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【摘 要】目前，智慧矿山的建设主要以单一的业务逻辑为基础，较少从数据运营、技术服务和业务逻辑等多方面，深入研究智慧矿山的体系架构问题，提高对智慧矿山的建设水平。
【关键词】智慧矿山;意义;原则;建设
引言
近年来，随着信息化技术的快速发展，智能采矿的理论方法和先进技术已经开始逐步应用于煤矿行业，为数字化矿山转向智能化矿山提供了理论支撑和技术支持。
1.智慧矿山的研究意义
首先，研究智慧矿山能够促进矿产资源开发利用，提高矿山企业的市场竞争力，优化企业内部控制管理，提高工作质量，让企业拥有更加广阔的发展前景。研究并且建设智慧矿山能够推进传感器技术、空间信息技术、监测监控系统、高速通信网格、信息处理技术在矿产资源开发领域的集中应用，有效提高企业对于技术的储备和技术的适用性，从而提高企业的市场竞争力。
其次，研究智慧矿山有助于充分开采我国的矿产资源，提高开采效率，减少操作的复杂性。智慧矿山能够帮助我们建立起科学有效的三维模型，从而系统性的将矿山开采中涉及到的勘察、矿物加工、运输等环节清晰呈现出来，把矿场巷道等工作状态真实的反映出来，从而让工作人员能够及时的发现问题，并且解决问题，提升对于矿产资源开发的生产把控力度，有助于实时监测安全生产环境，并且开展综合性评价，最大限度的减少矿山灾害风险，保证安全生产工作。
2.智慧矿山建设原则
（1）标准先行原则。在充分整合已有信息资源的基础上，结合实际煤矿生产和管理的业务需求，通过数据标准化和系统开发流程标准化等标准化建设，实现各信息系统之间的高度集成和数据共享的目的。其次，基于实际的发展现状，借助前沿的理论方法、先进的科学技术、标准体系的主体架构和管理模式，遵循标准化的主要原则、制定范围、修订期限等程序，从数据运营、技术服务和业务逻辑等方面综合考虑，分别制定数据标准化、接口标准化、通信网络标准化和架构标准化等具体方案;最后，在实践过程中迭代细化和完善标准化建设的具体工作。
（2）先进性原则。在满足煤矿企业信息化系统建设的前提下，应利用人工智能和数据科学等领域的最新理论方法和先进技术，不断提高系统的整体智能化水平，并同时能够保障系统运行的可靠性和稳定性。
（3）一体化原则。智能矿山建设不仅是各个子系统或专业系统的建设，而是各系统与硬件的高度集成和扩展应用。此外，各子系统建设要满足一体化系统框架设计的要求，尽可能的减少冗余功能模块的开发，最大程度上实现各系统“高内聚、低耦合”的特性，并满足智慧矿山架构的可扩展性。
（4）網络协同性原则。针对煤矿企业具有的不同网络，需要利用网络协同组网策略进行网络的综合协同管理。此外，针对不同接口的网络通信协议，需要建立对外访问的统一接口，以便在应用层减少网络通信协议的兼容性问题。
（5）分步实施原则。由于智慧矿山是一个综合性很强的多学科交叉领域，也是集管理控制、决策处理和数字虚拟于一体，并与智能化方法高度结合的产物。因此，较难一次实施完成，需要分步对其进行建设。具体需从系统的体系结构设计总体目标出发，把任务逐步向下分解。在具体实施过程中，按照由底向上的原则，先考虑底层的实现，再逐步向中层与高层推进，这样做信息来源有保证，信息处理有依据。
（6）安全性原则。智慧矿山建设中各系统的安全性涉及到煤矿设备安全、网络安全和软件应用安全等多方面内容。煤矿井下使用的相关设备必须要符合煤矿安全规程的要求，达到本质安全或防爆安全要求;通用型网络和软件产品必须配备完善的安全保密措施，以保证系统安全稳定地运行。
3.智慧矿山系统建设
（1）矿井智能生产系统。物联网技术体系是智能生产系统的基础，我们利用其将实际的矿山实物与云端信息平台有机结合，增加系统的先进性，并且实现矿山系统的自我完善和自我生长，物联网的应用能够帮助工作人员更好的开展生产与建设，优化智慧矿山体系构建。大体上而言，矿山互联网体系架构与物联网的三层分层架构基本一致，第一层为智能感知层、第二层为传输层，第三层为分析应用层，三个层面相辅相成，互为补充，共同构成一个有机整体。矿山智能感知层紧密关联矿山安全生产，通过各种类型的智能传感器，我们能够收集矿山现场的各种信息，并且将信息上传到云端展开处理，为分析决策打下坚实的基础。从目前的经验和未来发展方向来看，矿山物联网传输网络具有非常广泛的应用前景，其包括有线传输和无线传输，两种复杂的通信系统将会融合使用，从而实现井上井下一体化建设，实现高效的数据采集、汇聚与融合。
（2）设备生产管理。智能生产系统的应用有效提高了智慧矿山建设效率和智能程度，其能够实现对各个生产过程子系统的监控和指导，并且及时收集信息和上传信息，与云端平台进行数据处理，实现对整个生产系统的全面把控。在智能生产系统的建设过程中，包含有多个子系统，例如智能综采设备控制系统、井下供电智能监控系统、矿井人员定位系统等其他系统。智能生产监控过程遍布在整个生产环节，其大大提高了生产效率和生产安全性，在以上种种系统中，综采工作面智能系统为最为核心的内容，其他系统建设都是为此系统而服务的。
（3）矿井生产环境管理。在智慧矿山的构建过程中，矿井生产环境管理是一项非常重要的工作内容，其包含多种类型的工作要素，例如生产环境现场管理、机械设备维护、生产空间通风管理等，通过布置各种类型的传感器，我们能够及时采集到现场中的信息，包括环境信息、设备运行信息、人员流动信息、安全信息等等，从而对现场生产环境进行全面的监控，及时发现问题并且做出生产安全决策。在矿井地质环境管理工作中，可以通过地质地测信息管理系统进行相应的对接，及时监测水文地质状况，感知危险，组织人员的调动和逃生。在通风机电设备管理中，要保障机电设备的运营稳定性，杜绝设备连续长时间运转，要做好设备的替代性工作，一旦发现有设备出现异常状况，应当及时停止运行，并且进行检修。通过智能生产管理平台的三维虚拟现实平台，能够对各项生产环境进行三维可视化管理，真实再现工作人员所在位置的三维空间，并建立各个项目之间的立体关系，更好的对生产环境进行监控和把握。
4.结束语
总而言之，基于智慧矿山智能生产系统构建是一项非常重要的工作内容，其关系到矿山行业的发展质量，也关系到我国的经济建设，我们要提高重视程度，并加快智慧矿山的系统建设。
参考文献
[1]敏感性分析在矿山项目可行性研究中的应用[A]. 成兆鑫，戴汉强，刘增蒿.第二十三届辽鲁冀晋粤川京七省市金属学会矿业学术交流会论文集[C]. 2016
[2]矿山治理建立“治理基金”的研究[A]. 叶松源.纪念地质学家朱庭祜先生诞辰120周年——浙江省地质学会2015年学术年会论文集[C]. 2015
[3]探建结合方式开发矿山的利弊浅析[A]. 王宝亮，牟建训，江国建.第八届全国采矿学术会议论文集[C]. 2009
[4]全国水泥矿山第四届年会会议日程[A]. 2009全国水泥矿山第四届年会论文集[C]. 2009
[5]科学发展是水泥矿山的必然选择[A]. 郝汝铤.2009全国水泥矿山第四届年会论文集[C]. 2009
[6]矿山建设工程项目管理[A]. 端木森，谢洪波.矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（下册）[C]. 2009
[7]适应矿山生产特殊性实现矿山可持续发展[A]. 祁建东，胡士芳.第十六届六省矿山学术交流会论文集[C]. 2009
[8]我国矿山土地复垦及生态重建[A]. 吉田.2010年全国能源环保生产技术会议文集[C]. 2010
【关键词】智慧矿山;意义;原则;建设
引言
近年来，随着信息化技术的快速发展，智能采矿的理论方法和先进技术已经开始逐步应用于煤矿行业，为数字化矿山转向智能化矿山提供了理论支撑和技术支持。
1.智慧矿山的研究意义
首先，研究智慧矿山能够促进矿产资源开发利用，提高矿山企业的市场竞争力，优化企业内部控制管理，提高工作质量，让企业拥有更加广阔的发展前景。研究并且建设智慧矿山能够推进传感器技术、空间信息技术、监测监控系统、高速通信网格、信息处理技术在矿产资源开发领域的集中应用，有效提高企业对于技术的储备和技术的适用性，从而提高企业的市场竞争力。
其次，研究智慧矿山有助于充分开采我国的矿产资源，提高开采效率，减少操作的复杂性。智慧矿山能够帮助我们建立起科学有效的三维模型，从而系统性的将矿山开采中涉及到的勘察、矿物加工、运输等环节清晰呈现出来，把矿场巷道等工作状态真实的反映出来，从而让工作人员能够及时的发现问题，并且解决问题，提升对于矿产资源开发的生产把控力度，有助于实时监测安全生产环境，并且开展综合性评价，最大限度的减少矿山灾害风险，保证安全生产工作。
2.智慧矿山建设原则
（1）标准先行原则。在充分整合已有信息资源的基础上，结合实际煤矿生产和管理的业务需求，通过数据标准化和系统开发流程标准化等标准化建设，实现各信息系统之间的高度集成和数据共享的目的。其次，基于实际的发展现状，借助前沿的理论方法、先进的科学技术、标准体系的主体架构和管理模式，遵循标准化的主要原则、制定范围、修订期限等程序，从数据运营、技术服务和业务逻辑等方面综合考虑，分别制定数据标准化、接口标准化、通信网络标准化和架构标准化等具体方案;最后，在实践过程中迭代细化和完善标准化建设的具体工作。
（2）先进性原则。在满足煤矿企业信息化系统建设的前提下，应利用人工智能和数据科学等领域的最新理论方法和先进技术，不断提高系统的整体智能化水平，并同时能够保障系统运行的可靠性和稳定性。
（3）一体化原则。智能矿山建设不仅是各个子系统或专业系统的建设，而是各系统与硬件的高度集成和扩展应用。此外，各子系统建设要满足一体化系统框架设计的要求，尽可能的减少冗余功能模块的开发，最大程度上实现各系统“高内聚、低耦合”的特性，并满足智慧矿山架构的可扩展性。
（4）網络协同性原则。针对煤矿企业具有的不同网络，需要利用网络协同组网策略进行网络的综合协同管理。此外，针对不同接口的网络通信协议，需要建立对外访问的统一接口，以便在应用层减少网络通信协议的兼容性问题。
（5）分步实施原则。由于智慧矿山是一个综合性很强的多学科交叉领域，也是集管理控制、决策处理和数字虚拟于一体，并与智能化方法高度结合的产物。因此，较难一次实施完成，需要分步对其进行建设。具体需从系统的体系结构设计总体目标出发，把任务逐步向下分解。在具体实施过程中，按照由底向上的原则，先考虑底层的实现，再逐步向中层与高层推进，这样做信息来源有保证，信息处理有依据。
（6）安全性原则。智慧矿山建设中各系统的安全性涉及到煤矿设备安全、网络安全和软件应用安全等多方面内容。煤矿井下使用的相关设备必须要符合煤矿安全规程的要求，达到本质安全或防爆安全要求;通用型网络和软件产品必须配备完善的安全保密措施，以保证系统安全稳定地运行。
3.智慧矿山系统建设
（1）矿井智能生产系统。物联网技术体系是智能生产系统的基础，我们利用其将实际的矿山实物与云端信息平台有机结合，增加系统的先进性，并且实现矿山系统的自我完善和自我生长，物联网的应用能够帮助工作人员更好的开展生产与建设，优化智慧矿山体系构建。大体上而言，矿山互联网体系架构与物联网的三层分层架构基本一致，第一层为智能感知层、第二层为传输层，第三层为分析应用层，三个层面相辅相成，互为补充，共同构成一个有机整体。矿山智能感知层紧密关联矿山安全生产，通过各种类型的智能传感器，我们能够收集矿山现场的各种信息，并且将信息上传到云端展开处理，为分析决策打下坚实的基础。从目前的经验和未来发展方向来看，矿山物联网传输网络具有非常广泛的应用前景，其包括有线传输和无线传输，两种复杂的通信系统将会融合使用，从而实现井上井下一体化建设，实现高效的数据采集、汇聚与融合。
（2）设备生产管理。智能生产系统的应用有效提高了智慧矿山建设效率和智能程度，其能够实现对各个生产过程子系统的监控和指导，并且及时收集信息和上传信息，与云端平台进行数据处理，实现对整个生产系统的全面把控。在智能生产系统的建设过程中，包含有多个子系统，例如智能综采设备控制系统、井下供电智能监控系统、矿井人员定位系统等其他系统。智能生产监控过程遍布在整个生产环节，其大大提高了生产效率和生产安全性，在以上种种系统中，综采工作面智能系统为最为核心的内容，其他系统建设都是为此系统而服务的。
（3）矿井生产环境管理。在智慧矿山的构建过程中，矿井生产环境管理是一项非常重要的工作内容，其包含多种类型的工作要素，例如生产环境现场管理、机械设备维护、生产空间通风管理等，通过布置各种类型的传感器，我们能够及时采集到现场中的信息，包括环境信息、设备运行信息、人员流动信息、安全信息等等，从而对现场生产环境进行全面的监控，及时发现问题并且做出生产安全决策。在矿井地质环境管理工作中，可以通过地质地测信息管理系统进行相应的对接，及时监测水文地质状况，感知危险，组织人员的调动和逃生。在通风机电设备管理中，要保障机电设备的运营稳定性，杜绝设备连续长时间运转，要做好设备的替代性工作，一旦发现有设备出现异常状况，应当及时停止运行，并且进行检修。通过智能生产管理平台的三维虚拟现实平台，能够对各项生产环境进行三维可视化管理，真实再现工作人员所在位置的三维空间，并建立各个项目之间的立体关系，更好的对生产环境进行监控和把握。
4.结束语
总而言之，基于智慧矿山智能生产系统构建是一项非常重要的工作内容，其关系到矿山行业的发展质量，也关系到我国的经济建设，我们要提高重视程度，并加快智慧矿山的系统建设。
参考文献
[1]敏感性分析在矿山项目可行性研究中的应用[A]. 成兆鑫，戴汉强，刘增蒿.第二十三届辽鲁冀晋粤川京七省市金属学会矿业学术交流会论文集[C]. 2016
[2]矿山治理建立“治理基金”的研究[A]. 叶松源.纪念地质学家朱庭祜先生诞辰120周年——浙江省地质学会2015年学术年会论文集[C]. 2015
[3]探建结合方式开发矿山的利弊浅析[A]. 王宝亮，牟建训，江国建.第八届全国采矿学术会议论文集[C]. 2009
[4]全国水泥矿山第四届年会会议日程[A]. 2009全国水泥矿山第四届年会论文集[C]. 2009
[5]科学发展是水泥矿山的必然选择[A]. 郝汝铤.2009全国水泥矿山第四届年会论文集[C]. 2009
[6]矿山建设工程项目管理[A]. 端木森，谢洪波.矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（下册）[C]. 2009
[7]适应矿山生产特殊性实现矿山可持续发展[A]. 祁建东，胡士芳.第十六届六省矿山学术交流会论文集[C]. 2009
[8]我国矿山土地复垦及生态重建[A]. 吉田.2010年全国能源环保生产技术会议文集[C]. 2010