摘要：近些年来科学技术获得了极大的发展，煤矿企业也因此迎来了重大的战略机遇期，不管是作业的安全性，还是生产技术水平都取得了重大的突破。伴随着信息技术的不断升级，原有的企业管理模式已经不能适应新时代的发展需求了。当前矿业领域竞争非常激烈，智慧化的矿山管理模式势在必行，要在众多信息的基础之上，创新一种智能过滤处理的管控模式，以此使得企业管理系统更加智能。文章以现有的物联网和移动互联技术为基石，以数据采集范围和手段、系统日常护养和管控为对象，开发了智慧矿山生产集成平台。

关键词：智慧矿山；建设；管控

1 智慧矿山建设的意义

矿山是一个以挖掘矿物为目的的生产基地，施工的位置没有唯一性，有的资源会在地面，有的则是在地下，矿山上有一个复杂的作业体系，装备多样、人员众多、类别也多，器械连同人员都有很大的流动性，项目实施比较困难，使用技术比较复杂，作业区域较大，生产中又有很多突发因素，这都使得工程控制精准度难以实现，安全系数不高。矿山项目将是一个高度集中的信息体，其受地理位置的影响很大，不仅如此，随着开采工作的进一步开展，不管是地质状况，还是人员和设备的位置都在发生改变。现在的矿山企业都在进行信息化建设，都在充分挖掘信息技术的潜在价值，不过还是有一些问题无法处理：

①业务数据分散。业务体系和对应的数据极为庞大，他们都散落在各个部门之中，没有形成统一的集合，因为数据交换能力的欠缺，使得数据输入具有频繁性，这样也就存在一定的误差，信息反馈不能即时的实现，共享环节比较薄弱，甚至有的时候会产生“信息孤岛”，这种情况就会带来一定的资源闲置，不能充分发挥自身价值。

②数据无法进行有效的数据分析和挖掘。在数据库技术的不断升级和数据管理系统普及的背景下，矿山方面的数据变得越发之多，这些数据都是真实情况的缩影，蕴含着矿山的经营信息，如果能够对这些数据进行全面的剖析，就能发掘其潜在价值，不过数据间的关系都比较隐蔽，现有方式不能进行系统的剖析，也不能得出内在规律，这就无法为决策提供依据，这就造成了信息处于爆炸阶段，却依旧感到知识欠缺。

③数据采集范围片面。在矿山信息化建设环节，如果只是关注作业环节的数据采集，而没有强化对设备和人员运行数据的认知，那么就会使得企业信息闭塞，只能借助生产变迁来制定下一步计划，而不是直接管理人员，这使得企业管理决策缺乏时效性和精准度。

④有信息断层。企业内部决策层和作业人员无法进行有效的信息交互，上下层信息不流通，不管是在管理上，还是在监控上都不能有效的运行，这使得矿山企业的管理不能适应时代发展要求。故而，智慧矿山势在必行，智慧矿山需要在管理上进行一定的改变，继而带来管控效率的提升，这也能在一定程度上降低生产成本。智慧矿山模式具有一些巨大的优势，充分利用了信息数字化、管控集中化、决策智能化，是采矿学、信息学、质地学等多学科融合的产物，必将彻底颠覆现有的采矿作业模式。

2 项目实施方案

2.1 项目目标

在国家实施高技术产业化的背景下，智慧矿山系统目标主要有两个：一是发展高技术，形成新兴产业，培育新的增长点；二是利用先进技术改造和优化传统产业，提高经济增长的质量。传统矿山管理系统的井下工作环境（各种自然灾害：瓦斯、水害、顶板压力等）监测取得了长足的进步，但事故仍时有发生，其原因就是这些工作缺乏智能性，让这些问题、灾害尽可能在无人操作的状态下自动发现、自动记录、自动跟踪、自动解决就是此智慧矿山方案的目标。

2.2 主要内容

①信息集成。利用云平台对矿井原已建设和即将建设的新系统，通过信息集成总线进行数据交互，由负载均衡控制信息交互实现计算分摊、数据共享。

②联动预警。系统将矿井的环境安全监测、人员定位、电力监控、机车调度、皮带运输等主要环节自动化控制信息进行集成、进行综合分析利用，实现矿井生产设备的优化运行控制和瓦斯等灾害的检测、预警及联动控制。

③冗余。网络传输平台、设备配置都作冗余处理，在链路和设备出现故障时也能保障系统正常、稳定工作。

④精准调度。系统建成后，可在地面集中控制室实现对矿井主要生产环节进行远程监测并控制，有效提高矿井生产效率；将环境监测、工业电视、调度通信等系统进行统一的数据管理、存档、检索。集团、矿井调度人员及相关管理人员也能同步掌握生产设备运行状态、产量及井下安全情况，便于快速做出反应，实现精准调度。

⑤数据共享。系统将通过计算机网络系统统一出口，与上级数据中心完成无缝对接，实现集矿井生产信息、安全信息和管理信息的实时交换，远程显示、查看相关数据。

⑥标准接口。基于工业以太环网+现场总线技术的全集团综合自动化系统，信息汇接能力强大，留有充分的扩展端口以适应系统今后扩容发展的需要。

⑦立体显示。能够在集团、局、矿调度指挥中心实时直观显示各矿井上下各生产环节的设备运行状况和井下环境状况。

⑧自动检测和自我保护。实现对环境参数、闸阀位置、水量、电量、设备运行状态等的检测，并用图形软件在屏幕上显示出动态画面；实现对所有设备保护信号的检测，并通过系统的自动分析和系统的自动调正实现对系统本身或设备的自动保护或修复。

⑨自动控制。实现设备控制方式和工艺流程选择、启车预告、系统单起/程序启停、系统运行的闭锁、过程参数的实时监测。

⑩自动诊断。系统能快速正确地识别模块配置错误、模拟量超程、线路断线等故障，自动报告总线通讯错误及网络错误。

⑪移动监测。系统利用工业以太环网和新建无线自组网实现对煤矿开采工作面等原有固定点视频监控系统所无法监控的死角进行有效的视频监控，提高对煤矿安全生产的实时监测。

⑫实时语音通话。系统以工业以太环网和新建无线自组网为传输平台，实现煤矿井下每个矿工之间、调度中心与井下矿工之间的即时语音通话功能；充分提高了煤矿工人的工作效率。

⑬精确定位。系统定位分为井下煤矿工人定位和煤矿生产物资定位；系统采用RFID射频技术实现井下人员的精确定位；定位精确度与所布射频识别卡的密度密切相关。

3 系统总体结构及功能说明

①矿山信息服务平台。矿山信息服务平台系统为用户构建起多层次的业务集成框架，为其提供多层次、多角度的业务集成功能。应用该平台同时涉及到人——人、人——机器、机器——机器之间的交互，因此，在此项目中，对于数据和应用系统的集成，要求采用SOA架构思想，采用松耦合的方式将不同系统接入到集成平台上，同时在技术上保证不同系统的接口都是规范化的。针对不同类型的系统，采用不同改造的方式对其接口进行封装，对于ERP等成熟系统而言，集成平台应提供专用的适配器或连接器。
数据集成的另一个关键之处在于数据交换的性能，特别是在大数据量交换的情况下，必须要保证系统仍具备良好的性能和吞吐量。同时，对于未来系统应用范围的扩大，系统应该具有线性升级的能力。该平台要求一个界面友好的统一的用户交互层，使得用户可以参与不同的业务流程、审批、查看流程状态、监控等。

②地理信息系统。地理信息系统是针对矿山井下各个管道、各种设施/设备、各个巷道的位置和状态都有明显显示。

③安全监测监控系统。安全监测监控系统主要是监测矿井和巷道内的空气质量和风速等参数，根据这些空气质量参数来控制矿井内的换气系统运行。

④矿压监测系统。针对矿井内的顶板压力、岩层应力，支护阻力以及各种敏感区域的压力监测系统，一旦发现压力超标及时报警并与地理信息系统联动，通知相关部门及人员，根据压力情况即时采取对应措施，确保人员和设备的安全。

⑤人员定位系统。在现代无线电编码通讯技术的支持下，结合数据通信、图像处理、数据处理等技术进行有效的信息传递，这样做的好处就是，能够及时、准确的掌握作业区域人员和设备的移动情况，并在指挥中心的系统界面进行展示。

⑥矿井综合信息引导系统。在矿井突发灾害时，救援过程经常会遇到通信不畅的问题，对此系统提供了一套全新的煤矿避灾引导指挥方案。

⑦轨道运输智能调度系统。为改变煤炭行业运输系统存在的技术含量低，管理薄弱或无法管理的问题，采用“信集闭”方式对运输系统进行管理，旨在实现对矿车的位置追踪、机车方面的调度、转运效率的提升、行车的安全性和智能化等。

参考文献：

[1]谢长青.维护民族团结进步,推进“智慧矿山”建设[J].现代国企研究,2018(12).

[2]张军.关于对企业架构与智慧矿山建设的分析[J].电子技术与软件工程,2016(1).