摘要：智慧矿山是以透彻感知、深度互联和智能应用为主要特征的矿山信息化建设新阶段，它是在数字矿山和感知矿山的基础上，进一步应用云计算、大数据、人工智能等先进技术，发展而来的。结合煤炭行业的自身特点和信息化需求，从硬件和软件两个方面，指出现有智慧矿山发展中存在的相关问题，同时就实际应用中的典型应用场景中进行分析讨论，并提出了智慧矿山未来的发展方向。

关键词：智慧矿山;5G;关键技术;典型应用

中图分类号：TD67               文献标识码：A

一、引言

智慧矿山是基于现代智慧理念，将物联网、大数据、人工智能、机器人、智能装备、5G等与现代煤炭开发利用深度融合，形成矿山全面感知、实时互联、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，全面打通“人、机、环、管”之间的障碍，实现矿井开拓、采掘、安全、运输、通风、洗选、经营管理、绿色环保等全过程智能化运行。由于我国煤炭开采以井工开采为主，占到80%左右，地质条件复杂、开采装备系统庞大、作业环境较差，属于劳动密集型行业，对智能化、无人化开采有着天然的需求。因此，加快建设煤炭行业智慧矿山，实现高质量发展具有重要意义。

二、现代化采矿工艺技术概述

自从改革开放以来，我国社会经济和工业生产获得了高速发展，诸多行业都需要能源的投入，因此导致能源使用量不断增大。矿产资源作为现代能源的重要部分，为我国经济发展提供了动力和支持。现代开采工艺和技术不断进步，矿产资源总量有所增加，但是和西方发达国家相比，我国的采矿工程技术进步力度不足，在某些领域的矿产资源开采上，还存在着技术的滞后性问题。最典型的是很多开采技术无法适应我国多变的地质环境。采矿工程是一项具有复杂性和一定危险性的作业，因此必须要在技术上下功夫，提高我国采矿工程工艺和技术的水平，提升现代化采矿的安全性，使工作人员能够利用新型采矿技术促进我国采矿工程不断发展。另外一方面，我国采矿工程技术运用的过程当中容易受到环境的影响，我们必须要保证一方面有效地开采矿产资源，另外一方面要最大限度的维护采矿企业的经营收益，还有应当利用采矿工艺和技术，维护开采过程的安全性。现代先进的采矿技术应当要能够针对不同的地质环境和工程情况展开工作，做好结构防护，这样才能保证工作过程的安全高效，根据矿产资源的分布结构，采取有针对性的采矿工艺，特别是针对地质环境较为复杂的地区，应当采用多元化的技术进行矿产资源开采，根据实际需要调整采矿手段。

三、智慧矿山的建设现状

（1）基础设施建设情况。在国内，由于现阶段的相关硬件设备情况不齐全，导致无法实现智慧矿山的很多功能。同时，由于企业对智慧矿山建設认知不足或对自身需求不清晰，智慧矿山建设过程中软件配置也并不全面，造成智慧矿山功能不全。甚至有的企业对自身所具有的软件不了解或者软件不适用，致使企业在智慧矿山的建设中，软件配置混乱，最终导致软件的利用率低，软件种类混杂甚至发挥不了应有的作用。（2）功能体系设计能力。企业智慧矿山功能体系设计中，对自身已有的功能体系建设认知不清，对系统功能设计不科学，导致系统功能重复，致使企业拥有大量多余无用的智慧矿山系统功能。（3）数据信息分析能力。企业智慧矿山建设中，生产过程十分复杂，再加上企业在智慧矿山体系上，设计认知能力不高，且数据集成比较困难，导致很多数据信息无法被精确还原，不利于精细化管理。同时，在缺少科学的上下传达体系的情况下，多个生产管理阶段的数据无法进行深入认知，致使数据传输效率低下，这直接导致数据展示能力较弱。

四、发展智能化矿山与采矿工艺技术深度融合的方法

1.大数据技术

由于大量传感器的应用必将产生海量数据，需要大数据技术进行存储、管理、分析。煤矿大数据技术需要设计一种能够容纳结构化、非结构化数据共同参与的分析平台，将传感器数据、监控视频流、人工产生的数据参与到大数据分析平台中，确保数据分析的全面性。同时，大数据的挖掘与知识发现是智慧煤矿的核心技术之一，需要充分利用大数据处理技术挖掘数据背后的规律，为安全生产、管理决策提供及时有效的依据。

2.动态布置场地

BIM技术能够在工程建设的很多中间环节发挥独特的作用，例如可以对矿区混凝土建筑以及管道的搭建位置和安全性进行准确的评估，保证建筑工程的健康推进。BIM技术在动态规划平面施工场地上的应用还有很多，建模过程中就可展示出工程漏洞，便于在出现问题前进行有效整改，以保障工程的安全性。工程师还将收集到的各类信息再利用BIM技术进行汇总处理，建立矿区内所有建筑物的三维模型。该类工程中，项目决策人员通过将矿区内矿体巷道三维化布局，可以看出BIM技术能够有效解决CAD无法实现的功能。

3.采用合理科学的矿产开采技术

在进行矿产开采以及采掘工艺的过程中，通过探索创新开采技术，减少开采过程中安全事故以及质量问题的发生，提高整个开采工作的效率，尤其是对急倾斜中厚-厚矿体（平均厚度30～35m）、矿岩中等稳固至稳固，但走向长度短（110～120m），按照“隔三采一”12m采幅的采场布置原则，最多可布置3个采场，这样将会很快进入二步骤回采。无法达到高效开采，也是制约产能的不利因素。因此，采用了对该矿体中布置若干个高阶段百米采场，以缩短采场准备时间、提高回采强度、增加经济效益。

五、结语

在我国现代采矿工程应当重视对于现代化采矿工艺技术的使用，还应当注重采矿技术的未来发展，在开采矿产资源的同时要注重对于环境资源和利益的保护，提升我国现代采矿工程的现代化水平。

参考文献：

[1] 张宝明.建设智能化矿山，促进煤炭工业持续健康发展[J].中国煤炭工业，2019（01）：9.

作者简介：

梁才浩（1987.07- ），男，采矿工程师，四川省煤炭设计院工程师，从事采矿设计工作。

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