智慧矿山是基于现代智慧理念,将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合,形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统,实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行。
智慧煤矿的发展分为三个阶段:第一阶段实现采掘运主要环节单个系统、单项技术的智能化决策和自动化运行,即实现一个系统、一个岗位的“点上的无人作业”;第二阶段构建一个多系统信息融合的智慧煤矿综合架构,实现工作面开采、主煤流运输等系统的区域化智能决策和自动协同运行,达到“面上无人作业”;第三阶段构建整个煤矿及全矿区多单元、多产业链、多系统集成的智慧煤矿体系,全面实现生产要素和管理信息的数字化精准实时采集、网络化实时传输、可视化展现,采、掘、运、通、洗选等全部主要生产环节的智能决策和自动运行,达到“全矿井一线无人化作业”。
到2025年,智慧煤矿将实现单个系统智能化,开始向多系统智慧化方向发展,建立“感知→互联→分析→自学习→预测→决策→控制”的基本运行框架,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧矿山第二阶段目标。其中,安全系统对生产的支持、以及保障系统对生产的支持基本可以实现,但保障系统与安全系统的结合还需人工智能技术的支持,将在智慧矿山的第三阶段完成。此外,智能化管控平台在大数据技术的支持下可以对整个矿山运行的状况进行分析,并通过互联网上传到云平台,但真正做到云计算、达到为生产决策和管理服务还需进一步突破数据结构优化、分布式计算等核心技术。
物联网、大数据及人工智能、云计算是智慧煤矿的三大支撑,在数字煤矿的DCS、MES和ERP3层架构基础上升级为基于云计算和物联网为核心的人工智能决策支持平台。在此平台上开发应用智能化技术和装备,是智慧煤矿建设的首要任务。
智慧煤矿建设要坚持科学的设计和评价方法,建立规范的指标体系和标准,实现多要素、多产业链、多信息、多系统融合,智能化决策与自动化运行的未来煤矿新模式。