基于GIS、CAD、三維可視化等技術(shù)，結(jié)合礦產(chǎn)勘查、開采的具體技術(shù)和數(shù)據(jù)處理要求完全自主開發(fā)專用軟件平臺(tái)和系統(tǒng)。為此，他們已經(jīng)解決了相關(guān)核心技術(shù)問題：（1）滿足礦山開采需求的三維可視化平臺(tái)的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)這些模型，系統(tǒng)能夠在統(tǒng)一平臺(tái)下集成處理二維和三維地質(zhì)、測(cè)量、開采設(shè)計(jì)、計(jì)劃編排、調(diào)度管理等專題圖形和信息。（2）研究并開發(fā)了系列化的二維、三維核心數(shù)據(jù)處理方法，如圖形或?qū)傩缘拇鎯?chǔ)、繪制、編輯、查詢、輸入、輸出等。（3）為礦床品位的估算和塊段設(shè)計(jì)研究了先進(jìn)的數(shù)學(xué)處理方法，如地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。（4）礦床構(gòu)模技術(shù)水平伴隨著信息及計(jì)算技術(shù)的發(fā)展而不斷地提升。在數(shù)值礦床模型方面，先后有面向地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的塊段模型、面向?qū)訝畹V體的網(wǎng)格模型和基于礦床平面圖和剖面圖上地質(zhì)信息的斷面模型問世。在幾何模型方面，主要有線框模型、表面模型、八叉樹模型等，這些模型的實(shí)質(zhì)是通過空間對(duì)象信息來(lái)描述三維礦體，但不涉及礦床自身的屬性信息，譬如品位、巖性等。（5）全自動(dòng)或交互式的快速地下采礦工程設(shè)計(jì)技術(shù)，如參數(shù)化設(shè)計(jì)核心技術(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以通過設(shè)計(jì)參數(shù)驅(qū)動(dòng)（或圖元驅(qū)動(dòng)）方式在設(shè)計(jì)或繪圖狀態(tài)下靈活地修改圖形，方便設(shè)計(jì)過程，提高設(shè)計(jì)效率。（6）諸如美國(guó)科羅拉多礦業(yè)大學(xué)的AlexandraM.Newman，MarkKuchta等學(xué)者運(yùn)用混合整數(shù)規(guī)劃對(duì)地下礦長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行了優(yōu)化。（7）利用三維可視化、多目標(biāo)決策、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)對(duì)編制生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。（8）報(bào)表或臺(tái)帳表頭或結(jié)構(gòu)的自定義技術(shù)。2.已經(jīng)形成了礦山專用軟件開發(fā)隊(duì)伍和研究機(jī)構(gòu)通過二十多年的發(fā)展，英國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、加拿大、南非等礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的研發(fā)人才不僅精通礦山勘查和開采專業(yè)知識(shí)，而且對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)也有深入的研究。僅就用于儲(chǔ)量估算的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)而言，法國(guó)楓丹白露研究中心、美國(guó)史坦福大學(xué)等就有專門的研究隊(duì)伍，他們帶動(dòng)了學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究和應(yīng)用。已經(jīng)開發(fā)出系列化的實(shí)用軟件系統(tǒng)比較著名的系統(tǒng)有：Micromine，Surpac，MDS，SurvCAD，Datamine，Minex，Vulcan、MineMap，MineSoft等。由于礦山軟件的特殊性，這些軟件并非由其他通用軟件平臺(tái)（如AutoCAD、Arc/Info）二次開發(fā)而成，都是從底層自主設(shè)計(jì)與開發(fā)。目前，國(guó)內(nèi)外主要使用的是Surpac、Datamine、Micromine等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)大多具有優(yōu)良的數(shù)據(jù)處理功能：野外數(shù)據(jù)采集、勘探和鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)有效性檢查和校正、鉆探計(jì)劃及優(yōu)化、地質(zhì)建模、三維可視化顯示、資源評(píng)估、地下礦設(shè)計(jì)、礦山測(cè)量、采掘進(jìn)度計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、地下爆破設(shè)計(jì)等等。進(jìn)入21世紀(jì)，現(xiàn)代高新技術(shù)和信息科技為采礦業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，傳統(tǒng)礦業(yè)正邁入一個(gè)信息化、自動(dòng)化、智能化的高科技發(fā)展領(lǐng)域，如“數(shù)字化礦山”、“智慧礦山”等諸多新概念不斷涌現(xiàn)。從20世紀(jì)90年代開始，芬蘭、瑞典、加拿大、澳大利亞等國(guó)為取得在采礦工業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，都先后制定了“智能化礦山”或“無(wú)人化礦山”的發(fā)展規(guī)劃，如加拿大國(guó)際X公司就研制了一種基于有線電視和無(wú)線電發(fā)射技術(shù)相結(jié)合的地下通訊系統(tǒng)，可傳輸多頻道的視頻信號(hào)，操控每臺(tái)設(shè)備。相關(guān)技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)諸如鏟運(yùn)機(jī)、鑿巖臺(tái)車、井下汽車等的無(wú)人駕駛，工人在地面中央控制室就可直接操作這些設(shè)備。加拿大還制訂出一項(xiàng)擬在2050年實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)景規(guī)劃，即在加拿大北部邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)一個(gè)無(wú)人化礦山。芬蘭在1992年宣布了智能化礦山技術(shù)規(guī)劃，涉及采礦實(shí)時(shí)過程控制、資源實(shí)時(shí)管理、礦山信息網(wǎng)建設(shè)、新機(jī)械應(yīng)用和自動(dòng)控制等28個(gè)專題；瑞典也制定了向礦山自動(dòng)化進(jìn)軍的“Grounteeknik2000”戰(zhàn)略計(jì)劃。雖然國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在礦山信息化領(lǐng)域已經(jīng)取得豐碩的成果，但存在如下幾個(gè)主要問題：（1）研究成果以及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)大多與非層狀露天采礦和設(shè)計(jì)有關(guān)，而且主要滿足制圖和設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)流程的需求，缺乏煤礦決策支持的功能。更為重要的是，金屬或非金屬礦床的成礦過程、開采流程、危險(xiǎn)源類型、危險(xiǎn)源發(fā)生的機(jī)理與煤礦存在或多或少的差異，所以，相關(guān)成果無(wú)法在煤礦，特別是地采礦井得到很好的應(yīng)用。（2）在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，煤炭不是他們的主要能源，而且目前開采的都是條件相對(duì)簡(jiǎn)單的礦井，故在煤礦信息化領(lǐng)域沒有過多的投入，研究成果有限。（3）對(duì)3S技術(shù)的集成應(yīng)用研究較少，而且物聯(lián)網(wǎng)、決策支持等概念和技術(shù)與礦業(yè)的聯(lián)結(jié)也是近年才出現(xiàn)的事情，故礦山軟件系統(tǒng)并沒有或存在實(shí)用化的功能模塊。（4）雖然國(guó)外著名礦業(yè)軟件公司在中國(guó)成立了辦事處或代理機(jī)構(gòu)，但除了在我國(guó)露天煤礦有少量應(yīng)用外，在地采煤礦日常生產(chǎn)幾乎沒有實(shí)際應(yīng)用的案例或報(bào)道。

1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì)80年代，煤礦信息化的研究主要集中在利用DBASE數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、BASIC、FORTRAN等算法語(yǔ)言開展地學(xué)信息（包括地質(zhì)、測(cè)量、水文、儲(chǔ)量及“三量”管理）、采礦信息的數(shù)據(jù)庫(kù)管理、多元統(tǒng)計(jì)方法在礦山的應(yīng)用、地學(xué)和礦壓參數(shù)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的解算、礦山的優(yōu)化設(shè)計(jì)；利用AutoCAD進(jìn)行礦圖的繪制研究，礦井設(shè)計(jì)算法的研究；另外也利用ARC/INFO進(jìn)行與礦山生產(chǎn)有關(guān)的專題性研究，如礦井突水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等。上世紀(jì)90年代后，由于計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的進(jìn)一步引進(jìn)和發(fā)展，在井下通訊、通風(fēng)等信息系統(tǒng)的地理空間位置表示方面引入了與采掘工程有關(guān)的簡(jiǎn)單圖形。但直到上世紀(jì)90年代中后期，由于對(duì)空間信息的管理缺乏有效手段，煤礦信息化的研究仍然沒有取得實(shí)質(zhì)性的突破，難以應(yīng)用于煤礦的日常生產(chǎn)，礦井對(duì)日常空間信息的處理、查詢、圖形的修改和繪制仍以傳統(tǒng)的手工方式。到本世紀(jì)初，礦山空間管理信息系統(tǒng)的理論和相關(guān)技術(shù)的研究取得一定的成果，面向礦山地質(zhì)、測(cè)量、通風(fēng)等行業(yè)的軟件開始出現(xiàn)，主要有從底層研究開發(fā)的煤礦地測(cè)專業(yè)制圖系統(tǒng)和基于MapInfo或AutoCAD等二次開發(fā)系統(tǒng)。采礦CAD軟件包的體系模型，將采礦CAD劃分為物理層、邏輯層和應(yīng)用層。對(duì)礦井系統(tǒng)模型進(jìn)行了面向?qū)ο蠓治觯?duì)軟件包實(shí)施的幾個(gè)關(guān)鍵問題作了簡(jiǎn)要分析，最終開發(fā)出基于AutoCAD的數(shù)字化礦井模型和煤礦生產(chǎn)技術(shù)軟件包?；贏DS采用原型法在AutoCAD平臺(tái)上用C語(yǔ)言開發(fā)的露天礦采剝計(jì)劃CAD系統(tǒng)。還有一些基于AutoCAD的礦山專業(yè)需求二次開發(fā)研究，實(shí)現(xiàn)了井田開拓和采區(qū)巷道布置圖的程序化和智能化。這些理論在煤炭行業(yè)得到初步應(yīng)用。除了對(duì)采礦GIS/CAD理論研究，還涌現(xiàn)出很多商業(yè)化的軟件平臺(tái)產(chǎn)品有：XX大學(xué)和XXXX科技股份有限公司聯(lián)合開發(fā)的“煤礦生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)”、“煤礦專用地理信息系統(tǒng)”；煤炭科學(xué)研究總院XX分院研制的“煤礦測(cè)量多圖種綜合繪圖系統(tǒng)”，XXXX公司開發(fā)的“煤礦地測(cè)信息系統(tǒng)”，XX計(jì)算機(jī)技術(shù)研究所的“礦井通風(fēng)CAD系統(tǒng)”、“藍(lán)光三維地下工程CAD平臺(tái)”等，XX市XX計(jì)算機(jī)軟件有限公司開發(fā)的“采礦工程CAD系統(tǒng)”等。隨著煤礦對(duì)信息化的進(jìn)一步需求，煤礦信息化從單純的制圖軟件逐步轉(zhuǎn)向?yàn)槊旱V礦圖、數(shù)據(jù)的管理、更新等提供信息的共享和服務(wù)，同時(shí)也對(duì)煤礦通風(fēng)安全專業(yè)應(yīng)用和防治水管理等方面展開研究。這些商業(yè)化自主開發(fā)的礦山GIS或者CAD系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：采用VC、VB等開發(fā)工具針對(duì)礦山地測(cè)專業(yè)從底層設(shè)計(jì)或者二次開發(fā)；具有很強(qiáng)的自動(dòng)制圖功能，與AutoCAD等軟件相比，圖形的修改和繪制效率大大提高；引用網(wǎng)絡(luò)和多用戶管理，采用商用DBMS管理屬性，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)、測(cè)量、儲(chǔ)量、水文、煤質(zhì)等礦山空間信息高效管理；采用文件方式管理圖形，數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形系統(tǒng)松散結(jié)合；逐步向WebGIS發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了圖形屬性信息查詢的專業(yè)Web服務(wù)；具有地表地下空間三維可視化功能等。近年來(lái)，工業(yè)電視系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、束管系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井下人員管理及定位系統(tǒng)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)、組態(tài)軟件也逐步在煤礦得到推廣，為煤礦的安全生產(chǎn)起到了一定的保駕護(hù)航作用。此外，從上世紀(jì)80年代初開始，原煤炭工業(yè)部、各礦業(yè)集團(tuán)、各生產(chǎn)礦井就開始逐步進(jìn)行煤礦信息化建設(shè)，相關(guān)單位都有通信信息中心或計(jì)算機(jī)室，職能和技術(shù)部門配置的計(jì)算機(jī)也逐步增多。終上所述，黨和政府高度重視煤礦的信息化建設(shè)，已經(jīng)取得了階段性的成果，為項(xiàng)目的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但離數(shù)字煤礦以及實(shí)現(xiàn)煤礦的完全信息化管理決策還有很遠(yuǎn)的距離。歸納起來(lái)，目前存在的問題如下（見圖1-1）。對(duì)信息化的投入有限，理論研究落后這里包括資金和人才的投入。煤礦信息化已經(jīng)走過了近30年的歷程，但對(duì)信息化，特別是對(duì)軟件開發(fā)的投入十分有限，其結(jié)果造成其生產(chǎn)方式仍以人海戰(zhàn)術(shù)為主，信息化程度低，數(shù)據(jù)處理和管理模式較為落后。井下人少就是安全。此外，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，主要是對(duì)在其他行業(yè)已經(jīng)成熟的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)理論和技術(shù)方法以及商業(yè)化軟件（如AutoCAD）的使用，沒有進(jìn)行理論和技術(shù)方法的探索。由于煤礦數(shù)據(jù)的特殊性，相關(guān)理論、技術(shù)方法、軟件系統(tǒng)在煤礦并沒有得到全面和本質(zhì)的使用，他們并不適合數(shù)字和智慧煤礦的需求。數(shù)據(jù)處理的核心技術(shù)沒有全面的突破煤礦信息屬于空間信息的范疇，而且不同礦井開采技術(shù)條件有或多或少的差異，技術(shù)方法和管理模式也有很大的不同，大量的數(shù)據(jù)也是通過眾多的工程和監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)獲取的。此外，煤炭生產(chǎn)還具有企業(yè)龐大、設(shè)備多、工作環(huán)境惡劣，生產(chǎn)、調(diào)度和管理環(huán)節(jié)復(fù)雜、信息量大等特點(diǎn)。所以一般的通用軟件（如Arc/Info、MapGIS、SuperMap等）難以適應(yīng)安全生產(chǎn)的需求，這就要求開發(fā)煤礦專用GIS軟件平臺(tái)，而且該系統(tǒng)必須具備GIS的核心功能（如二維、三維的數(shù)據(jù)處理功能）。圖1-1煤礦信息化存在的問題此外，對(duì)通過監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的海量數(shù)據(jù)缺乏數(shù)據(jù)挖掘，只是一些簡(jiǎn)單的分析和表達(dá)，如折線圖、餅狀圖、直方圖；報(bào)表的生成和打印；諸如瓦斯超限等基于閾值的報(bào)警；關(guān)聯(lián)度分析、回歸分析、模糊分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析、多源信息擬合分析等等。更為重要的是，多年來(lái)，相關(guān)方法并沒有進(jìn)一步的本質(zhì)創(chuàng)新。近年來(lái)，相關(guān)企業(yè)和高等院校在核心技術(shù)方面已經(jīng)取得階段性的成果，但離智慧煤礦還有很遠(yuǎn)的距離。專業(yè)分得太細(xì)，缺乏集成的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)信息化的研究已經(jīng)走過了數(shù)十年的歷程，但目前絕大多數(shù)礦井仍以專業(yè)為界線（監(jiān)測(cè)監(jiān)控、地測(cè)、通風(fēng)、運(yùn)輸、機(jī)電、調(diào)度、采礦等等）分別研究、開發(fā)、配置軟硬件系統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的信息化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，對(duì)相關(guān)事故的分析和研究考慮因素較為單一，造成信息無(wú)法共享交流、系統(tǒng)操作復(fù)雜、信息孤島嚴(yán)重。此外，與煤礦安全生產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)具有共享的特征，而且對(duì)很多安全生產(chǎn)事故的分析和預(yù)警必須對(duì)不同專業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析才能得到正確的結(jié)果。重硬件、輕軟件重視對(duì)硬件的投入，如瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水位遙測(cè)系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、皮帶和水倉(cāng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、礦壓觀測(cè)系統(tǒng)、束管系統(tǒng)等等，輕視對(duì)專業(yè)分析軟件和技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用,海量數(shù)據(jù)沒有得到深層次的使用，只是數(shù)據(jù)的堆砌。雖然相關(guān)硬件系統(tǒng)也有軟件模塊，但主要是對(duì)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和簡(jiǎn)單的分析或閾值報(bào)警，與水、火、瓦斯、頂板等危險(xiǎn)源專業(yè)防治技術(shù)人員的結(jié)合不是十分緊密，也就是說，開發(fā)人員對(duì)地測(cè)、采礦、一通三防等專業(yè)技術(shù)不是十分精通，其軟件的實(shí)用性肯定受到影響。重事務(wù)處理、輕決策支持對(duì)安全生產(chǎn)而言，目前開發(fā)的軟件系統(tǒng)其主要目的是代替原來(lái)的手工管理方式，即替代手工繪圖、報(bào)表的生成和打印，他只是一個(gè)事務(wù)處理系統(tǒng)，而且以單機(jī)版為主，不具備基于最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面、系統(tǒng)的決策支持功能，無(wú)法根據(jù)最新的安全生產(chǎn)信息對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行高精度的分析、預(yù)警、傳輸，為位于不同地理位置的管理決策層的日常工作服務(wù)。缺乏與信息化相適應(yīng)的企業(yè)管理制度目前煤炭企業(yè)的管理模式還是為傳統(tǒng)的手工管理模式服務(wù)的，無(wú)法適應(yīng)信息化管理的需求，不能充分發(fā)揮信息技術(shù)快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)重大危險(xiǎn)源的分類模糊我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18218-2000對(duì)重大危險(xiǎn)源的概念定義為：長(zhǎng)期地或臨時(shí)地生產(chǎn)、加工、搬運(yùn)、使用、或貯存危險(xiǎn)物質(zhì)，且危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量等于或超過臨界量的單元?！鞍踩a(chǎn)法”第九十六條對(duì)重大危險(xiǎn)源的定義是：長(zhǎng)期地或者臨時(shí)地生產(chǎn)、搬運(yùn)、使用或者儲(chǔ)存危險(xiǎn)物品，且危險(xiǎn)物品的數(shù)量等于或者超過臨界量的單元（包括場(chǎng)所和設(shè)施）。安全生產(chǎn)系統(tǒng)的危險(xiǎn)狀態(tài)，其源于系統(tǒng)中客觀存在著導(dǎo)致事故發(fā)生的各種能量，當(dāng)能量的安全存在條件遭到破壞時(shí)，系統(tǒng)就處于危險(xiǎn)狀態(tài)，并具有較大的事故發(fā)生可能性。近年來(lái)，伴隨著對(duì)煤礦事故預(yù)防控制的需要，出現(xiàn)了“危險(xiǎn)源”、“重大危險(xiǎn)源”等概念。但究竟什么是煤礦井下危險(xiǎn)源，危險(xiǎn)源有哪些種類等問題，到目前為止尚無(wú)理論上的確切界定。有必要從本質(zhì)特征上將危險(xiǎn)源加以區(qū)分，為安全管理提供正確的理論指導(dǎo)。沒有建立多專業(yè)、多學(xué)科集成的重大危險(xiǎn)源檢測(cè)、識(shí)別和預(yù)警模型目前，我國(guó)相關(guān)科研院所對(duì)煤礦井下重大危險(xiǎn)源的檢測(cè)、辨識(shí)、預(yù)測(cè)和預(yù)警做了大量的研究工作，取得了一定的研究成果。但集成的重大危險(xiǎn)源辨識(shí)、檢測(cè)和預(yù)警模型還沒有完全建立，特別是基于多專業(yè)或多源信息的檢測(cè)、辨識(shí)、預(yù)測(cè)和預(yù)警模型還沒有實(shí)質(zhì)的進(jìn)展。具體來(lái)說就是通過檢測(cè)、監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的海量數(shù)據(jù)缺乏綜合性的數(shù)據(jù)挖掘，主要是基于閾值的報(bào)警（如瓦斯）。各檢測(cè)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)管理平臺(tái)相對(duì)獨(dú)立，信息不能共享對(duì)煤礦井下重大危險(xiǎn)源的研究已經(jīng)走過了較長(zhǎng)的歷程，但目前絕大多數(shù)礦井仍以專業(yè)為界線（監(jiān)測(cè)監(jiān)控、地測(cè)、通風(fēng)、運(yùn)輸、機(jī)電、調(diào)度、采礦等）分別研究、開發(fā)、配置軟硬件系統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的信息化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，對(duì)相關(guān)事故的分析和研究考慮因素較為單一，造成信息無(wú)法共享交流、系統(tǒng)操作復(fù)雜、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精度低。實(shí)際上，與煤礦安全生產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)具有共享的特征，而且對(duì)很多安全生產(chǎn)事故的分析和預(yù)警必須對(duì)不同專業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析才能得到正確的結(jié)果。10.缺乏集成的三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)目前的系統(tǒng)主要是二維的，表現(xiàn)形式單一，而且與綜合自動(dòng)化、在線檢測(cè)等系統(tǒng)的集合不緊密。更為關(guān)鍵的，現(xiàn)有的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理功能弱，無(wú)法適應(yīng)煤礦動(dòng)態(tài)生產(chǎn)的需求。上述問題的存在使得我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)沒有本質(zhì)的好轉(zhuǎn)，大量的信息化建設(shè)成果（硬件、軟件）在煤礦安全生產(chǎn)過程中也沒有取得預(yù)期的顯著成效，這就需要以新的思維開展新方法、新技術(shù)的研究，以集成的數(shù)字煤礦礦山架構(gòu)為目標(biāo)，突破我國(guó)目前煤礦安全生產(chǎn)信息化技術(shù)落后的局面，其最終目的是降低煤礦安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)煤礦的現(xiàn)代化、信息化管理。

1.3數(shù)字化礦山概況1.3.1數(shù)字化礦山建設(shè)歷程隨著自動(dòng)化、信息化技術(shù)的不斷發(fā)展及在煤礦行業(yè)的逐步應(yīng)用，我國(guó)數(shù)字化礦山的建設(shè)歷程主要分為如下幾個(gè)階段（參見圖1-2）：圖1-2數(shù)字化礦山的發(fā)展歷程目前礦井單一自動(dòng)化系統(tǒng)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，絕大多數(shù)單系統(tǒng)，例如主排水、主運(yùn)輸?shù)榷家褜?shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理。但到目前為此，雖然高速網(wǎng)絡(luò)及軟件技術(shù)得到了飛速發(fā)展，但數(shù)字化礦山建設(shè)絕大多數(shù)礦井仍然處于淺層次的綜合自動(dòng)化水平，主要實(shí)現(xiàn)了地面的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控。只有在單系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過高速網(wǎng)絡(luò)接入各單系統(tǒng)，充分?jǐn)?shù)據(jù)融合，建立合理的聯(lián)動(dòng)機(jī)制才能完成從單系統(tǒng)自動(dòng)化到綜合自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變，該部分的轉(zhuǎn)變從投入的資金和實(shí)現(xiàn)的容易度相對(duì)來(lái)講可實(shí)現(xiàn)性和可控性都比較容易，但是從綜合自動(dòng)化向數(shù)字化礦山發(fā)展，涉及的面比較廣，必須由多方共同來(lái)推進(jìn)，一般涉及到“綜合自動(dòng)化”、“空間數(shù)字化”及“管理信息化”三大方面，三者缺一不可，通過三者的有機(jī)融合，再通過合適的平臺(tái)例如三維可視化平臺(tái)進(jìn)行展示，同時(shí)通過科學(xué)合理的管理制度和流程加以應(yīng)用才是真正意義上有血有肉的數(shù)字化礦山。這階段的轉(zhuǎn)變除了需要大量的資金投入，更多的需要理念的轉(zhuǎn)變，相對(duì)來(lái)說難度較大，數(shù)字化礦山同時(shí)也是后續(xù)礦山數(shù)字化發(fā)展的基礎(chǔ)，在合適的環(huán)節(jié)加以有效的決策分析系統(tǒng)，必然能夠?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)層提供生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)向智能礦山的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)這一階段的轉(zhuǎn)變需要不斷的對(duì)決策分析系統(tǒng)進(jìn)行豐滿，完成信息化向知識(shí)化的轉(zhuǎn)變。

1.3.2數(shù)字化礦山建設(shè)各階段關(guān)鍵特征1.單系統(tǒng)自動(dòng)化階段關(guān)鍵特征（1）具備可靠和全面的傳感和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（2）具備可編程的控制系統(tǒng)。（3）具有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控功能。（4）單系統(tǒng)根據(jù)條件可以進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行。2.綜合自動(dòng)化階段關(guān)鍵特征（1）具備高速網(wǎng)絡(luò)通道。（2）實(shí)現(xiàn)各自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合。（3）具備一定的數(shù)據(jù)挖掘能力。（4）具備可建模的聯(lián)動(dòng)控制策略。3.數(shù)字化礦山階段關(guān)鍵特征（1）綜合自動(dòng)化、管理信息化、空間數(shù)字化三化數(shù)據(jù)融合；（2）在多維空間礦山實(shí)體的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)嵌入與礦山安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)相關(guān)的所有信息如環(huán)境參數(shù)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員、產(chǎn)量、業(yè)務(wù)管理信息等，并找出這些信息內(nèi)在的聯(lián)系，賦予數(shù)字化礦山更豐富的含義。（3）具備基于GIS的二維、三維或多維展示平臺(tái)。4.智能礦山階段關(guān)鍵特征（1）在數(shù)字化礦山的基礎(chǔ)上，運(yùn)用人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將煤礦行業(yè)內(nèi)各專業(yè)的專家思想及專業(yè)解決方案編制成若干可重復(fù)運(yùn)行、決策指揮的決策分析系統(tǒng)，能為安全生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供決策依據(jù)；（2）運(yùn)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦山的“物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化”。1.3.3數(shù)字化礦山定義 數(shù)字化礦山由數(shù)字地球的定義延伸而來(lái),即在礦山范圍內(nèi)以三維坐標(biāo)信息及其相互關(guān)系為基礎(chǔ)組成信息框架,并在該框架內(nèi)嵌入所獲得的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息及并對(duì)進(jìn)行分析、操作和決策。集團(tuán)數(shù)字化礦山的定義如下：“數(shù)字化礦山”是以先進(jìn)的煤礦機(jī)電及一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)、與信息化相適應(yīng)的現(xiàn)代企業(yè)管理制度為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為紐帶，以煤礦安全生產(chǎn)、高產(chǎn)高效、綠色開采、可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多源煤礦信息的采集、輸入、存儲(chǔ)、檢索、查詢、動(dòng)態(tài)修正與專業(yè)空間分析，并實(shí)現(xiàn)多源信息的多方式輸出、實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)分析處理與決策、專家會(huì)診煤礦安全事故與調(diào)度指揮等的現(xiàn)代化礦山系統(tǒng)。歸納起來(lái),“數(shù)字化礦山”主要涵蓋四大部分：網(wǎng)絡(luò)和底層支撐系統(tǒng)，綜合自動(dòng)化和在線檢測(cè)系統(tǒng)、安全和生產(chǎn)技術(shù)綜合管理系統(tǒng)、行政辦公和經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)。

1.4XX煤礦概況及數(shù)字化礦山調(diào)研現(xiàn)狀1.4.1XX煤礦概況1.礦井概況（1）交通位置XX。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2）自然地理（4）煤層及煤質(zhì)1.4.2XX煤礦數(shù)字化礦山調(diào)研現(xiàn)狀根據(jù)對(duì)XX煤礦數(shù)字化礦山綜合自動(dòng)化、信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)現(xiàn)狀的調(diào)研，XX煤礦各個(gè)系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)與建設(shè)情況參見表1-1、表1-2、表1-3、表1-4。表1總體網(wǎng)絡(luò)情況No綜合信息化管理平臺(tái)管理網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器類型節(jié)點(diǎn)類型數(shù)量建設(shè)時(shí)間集成廠商使用情況存在問題其他1No綜合自動(dòng)化集控中心控制網(wǎng)平臺(tái)投影與電視服務(wù)器類型節(jié)點(diǎn)類型數(shù)量建設(shè)時(shí)間集成廠商使用情況存在問題其他1表2綜合自動(dòng)化系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)與接入情況No接入子系統(tǒng)名稱接口方式接口協(xié)議監(jiān)測(cè)or控制主要監(jiān)測(cè)與控制量組態(tài)軟件接入廠商使用情況存在問題其他1綜采面監(jiān)控子系統(tǒng)未建設(shè)2主煤流運(yùn)輸集控子系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)目前井下只有中央大巷一條皮帶，皮帶設(shè)備已招標(biāo)，但設(shè)備還沒就位?？刂葡到y(tǒng)未招標(biāo)。3掘進(jìn)面監(jiān)控子系統(tǒng)未建設(shè)4井下排水監(jiān)控子系統(tǒng)未建設(shè)modbus就地控制系統(tǒng)為ZP-31自動(dòng)排水裝置。3臺(tái)水泵，2趟排水管路。控制射流閥、閘閥、泵電機(jī)等設(shè)備啟停。監(jiān)測(cè)水倉(cāng)水位、真空度、電機(jī)溫度、出口壓力、流量等參數(shù)。西門子觸摸屏。長(zhǎng)沙昌佳主排水控制系統(tǒng)已經(jīng)招標(biāo)，但系統(tǒng)目前還未建設(shè)。No接入子系統(tǒng)名稱接口方式接口協(xié)議監(jiān)測(cè)or控制主要監(jiān)測(cè)與控制量組態(tài)軟件接入廠商使用情況存在問題其他5井下供電監(jiān)控子系統(tǒng)未建設(shè)485/232接口中央變電所：17臺(tái)高開，20臺(tái)低開。開關(guān)控制，綜保參數(shù)監(jiān)測(cè)。接入廠商：淮南萬(wàn)泰。綜保：上海山源。井下供電監(jiān)控系統(tǒng)已招標(biāo)。但未建設(shè)。6通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)未接入RJ45接口就地控制為ABPLC。監(jiān)測(cè)軸承溫度、風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)、風(fēng)機(jī)風(fēng)量、靜壓、全壓、風(fēng)速、風(fēng)門開度、電源等狀態(tài)和參數(shù)。MCGS通風(fēng)控制系統(tǒng)已建成。正在使用。7壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)未建設(shè)4臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)選用英格索蘭。系統(tǒng)未招標(biāo)。8地面供電監(jiān)控子系統(tǒng)未接入高開31臺(tái)，低開183臺(tái)。高低壓開關(guān)柜有通訊機(jī)。系統(tǒng)未招標(biāo)9主副井提升監(jiān)控子系統(tǒng)未接入Profibus主控提升為S7-400。控制保護(hù)為S7-300。主站完成整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)處理，數(shù)據(jù)計(jì)算，通訊控制，系統(tǒng)管理，系統(tǒng)操作,系統(tǒng)保護(hù)等，實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)的各種工藝運(yùn)行方式。主控系統(tǒng)對(duì)過速，過卷等實(shí)行多重保護(hù)，完成系統(tǒng)故障分層次保護(hù)。輔控對(duì)影響提升機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵信號(hào)（如速度、容器位置、安全、減速、過卷等等）均采用多重保護(hù)。西門子WINCC。XX利雅得提升控制系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)完成，未驗(yàn)收。10副立風(fēng)井監(jiān)控子系統(tǒng)未接入接入廠商：XX榮和。電控系統(tǒng)：西馬格系統(tǒng)已建成，正在使用No接入子系統(tǒng)名稱接口方式接口協(xié)議監(jiān)測(cè)or控制主要監(jiān)測(cè)與控制量組態(tài)軟件接入廠商使用情況存在問題其他11生活、污水處理監(jiān)控系統(tǒng)未建設(shè)江蘇宜潔系統(tǒng)設(shè)備已招標(biāo)，但設(shè)備未到位，控制系統(tǒng)未招標(biāo)。12井下水處理系統(tǒng)未建設(shè)上海富大13水源井水處理子系統(tǒng)未接入無(wú)接口控制系統(tǒng)為ABPLC，1769-L32E。江蘇宜潔水源井水處理控制系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)完成，正在使用。14鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)未接入TCP/IP控制系統(tǒng)為和利時(shí)DCS。3臺(tái)鍋爐。對(duì)給煤、鼓風(fēng)、引風(fēng)、水泵的變頻控制，對(duì)爐膛負(fù)壓、煙氣氧含量、總水流量、煤量、電量等參數(shù)的監(jiān)測(cè)。MACSXX耐博鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)完成，正在使用。15選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)未建設(shè)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)為ABPLC。洗煤廠設(shè)備已招標(biāo)，但設(shè)備未完全到位，控制系統(tǒng)未招標(biāo)。16鋼絲繩在線監(jiān)測(cè)未接入JNDT-RT射陽(yáng)縣無(wú)損檢測(cè)研究所鋼絲繩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已建成，正在使用。17防火灌漿站系統(tǒng)未接入Modbus控制系統(tǒng)為ABPLC，1769-L32E。18井下皮帶秤無(wú)系統(tǒng)19煤倉(cāng)料位系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)20工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)未建設(shè)工業(yè)電視系統(tǒng)未招標(biāo)。21調(diào)度通訊系統(tǒng)未建設(shè)調(diào)度系統(tǒng)：上海山源。建設(shè)廠商：XX盛凱。調(diào)度通訊系統(tǒng)已招標(biāo)，未建設(shè)。表3煤礦安全六大系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)與接入情況No接入子系統(tǒng)名稱接入方式接口協(xié)議數(shù)據(jù)格式主要監(jiān)測(cè)與控制量系統(tǒng)型號(hào)接入廠商使用情況存在問題其他1安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)未接入KJ90NB重慶院已安裝完成。2人員定位系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)3井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)4井下壓風(fēng)施救系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)5井下供水施救系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)7無(wú)線通訊系統(tǒng)無(wú)系統(tǒng)8束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未招標(biāo)9礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10地面水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11井下水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)12瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)未接入控制系統(tǒng)未招標(biāo)表4數(shù)字化礦山信息化軟件平臺(tái)各個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)與接入情況No軟件接入子系統(tǒng)名稱是否建設(shè)接口方式接口協(xié)議主要功能廠商關(guān)聯(lián)系統(tǒng)使用情況存在問題其他1辦公管理系統(tǒng)（OA）2運(yùn)銷系統(tǒng)3財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)4人力資源管理系統(tǒng)5物資管理系統(tǒng)6安全隱患管理系統(tǒng)7煤礦專業(yè)GIS平臺(tái)No軟件接入子系統(tǒng)名稱是否建設(shè)接口方式接口協(xié)議主要功能廠商關(guān)聯(lián)系統(tǒng)使用情況存在問題其他8地測(cè)空間管理信息系統(tǒng)XX9通風(fēng)安全管理信息系統(tǒng)10采礦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)11礦井供電、固定與運(yùn)輸設(shè)備選型設(shè)計(jì)系統(tǒng)12機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)13安全生產(chǎn)技術(shù)綜合管理信息系統(tǒng)14煤礦三維可視化系統(tǒng)15煤礦本質(zhì)安全管理信息系統(tǒng)16礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)17應(yīng)急救援指揮管理信息系統(tǒng)18技術(shù)資料數(shù)字檔案館管理系統(tǒng)1.5數(shù)字化礦山工程建設(shè)的目標(biāo)和原則1.5.1數(shù)字化礦山建設(shè)總體目標(biāo)通過數(shù)字化礦山建設(shè)實(shí)現(xiàn)礦山資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術(shù)設(shè)備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)管理與決策科學(xué)化。數(shù)字化礦山工程建設(shè)是以礦山采掘系統(tǒng)的完整過程和具體需求為基礎(chǔ)，以地理空間為參考系，以煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)、在線數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和采礦專用技術(shù)為支撐，建立起系列化的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、輸出和決策支持模型以及軟硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采礦過程的信息化管理，大大降低安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。數(shù)字化礦山包含三個(gè)層次：一個(gè)層次是將“數(shù)字化礦山”中的固有信息（即與空間位置直接有關(guān)的固定信息，如地面地形,井下地質(zhì)、開采方案、已完成的井下工程等）數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來(lái)一個(gè)“數(shù)字化礦山”，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體；另一個(gè)層次是在此基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)信息（即空間位置間接有關(guān)的相對(duì)變動(dòng)的信息，如地測(cè)、水文、儲(chǔ)量、安全、機(jī)電、人事、生產(chǎn)、技術(shù)、營(yíng)銷等）組成一個(gè)意義更加廣泛的、多維的“數(shù)字化礦山”。最后一個(gè)層次是數(shù)據(jù)的綜合分析和決策支持。

1.5.2數(shù)字化礦山建設(shè)具體目標(biāo)1.加強(qiáng)底層設(shè)備自動(dòng)化的建設(shè)XX煤礦“數(shù)字化礦山”的建設(shè)采用技術(shù)領(lǐng)先、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的千兆工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，集成全礦各個(gè)生產(chǎn)安全子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，完成生產(chǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整合，保證數(shù)據(jù)同企業(yè)管理決策信息系統(tǒng)無(wú)縫的連接，保證整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效性、一致性，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)和系統(tǒng)間能夠?qū)崟r(shí)的交換和數(shù)據(jù)共享。加強(qiáng)井下感知物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)提高底層監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器的可靠性，加大無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)傳感器的應(yīng)用，感知礦井各個(gè)地域的環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化在線檢測(cè)。通過工業(yè)以太網(wǎng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控等采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)信息化的標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)最大程度的數(shù)據(jù)共享。加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)綜合管理系統(tǒng)建設(shè)建設(shè)基于（2D＋3D）地理信息系統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)管理系統(tǒng)。數(shù)字化礦山是一個(gè)典型的多部門、多專業(yè)、多層次管理的煤礦空間信息共享與Web協(xié)作應(yīng)用平臺(tái)。煤礦空間數(shù)據(jù)應(yīng)用涉及到地質(zhì)測(cè)量、一通三防、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)技術(shù)、礦井安全、安全監(jiān)察、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)電設(shè)備等專業(yè)數(shù)據(jù)的輸入、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析和輸出等多個(gè)生產(chǎn)專業(yè)部門環(huán)節(jié)上的信息，涉及面廣，更新快，由大量的圖形、圖像、屬性數(shù)據(jù)以及元數(shù)據(jù)構(gòu)成。統(tǒng)一建設(shè)的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)多部門、多專業(yè)、多層次的數(shù)據(jù)共享。加強(qiáng)重大危險(xiǎn)源預(yù)測(cè)預(yù)警和決策支持系統(tǒng)建設(shè)由于XX煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，危險(xiǎn)源較多，應(yīng)運(yùn)用GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、專家系統(tǒng)等開展煤礦井下水、火、瓦斯、頂板等重大危險(xiǎn)源檢測(cè)、識(shí)別及預(yù)測(cè)預(yù)警，將煤礦井下各類危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)集成于同一平臺(tái)，基于WebGIS統(tǒng)一展示，實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)的早期預(yù)測(cè)預(yù)警，以提高煤礦重大危險(xiǎn)源預(yù)警能力，降低重大危險(xiǎn)源事故發(fā)生率，進(jìn)而提高煤礦整體安全管理水平。加強(qiáng)高精度三維透明化地質(zhì)模型和三維可視化系統(tǒng)甚至虛擬礦井建設(shè)構(gòu)建包含各種復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造（正斷層、逆斷層、陷落柱、含水層、老窯區(qū)等）的高精度三維地質(zhì)透明化模型，并實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新。有效地支持大型數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)信息流通訊技術(shù)，集成安全監(jiān)測(cè)、綜合自動(dòng)化、通訊視頻等各類工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，構(gòu)建礦井“采、掘、機(jī)、運(yùn)、通”專業(yè)仿真模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全礦井“監(jiān)測(cè)、管理、控制”的一體化，最終實(shí)現(xiàn)基于三維虛擬礦井平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化、分布式綜合管理，為煤礦安全生產(chǎn)管理提供保障。

1.5.3數(shù)字化礦山建設(shè)的預(yù)期效果XX煤礦數(shù)字化礦山，系統(tǒng)建設(shè)完成后，能夠?yàn)槊旱V安全生產(chǎn)管理帶來(lái)的預(yù)期效果：（1）安全管理由事先預(yù)防向事先預(yù)控發(fā)展。（2）生產(chǎn)系統(tǒng)由自動(dòng)化向智能化發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)少人（無(wú)人化）作業(yè)。（3）各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由單一工作向協(xié)同工作發(fā)展。（4）綜合管理數(shù)據(jù)輸入發(fā)展為全部數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成。（5）由監(jiān)測(cè)監(jiān)控功能向輔助分析管理功能發(fā)展。（6）調(diào)度監(jiān)控由菜單式提取升級(jí)為區(qū)域立體展示，由故障（事故）被動(dòng)跟蹤向主動(dòng)報(bào)警提示發(fā)展。（7）礦井各系統(tǒng)由二維模擬發(fā)展為虛擬礦井三維綜合管理系統(tǒng)展示和控制功能。

1.5.4數(shù)字化礦山建設(shè)指導(dǎo)思想根據(jù)黨的十七屆五中全會(huì)精神和“十二五”發(fā)展規(guī)劃的要求,集團(tuán)深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，著力構(gòu)建新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)信息化發(fā)展的支撐能力；著力推動(dòng)信息化與新型工業(yè)化深度融合，構(gòu)建現(xiàn)代“兩化”產(chǎn)業(yè)體系。技術(shù)領(lǐng)先采用國(guó)內(nèi)一流和世界先進(jìn)的技術(shù)和裝備，實(shí)施科學(xué)開采，努力提高礦井的信息化和自動(dòng)化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工作條件、減少井下人員。利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、高精度透明化三維地質(zhì)模型等前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，研究重大危險(xiǎn)源預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù)，對(duì)整個(gè)采礦過程的數(shù)字化和智能化。煤炭的開采工藝上，集團(tuán)利用技術(shù)領(lǐng)先的“數(shù)字化礦山”三維可視系統(tǒng)，通過模擬采煤演示和組織專家論證，確定采用適合于礦區(qū)煤層特點(diǎn)的最佳開采工藝和技術(shù)；在礦井的生產(chǎn)和建設(shè)中，集團(tuán)應(yīng)突出技術(shù)創(chuàng)新，不斷地研究和推廣“數(shù)字化礦山”的領(lǐng)先技術(shù)，促進(jìn)煤礦建設(shè)與安全生產(chǎn)各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步。管理現(xiàn)代利用現(xiàn)代化管理手段，借助“數(shù)字化礦山”的各類信息，應(yīng)用“數(shù)字化礦山”系統(tǒng)，提高煤礦管理工作的效率，在盡力確保安全的基礎(chǔ)上，提高職工的健康水平和素養(yǎng)