智慧矿山框架与发展前景探思

智慧矿山框架与发展前景探思

摘要：智慧矿山是以数字矿山为背景发展而来的，通过载体物联网，利用传感网络感知矿山，实现矿山的智能化控制。本文主要阐述了智慧矿山框架建设主要内容、智慧矿山主要特征及矿山关键系统建设对我国数字化矿山发展前景进行了探思。

关键词：智慧矿山；特征；发展前景

引言：

进入21世纪以来，我国国民经济快速发展矿山行业也将通过智慧化迎来发展新高度。目前我国智慧矿山发展还处于起步阶段，发布的智慧矿山相关标准较少，缺乏智慧矿山标准体系，这影响了矿山企业的管理效率。本文从智慧矿山框架主要内容、智慧矿山主要特征及矿山关键系统的建设、智慧矿山未来的发展前景进行了探究，希望为智慧矿山框架完善和发展提供参考依据。

1 智慧矿山框架建设主要内容

1.1智慧矿山框架构建

在构架智慧矿山时，需将云计算、互联网、数据挖掘等技术结合起来，尽可能全面的嵌入传感器，通过这些来进行信息采集、网络传输、可视化展示、智能化服务等智能化系统来感知矿山内环境、人员、设备等信息，形成一道传感网，达到人与人、人与物、物与物之间无障碍的沟通。最后借助“云计算”对矿山运行进行预

测、分析，实现对矿山的动态化管理，解决矿山开采中的效率问题和安全问题。进而为智慧矿山发展的管理决策提供依据。

1.2智慧矿山建设主要内容

智慧矿山建设中涉及的领域很多。主要包括以下几个方面：（1）矿山整体规划建设；

（2）互联网设备建设；

（3）信息收集建设；

（4）管控系统建设；

（5）网络监控建设；

（6）智能化系统建设。

基于以上方面的建设，智慧矿山系统能对矿山数据进行实时采集，对矿山生产进行不断优化，进一步提升矿山工作效率[1]。

2 智慧矿山主要特征及矿山关键系统建设

2.1智慧矿山的主要特征

智慧矿山建设是以矿山数字化、信息化为前提和基础的，拥有强大的互联网能力、全面的环境感知能力、更精准的智能应用服务。主要以下特征如下：

（1）透彻的感知能力。智慧矿山通过利用多种不同类型的传感器来感知捕获并传递信息。感知手段多样，包括监控视频、传统的传感器、手持移动终端、GPS实时定位等。利用这些手段将捕获的准确信息传输给系统管理人员。

（2）深度互联能力。对比于传统的矿山管理，智慧矿山是通过互联网建立的实时、高速的信息平台，具备人与物之间无障碍互通的能力，管理人员实时监控和掌握井下的情况，及时分析和解决问题，实现智能化应用系统之间的数据共享，更好的能确保了井下人员的安全问题。

（3）精准的智能化。智慧矿山通过装置的智能化、决策分析的智能化、人工智能的深度学习形战略性决策，确保矿山经营管理中的各个环节进行自动调控、统筹考虑、综合分析，从而有效提高工作效率，并保证井下施工人员的安全[2]。

2.2我国智慧矿山关键系统

智慧矿山虽然是近几年提出的新兴理念，但其发展确实是建立在数字矿山基础上。我国智慧矿山建设的包括5大关键系统：（1）系统设备层。系统设备是智慧矿山系统非常重要的一层，主要任务是感知和收集数据，包括与检测矿山生产环境、过程相关的各种传感器和检测设备。同时，设备层也是执行各类操作的地方，其中包括掘进、开采、机电、探测等自动化系统。

（2）传输与汇接层。由于智慧矿山的原始数据需要经过无线网络传输到分析和处理数据的主机，通过Hadoopf分布式文件系统保存数据，因此这一层的网络必须要覆盖整个矿山。

（3）数据分析层。智慧矿山中的数据量非常庞大，数据结构也大不相同，这就要求多样性的数据分析方法、分析组件来完成数据

精准的分析。可以通过增加基于Docker技术的容器层，在统一基础计算机平台中同时运行多种异构分析的应用。

（4）数据可视层。在智慧矿山系统中，为了方便管理人员清晰明了的了解数据，该系统可以通过表格、统计图等多种方式对数据提取、筛查、制作报表尽可能简单化展示数据，对异常数据及时发出警报。

（5）决策控制层。本层可以应用人工智能向管理人员推荐决策、预计决策效果。这是智慧矿山建设系统中的最后一层，对矿山生产的所有环节进行指挥，包括应急功能、指挥通信功能、经营管理决策功能等。

目前我国智慧矿山研究还处于起步阶段，综合近三十年来矿山的发展速度，我国智慧矿山在未来矿山行业发展中占有举足轻重的地位，成为矿业行业可持续发展的重要保障[3]。

3 智慧矿山发展前景探思

智慧矿山的智能化主要体在矿山设计、运营模式、高效生产、安全保障和绿色环保。采用的是数字化设计，通过载体物联网，利用传感网络感知矿山的工作方式，由智能决策模型不断的对运营模式进行优化，确保矿井的安全保障。注重提高开采的回采率，部分开采的矿质元素在井下直接填充利用提高矿区环境的修复率、降低生产耗电耗水量，全方位监测矿井的水污染和大气污染的情况。

还要标准化智慧矿山的技术规范，使不同专业领域工作中的技术环节联系在一起，这样避免了不必要的重复建设和兼容性差的情

况发生，方便企业管理，不仅更好的提高了智慧矿山的开采效率，还可以降低矿山开采对环境的污染程度。智慧矿山势必会在矿山行业掀起新的浪潮,成为我国矿业发展的最大助力。

4 结语

在经济快速发展的21世纪，我国作为一个矿业大国，整体水平落后于矿业发达国家，存在开采方式落后导致的资源浪费、环境极大破坏等问题，矿业技术水平提升缓慢、装备研发能力不足等问题，而智慧矿山的智能决策可以解决这些问题，有效提升技术含量、集约资源开发、减少环境污染，促进人和自然和谐可持续发展。智慧矿山是我国矿山企业至关重要的研究课题，是智慧矿山发展的未来方向。