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1、發展智慧礦山的可行性研究報告 班級：采試1301班成員：馬亮亮、周興、伍林峰、劉佳鑫、蘇漢鵬指導老師：鄧紅衛2015.9摘要目錄摘要- 1 -第一章 智慧礦山的發展背景- 3 -第二章 智慧礦山的概念與體系- 3 -2.1基本概念- 3 -2.2主要體系- 4 -第三章 智慧礦山的發展意義- 5 -第四章 國外對智慧礦山建設的探索- 5 -4.1國內對智慧礦山的探索- 6 -4.2 國外對智慧礦山的探索- 8 -第五章 智慧礦山建設的內容- 9 -第六章 智慧礦山關鍵技術及實現路徑- 9 -6. 1 物聯化- 10 -6. 2 互聯化- 10 -6. 3 智能化- 11 -第七章 智慧礦山的運2、行管理- 11 -7.1智慧礦山日常生產管理- 11 -7.2智慧礦山的應急管理- 12 -第八章 智慧礦山建設的可行性- 12 -8.1各方面的合作與支持- 12 -8.2國家產業政策支持- 13 -8.3技術方面的保障- 13 -第九章 結語- 15 - 16 -第一章 智慧礦山的發展背景礦山生產模式大致經歷了四個階段:一是原始階段,即主要通過手工和簡單挖掘工具進行礦產采掘活動,無規劃、效率低、資源浪費極大。二是機械化階段,即大量采用機械設備進行礦產生產活動,機械化程度較高,但仍無規劃、生產較粗放、資源浪費比較嚴重。三是數字化礦山階段,采用自動化生產設備進行作業生產,采用信息化系統作為經營3、管理的工具,實現數字化整合、數據共享和互操作,但仍面臨諸多系統集成、信息融合、數據存儲與分析等復雜問題,而且核心仍圍繞擴大開采量,對綠色開采、人文關懷、可持續發展等方面仍不夠重視。四是智慧礦山階段,通過智能信息技術的應用,使礦山具有人類般的思考、反應和行動能力,實現物物、物人、人人的全面信息集成和響應能力,主動感知、分析、并快速做出正確處理的礦山系統,人為的因素將降低最低程度,礦山企業的人財物產銷存等能協同、自動運作,實現礦山企業的集約、高效、可持續發展。新一代互聯網、云計算、智能傳感、通信、遙感、衛星定位、地理信息系統等各項技術的成熟與融合,實現數字化、智能化的管理與反饋機制,為智慧礦山發展4、提供了技術基礎。在芬蘭、加拿大、瑞典等發達國家已為此目標發展了20多年 ,我國正處于起步階段。隨著智慧化成為繼工業化、電氣化、信息化之后世界科技革命又一次新的突破。由于地質采礦條件復雜、生產體系龐大、采掘環境多變等特點礦山企業生產和經營管理也具有不同于其他行業的特殊性。因而，在自動化礦山、數字化礦山的基礎上，迫切需要創新管理模式和技術手段，建設綠色、智能和可持續發展的智慧礦山。筆者基于智慧地球的理念，研究智慧礦山的內涵、架構、關鍵技術和路徑，旨在構建智慧礦山工程理論框架和方法體系。第二章 智慧礦山的概念與體系2.1基本概念智慧礦山是以互聯網和物聯網為主要載體的現代礦山建設的總稱，依托實時礦山測5、量、GPS(GlobalPositioningSystem) 實 時 導 航 與 遙 控、GIS(GeographicInformationSystem) 管理與輔助決策和3DGM(Three dimensionalGeologicalModeling) 的應用，是對礦山當前問題的一種積極的解決方案。智慧礦山是對現有互聯網技術、智能信息處理技術和傳感器技術等的高度集成，是實時定位技術與實體基礎設施、信息基礎設施的有效集合。智慧礦山是數字礦山的延續和發展，是在物聯網技術上發展起來的一種高度智能化現代礦山管理模式。概括地說，智慧礦山至上而下可以分為智慧層、傳輸層和感知層三層體系。感知層主要解決礦山6、井下環境數據的采集;傳輸層則是感知層和智慧層的連接樞紐，它將感知層獲取的數據傳輸到智慧層;智慧層對采集到的信息進行識別、處理、綜合分析、預期結果和作出決策。2.2主要體系智慧礦山是建立在數字礦山基礎上，可以完成礦山企業管理所需要的所有信息的精準實時采集、網路化傳輸、可視化展現、規范化集成、自動化操作和智能化服務的智慧系統。智慧礦山正在構建一種新的礦山企業管理模式。首先是將多種智能傳感器廣泛的嵌入到礦山生產環境中，包括人員、設備和物質等，使物理世界可以盡可能地被感知，信息技術向物理世界延伸，物理世界被盡可能地數字化，實現更透明的感知，構成一個 “傳感網”(SensorNetworks); 然后利7、用各種通訊技術，把傳感網獲取到的信息與通訊系統連接起來，以實現人與人、人與物、物與物之間的相互對話。通過控制系統或是管理人員，把信息反饋到各個接收終端，實現物體的智能化。這樣，人與接收終端之間，接收終端與控制系統之間，人與控制系統之間就可以相互交流，就建立起了物聯網 (InternetofThings)。最后將物聯網信息通過互聯網技術整合起來，再通過超級計算機或是 “云計算，應用各種數據處理技術，傳遞數據、分析數據、建立模型和預測結果，為管理人員提供決策支持和解決方案，對整個礦山進行實時動態理。智慧礦山系統結構下圖所示。第三章 智慧礦山的發展意義到目前為止，采礦技術已經經歷了原始階段機械化階段8、數字化階段，正在向智慧化方向邁進。智慧化是礦山技術發展的最高形式，只有實現了智慧化、實現了危險場所的無人值守，才能極大地提高生產效率和安全水平，并從根本上實現安全礦山、幸福礦山、和諧礦山的目標。智慧化是提高生產效率、保證安全的最好手段之一。礦山技術方面，近年來有了長足的進步。在有的方面，已經在國際上達到了領先水平。只要朝著智慧礦山發展，快速行動，我們就可能搶占先機，整體上率先達到智慧礦山的領先水平。智慧礦山的建設，將可以達到下列目標:實現我國采礦技術和產品的智慧化，實現產業的大轉型、技術大提高。第四章 國外對智慧礦山建設的探索4.1國內對智慧礦山的探索國內智慧礦山進入新的發展階段，在國家層面，9、國家歷來重視礦山企業信息化的整體建設，希望引入新的創新技術和科技手段來提升礦業技術裝備水平，提高生產作業安全管理水平，改善我國礦山資源在開發采掘過程中的綜合質量，從而促進礦山企業進行管理變革，增強與國際市場的高產、高效、高質量、低成本礦產品的內在競爭能力。在企業層面，隨著經濟全球化的迅速發展，我國礦山企業正面臨激烈的市場競爭，大力推進礦山企業管理，走智慧礦山模式，已經成為現代礦企適應市場需求，提高自身競爭力的必經之路。在國家政策大力推進“兩化融合”，促進智慧礦山建設。“兩化融合”是指信息化和工業化的深度結合，其核心是以信息化作為支撐，追求工業的可持續發展。我國礦山企業的信息化程度一直較為落后、10、實際應用能力較差。在經營過程中，礦山企業逐漸認識到過去粗放式的經營管理模式已經不可持續，轉而追求建設高產高效的現代化礦井。通過提高管理效率和生產效率，礦山企業能夠獲取更多利潤并降低安全風險，而目標的實現離不開先進、完善的信息化系統。長期來看，礦山信息化水平發展到高級階段后，以具有高度智能管控能力、安全可靠、綠色環保和可持續發展為特征的“智慧礦山”將成為現實。因此，以不斷提高信息化水平來促進礦山企業的現代化建設已經成為礦山行業發展的必然趨勢，最終通過高度信息化促進“智慧礦山”的實現。新一代信息技術的應用不斷深化，礦山企業正快步邁向智慧化時代借助物聯網、移動互聯網、云計算等新一代信息技術, 礦山企11、業正快步迎來智慧化時代。多家礦山企業實現了井下應急調度指揮“一呼百應”,如遇突發事件可即時通知到每名井下礦工；瓦斯、溫度等關鍵數據可自動實時監測、超限報警。通過井下無線感應器,智慧礦山系統能實時監測井下瓦斯、風速、溫度、負壓、一氧化碳等環境參數和各種機電設備開停、斷電狀態等設備運行參數。智慧礦山系統實現物聯網技術在采礦領域的突破和發展，井上、井下通信調度一體化和快速應急指揮，提高了工作效率和應急事件反應速度。因此，礦山企業應抓住新一代信息技術帶來的發展機遇，將數字礦山建設與整個企業的技術創新、管理改革相結合，利用信息化、數字化、物聯網新技術提升和改造傳統采礦業，不斷開創安全、高效、綠色和可持續12、的礦業發展新模式。IT廠商競爭加劇，礦山企業信息化選型前瞻性和務實性并重在旺盛的應用需求推動下，為了加快礦山企業實現從“數字礦山”向“智慧礦山”升級，各個IT廠商不斷推出智慧礦山解決方案，基于移動互聯網、物聯網、云計算等新技術，以保障安全生產為核心，以助力礦山企業管理為目標，通過整合礦山企業現有信息化系統，實現井上井下信息資源共享、工作流程優化。目前，智慧礦山系統在提升礦山安全生產保障水平、優化礦山生產工作流程、提高礦山企業管理效率方面成效顯著，得到了廣大礦山企業的認可。礦山企業在信息化選型方面前瞻性與務實性并重，不僅考察廠商品牌、信息化集成應用理念先進性、數據交互高效性，更將關注的重點放在廠13、商的礦山企業成功案例、產品報價、實施服務能力、產品應用的安全性、可擴展性等方面。隨著智慧礦山應用技術的不斷發展和創新，礦山的生產和組織方式將會變得越來越“安全、綠色、智能、高效”。因此，2014年智慧礦山建設將呈現出以下主要趨勢：支持更透徹感知的實現、支持更全面的互聯互通、支持更深入的智能化。支持更透徹感知的實現：通過運用各種感知技術，能夠更加全面、準確、實時地感知人、物和環境的信息。 如：在數據采集方面，將會從手工錄入向自動采集，并且實現一次錄入，全員共享方向發展；在裝備方面，將會更加可靠、更加智能，故障修復將會從人工經驗診斷、人工修復向系統自我診斷、系統自愈方向發展。支持更全面的互聯互通：14、運用網絡、通信、交互、集成等技術，實現人與人、人與物、物與物間的信息交互，系統間的橫向集成和縱向互通。如：在通信與網絡技術方面，將會從有限的互聯互通向泛在的互聯互通方向發展，帶寬將會越來越寬，網絡將會越來越穩定可靠；在系統人機界面方面，將會從二維平面向三維立體方向轉變，并且支持多種終端界面，例如：PDA、iPad、手機等；在信息系統方面，將會從煙囪式、孤島式信息系統向集成統一平臺方向發展，支持開發的協議，支持SOA架構。支持更深入的智能化：運用數據挖掘、知識發現、專家系統等人工智能技術，實現生產調度指揮、資源預測、安全警示、突發事件處理等決策支持功能，實現礦山的智能化。如：在控制技術方面，將會15、從手動干預、有人值守向自動控制、無人值守方向發展，從局部的、有限的控制向全局的、泛在的控制方向發展；在安全管理方面，將會由被動的、事后響應式管理向主動的、事先預警、預控方向發展；在決策支持方面，將會從經驗決策向智能化決策方向發展。4.2 國外對智慧礦山的探索21 世紀各種現代技術飛速發展，礦山數字化、智能化已成為現代礦山建設的重要標志。信息技術、定位技術、通訊技術和自動化技術的迅速發展和應用，深刻地影響和改變著傳統礦業沿襲百年的生產工藝和組織管理模式。遙控采礦、無人工作面甚至無人礦井等已在加拿大、瑞典、美國、澳大利亞等國成為現實。20 世紀 90 年代初，加拿大開始研究遙控采礦技術，目標是實現16、整個采礦過程的遙控操作，且已研制出樣機，并在 INCO 公司的幾個地下鎳礦試用，實現從地面對地下礦山進行控制。INCO公司通過地下通訊、地下定位與導航、信息快速處理及過程監控系統，實現了對地下開采裝備乃至整個礦山開采系統的遙控操作。加拿大還制訂出一項擬在其北部邊遠地區的一個礦山實現無人礦井的規劃，即從薩得伯里通過衛星操縱礦山的所有設備實現機械自動破碎和自動切割采礦;1992 年芬蘭提出的智能礦山計劃，該計劃涉及采礦過程實時控制、礦山信息網建設、新機械應用、資源實時管理和自動控制等 28 個專題，擬通過采用高新技術提高礦山生產效率和經濟效益，實現硬巖露天礦和地下礦山的設備自動化和生產實時智能化控17、制。美國 Modular 采礦系統公司則認為智能礦山建設是一項復雜的系統工程，涉及現代信息、自動控制、可視化和虛擬現實技術，以及采礦、地質、測繪、系統工程等多學科，是礦山生產、管控與決策過程的智能化，可分為局部裝備與局部流程的智能化和全礦山智能化兩個層次，并將其采礦管理集成化命名為 INTEL-LIMINE 決策平臺(Dispatch)自動采礦技術是智慧礦山的重要組成部分，該技術 的 研 發 始 20 世 紀 80 年 代 中 期。加 拿 大NOANDA 公司為滿足自身發展需要，研制了多種自動遙感設備，包括卡車與鏟運機 LHD(Load Haul Dump ) 光學導航系統 和 LHD 遙 控18、 系 統等。1994 年，澳大利亞聯邦科學和工業研究組織(CSIO)聯合研制了露天礦索斗鏟巡航系統與精確卸載模型，并開發了地下金屬礦 LHD 自動控制系統;1996 年，挪威 DYNO、加拿大 INCO 和芬蘭 TAM-OCK 公 司 合 作 投 資 了 一 個 采 礦 自 動 化 計 劃(MAP)，旨在通過 MAP 有效開發深部或復雜難采礦體、減少交接班及進出礦井等無效工時、提高勞動生產率、降低作業成本。之后，瑞典也制定了向礦山自動化進軍的“GOUMTECKNIK”戰略計劃。如今，基于采礦流程全自動化即無人采礦(Unmanned-mining，或 Hands offmining)技術的無人工19、作面和無人礦山，已成為 21 世紀采礦技術革新的重要領域之一。在國外，一些礦業巨頭對智慧礦山建設已有初期的探索。加拿大國際鎳公司在斯托比(STOBIE)礦建成了一種基于有線電視和無線電發射技術相結合的地下通訊系統，并在中央控制室安裝了數據庫系統、模擬系統和規劃設計軟件等智能控制系統，這種功能很強的寬帶網絡與礦山各中段的無線電單元相結合，可傳輸多頻道的視頻信號。智能控制系統將接收到的信息經過分析處理，直接向采礦設備發送工作指令，操作每臺設備。該礦除了固定設備已實現自動化外，鏟運機、鑿巖臺車、井下汽車均已實現了無人駕駛，工人只需在地面遙控這些設備。設備基本上是自主運行，整個井下工作面基本上不需工作20、人員。第五章 智慧礦山建設的內容智慧礦山建設是一個龐大的系統工程，它所涉及的內容包括數據采集、安全生產和經營管理等多個領域。主要包括以下六個方面:(1)對整個礦山的整體規劃建設；(2)數據采集建設;(3)物聯網建設;(4)監控網絡建設;(5)辦公與控制系統建設;智能決策系統建設。在此基礎之上，智慧礦山系統能對礦山進行數據的實時采集、更新并保證數據的準確性。再對這些數據進行分析利用，不斷地對礦山生產進行優化，為企業提供決策信息和解決方案，最大地發揮它的作用。第六章 智慧礦山關鍵技術及實現路徑智慧礦山可視為一個復雜的自感知、自調節的閉環系統，該系統包含感知、傳輸與互聯、優化( 或稱智慧化處理) 與21、反饋，以及復雜的信息流、控制流、知識流、價值流的協同優化。實施智慧礦山工程的關鍵在于物聯化、互聯化和智能化。6. 1 物聯化物聯化是基于傳感器將可見性擴展到礦山系統中，提供以前無法利用( 不可用或數據收集成本過高) 的新實時數據源。物聯化層主要由各類傳感器、致動器、可編程的邏輯控制器和分布式智能傳感器組成，它以控制引擎為基礎，具有大量實體基礎設施。現代無線通信技術的應用意味著無需物理布線就可將傳感器和致動器放在一個環境中。礦山地質采礦條件復雜、生產體系龐大、采掘環境多變，需要應用物聯網技術進行實時監測監控，獲得更多信息。按照透徹感知的要求，礦山的自然對象、機械設備、各類系統都可植入感知器和數據22、提取裝置，通過感知器反映對象的靜態、動態屬性。為保障礦山的安全生產，感知提取的信息應包括: 感知礦山災害風險，實現各種災害事故的預警預報; 感知礦工周圍安全環境，實現主動式安全保障; 感知礦山設備工作健康狀況，實現預知維修。物聯化關鍵技術和功能要求如下: 數據捕獲和控制。集成大量傳感器和設備; 能夠收集和移動數據; 執行本地命令，采取行動; 運行分布式操作邏輯。管理分布式設備基礎設施。能夠管理設備和傳感器; 提供設備的遠程配置和管理; 能夠監控和提供這些設備及其數據的安全性。6. 2 互聯化互聯化旨在將各種輸入數據映射到關注事件中的事件服務，這類數據可結合其他存在于整個礦山中的相關事件信息，形23、成豐富的數據源，用于改善決策。互聯化層由互聯軟件工具、各類互聯模型和支撐智慧應用的軟件包組成，通過各類通信設備將信息局部匯總、全局匯總，實現系統的按需組合、運算、優化，按照智慧性、廣域性進行加工和關聯，最后通過各類設備反饋給用戶。在一個礦山系統工程中，可同時存在成百甚至上千個控制系統，每個系統執行各自的專門任務。目前，全國礦山已基本完成了監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等系統的建設。為了有效監控這些領域，需要聚集所有的單獨系統，將不同系統的監測數據進行有效集成，并在互聯化層執行任務。互聯化關鍵技術和功能要求如下: 事件處理和服務。事件和流處理; 數據識別、聚集和關聯。24、數據建模和集成。針對域的信息模型; 可互操作的信息框架; 與現有數據集成; 聯合數據管理。流程整合。擴展現有系統，并啟用新的業務流程; 監控業務流程; 為系統和人員提供信息。6. 3 智能化智能化是數學算法和統計工具針對系統集成的進一步拓展。基于智慧應用軟件和工具，智能化層可執行結果預測、場景建模和模擬，以輔助管理，使決策過程更加科學。智能化的關鍵在于理解礦山業務需求，為礦山管理者提供工具和用戶接口( 訪問應用程序和數據) 。智能化主要體現在: 隨需性，即按照用戶的要求提供任何形式的服務; 普適性，即任何時間、任何地點的服務; 敏捷性，即提供操作可視、便捷的服務; 綜合性，即按照復雜的計算模型25、和數學模型，給決策人員智慧的優化服務。根據這些特點，智慧礦山的應用端包括: 計算機終端、電話、移動手機、智能終端、IPTV、電視、移動視頻、三維圖形終端、自然界模型終端等。智能化關鍵技術和功能要求如下: 分析功能。針對域的分析應用程序和數學模型的應用程序設計; 績效指示板和關鍵績效指標的確定。業務優化。用于實現優化的模型業務流程; 優化技術的應用程序; 優化資產使用情況并簡化業務流程; 改善操作邏輯和業務規則。業務流程服務。事件驅動SOA 流程; 動態傳感和響應; 企業應用程序集成。第七章 智慧礦山的運行管理7.1智慧礦山日常生產管理智慧礦山系統的綜合運行，需要礦山管理人員與控制系統來指揮調度26、:促使礦山的運行與礦山的生產計劃相銜接;綜合指揮指令中心，作為智慧礦山的“司令部”，指揮協調整個礦山的生產運行;負責智慧礦山系統的日常維護和升級工作，比如數據的存儲、維護和分析，軟、硬件設備的運行維護和升級。7.2智慧礦山的應急管理眾所周知，井下現場情況時刻處于動態變化之中，并且危險源比較分散，規律也難以把握。在井下遇到突發事件，如巖爆、透水、坍塌等災害時，應立即啟動突發事件應急系統，最大程度地保證井下工作人員的人身安全。第八章 智慧礦山建設的可行性8.1各方面的合作與支持“產、學、研、用、銀、協、府”各方認識到智慧礦山建設的緊迫性，都有強烈的聯合意識，都決心聯合起來，促進我國礦山生產安全技術27、的提高和制造產業的轉型，使我國采礦技術走在世界的前列。自從我們從事有關智慧礦山聯盟的的研究和咨詢以來，得到了“產學研用銀協府”7個方面的積極響應。（1）產：生產企業有傳統的采礦設備制造廠家、有軟件廠家、監控廠家，等等多個方面。他們已經自覺或者不自覺的將研發產品向智慧化、智能化、自動化方向發展。但是，總體上勢單力薄。這是一個巨大的力量。（2）學：國內礦業方面著名的大學中國礦業大學、遼寧工程技術大學、山東科技大學、北京科技大學，清華大學電子信息學院等認識更加強烈。（3）研：煤科總院以及其十多個研究分院，都在積極向智慧化、智能化方向發展，但是總體上以國家立項支持的為主，一般不涉及國家不立項的部分。（28、4）用：國內大型煤炭企業，例如神華集團、中煤集團、山東能源集團、兗州礦業集團、山東招遠黃金集團、山東黃金集團、山西焦煤集團等等，都在搞智慧化。（5）銀行：中國工商銀行 北京海淀支行，北京銀行、中信銀行等都樂意為智慧礦山和聯盟綜合授信，授信額度可以在聯盟成員內部由聯盟分派使用。（6）協會：中國職業健康協會，煤機協會、煤礦安全協會、中國煤炭協會等都在進行信息化、智慧化的宣傳和研究。政府：礦山安全生產的主管部門：國家安全生產總局、國家煤礦安全監察局以及其有關司局；發改委能源局煤炭司有關領導、還有科技部、工信部有關司局領導或者專家對智慧礦山建設和聯盟表達了積極支持的意愿。8.2國家產業政策支持科技部等29、六部門關于推動產業技術創新戰略聯盟構建的指導意見（國科發政2008770號）、國家科技計劃支持產業技術創新戰略聯盟暫行規定（國科發計2008338號）、關于推動產業技術創新戰略聯盟構建與發展的實施辦法（試行）（國科發政2009648號）、產業技術創新戰略聯盟評估工作方案（試行）（科技部辦公廳以國科辦政201247號）、工業和信息化部、科學技術部等五部委關于加快推進信息化與工業化深度融合的若干意見（工信部聯信2011160號）、國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）（國發2005第044號）、關于充分發揮科技支撐作用，促進經濟平穩較快發展的意見（國發20099號）、國家技術創新30、工程總體實施方案（國科發政2009269號）等等。8.3技術方面的保障在智慧礦山研究方面，以及做了大量的學術的研究，并有大量的初級研究成果和數以萬計的研發人員，已經制定了智慧礦山研究的基本框架 智慧礦山包含了感知-分析-處理的全部智慧過程。智慧礦山的建設包含三個方面的內容，就是礦山的數字化、礦山智能化自動化和持續的科技創新，智慧礦山的建設是一個不斷進步的科技創新活動。智慧礦山的建設要緊緊圍繞提高生產效率、提高安全保障能力和促進經營管理進行，智慧礦山建設的最高目標就是實現危險環境工作的無人值守。智慧礦山的基本構架，智慧礦山系統包含了礦山各個方面、各個系統的智慧化。綜合起來可以歸為三個方面，就是智31、慧生產系統、智慧職業健康與安全環境系統、智慧（技術管理后勤）保障系統。（1）智慧生產系統：包括智慧主要生產系統和智慧輔助生產系統，智慧主要生產系統包括采煤工作面的智慧化和掘進工作面的智慧化，就是以無人值守采煤掘技術為代表的智慧綜采工作面、以及以智慧爆破采礦為代表的智慧非煤礦山采礦工作面和智慧機械化掘進工作面系統，智慧普掘工作面等。智慧主要生產系統包括：智慧采煤工作面方面，可以分為：智慧薄煤層無人工作面系統、智慧中厚煤層無人工作面系統、智慧綜采放頂煤無人工作面系統、智慧充填開采工作面系統等。智慧生產輔助系統，就是實現以無人值守為主要特征的智慧運輸系統（含皮帶運輸、輔助運輸）智慧提升系統、智慧供電32、系統、智慧排水系統、智慧通風系統、智慧調度指揮系統、智慧通訊系統。輔助系統的智慧化工作，近年來發展非常迅速，大批的具有自主知識產權的技術產品被廣泛用于煤礦輔助系統。（2）智慧職業健康與安全環保系統，將安全管理的理念大大前移，從傳統的以保護生命為目標的“安全生產，關愛生命”，躍升為以促進健康和幸福為目標的“潔凈生產，關注健康”的戰略高度。智慧安全環保就是對影響職工身心健康的安全環境超前預防、超前控制、實現本質安全。智慧職業健康與安全環保系統，包含如下子系統：智慧安全環境監控系統，智慧防滅火系統、智慧爆破監控系統、智慧潔凈生產（防塵)監控系統、智慧沖擊地壓監控系統、智慧人員監控系統，智慧通風系統、33、智慧水害監控系統、智慧視頻監控系統，智慧應急救援系統，智慧污水處理系統等等。智慧職業健康與安全環保系統不僅僅是一個感知的系統，還是一個分析系統，更是一個控制的系統，一個超前的控制系統。在這方面近年來取得的技術突破主要有：激光光纖傳感器技術，由激光驅動的傳感技術，實現了無電工作，無電傳輸，免維護。是傳感技術的革命性進步。二氧化碳防滅火系統，實現了智慧化，在易操作性，防滅火效果等方面大大超過了氮氣防滅火系統。智能爆破監控系統，依照本質安全理念，智慧控制的理念，實現了對爆破全過程的自動監控自動控制，實現了“爆破本質安全，不安全就不能爆破”。無線傳感與物聯網技術，物聯網就是一種基于無線傳輸、自動組網技34、術的傳感器組合系統，傳感器的無線化和自動組網功能大大提高了安裝使用的效率和適應性，為監控數據的獲取傳輸、利用，提供了更加方便的技術手段，開拓了更加廣闊的空間。（3）智慧清潔生產技術方面，主要發展了智慧防塵技術，包括智慧注水技術和設備、智慧高壓、凈水技術和設備、噴霧添加劑、智慧風流控制技術、粉塵監控技術等等，對于綜采、綜掘、普掘、普采作業工作面的防塵、降塵、除塵都產生了非常好的效果，使煤礦的生產安全環境由重污染，快速向潔凈生產方向轉變。為保障實現潔凈生產，消除塵肺病，實現職工的身心健康做出了很大貢獻。例如山東能源棗礦高莊煤礦就在潔凈生產方面就取得了驚人的業績。（4）智慧通風系統方面，在自動風門、35、主扇風機變頻自動控制、局扇自動控制、通風參數監測、通風網絡自動解算和整個系統自動控制等方面，都進行了一些深入研究，其目標就是實現全礦井通風系統的智慧化，無人值守，自動調節。水害監控的智慧化方面，有水文監控系統、水害探測系統、自動排水系統等進步。（5）智慧視頻監控系統，發展了基于無線傳輸的系統、光纖數碼傳輸系統、海量圖片的儲存識別系統，并向高速攝像、自動臉譜識別方向快速發展。應急救援智能化、通訊、人員探測等技術方面也有較好的 發展。在環境保護方面，快速發展了污水處理、矸石處理、除塵等技術。在安全距離智慧監控方面，正在向自動實時監控、自動成圖方面發展。（6）智慧（技術管理后勤）保障系統：為了煤礦生36、產安全提供技術保障和支持的系統，我們稱為保障系統。保障系統分為技術保障系統、管理和后勤保障系統。智慧技術保障系統是指地、測、采、掘、機、運、通、調度、計劃、設計等的信息化、智慧化系統等。智慧管理和后勤保障系統，智慧化的礦山管理后后勤保障系統，是指針對礦山的智慧化RP系統、辦公自動化系統、物流系統、生活管理、考勤系統等。因此，智慧礦山聯盟的成立是非常可行的，也是非常及時的。第九章 結語智慧礦山是在數字礦山的基礎上發展而來的，是未來礦山企業發展的方向。智慧礦山以物聯網和互聯網為主要載體，通過各種傳感網絡感知實時礦山，為礦山企業提供了一個統一管理平臺。智慧礦山涵蓋了礦山的所有信息，實現了對礦山的實時37、監控和可視化、數字化及智能化控制，將信息技術、通信技術、自動控制技術和 3S 技術與現代采礦技術緊密地融合在一起，構建了一個人與人、人與物、物與物相聯系的統一體，并將促進礦山各部門的相互聯系和協同作業。必須加快智慧礦山的建設，并應用于礦山生產實踐、市場經營管理與決策中，實現對礦山企業管理的科學化、自動化，以安全、高效開采為最終目標，保證礦山企業經濟的可持續發展和礦區生態環境的穩定性。智慧礦山伴隨智慧地球而生，是礦山系統工程與先進的科學技術、管理理念、管理方式和管理手段，以及與 3G 移動互聯網、光纖網絡( FTTH) 、物聯網、云計算等新一代信息技術緊密結合的產物。以透徹感知、深度互聯、智能應用為核心特征的智慧礦山，描述了一種管控智能、安全可靠、經濟高效、綠色環保、可持續發展的新型礦山信息化形態，是新經濟、新技術時代下，新型礦山企業轉變發展方式、實現科學發展的必經之路。目前，我國正在逐步擴大智慧礦山工程實踐的規模，實施了夾河煤礦、利國鐵礦、中礦集團等一批智慧礦山示范工程，而關于智慧礦山的理論框架和方法體系仍有待完善。筆者基于對智慧礦山系統工程的理解，構建了智慧礦山的系統架構; 基于智慧化的關鍵技術，提出了物聯化、互聯化和智能化的智慧礦山實現路徑，以期為智慧礦山系統工程的建設提供參考。