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摘 要：智慧矿山是在数字矿山的基础上发展的，本文首先对发展智慧矿山的必要性进行介绍，然后对智慧矿山关键技术以及智慧矿山建设要点进行详细探究，以期促进矿山行业发展。
关键词：智慧矿山；关键技术；建设
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0214-02
1 引 言
现如今，物联网技术、云计算技术发展迅速，具有感知透彻、智能应用的特征。矿山地质条件复杂，生产体系庞大，管理工作复杂，亟需创新管理模式。智慧矿山具有绿色、智能特征，通过将其应用于矿山生产管理中，能够提升矿山管理工作水平。因此，对智慧矿山建设以及关键技术进行详细探究迫在眉睫。
2 智慧矿山发展的必要性
矿山企业远离集团总部，主要技术管理人员上班远，管理不方便。矿区偏远，难于吸引高端人才。国内人工成本逐年增加，且大多数人员对工作环境的要求提高，矿山今后招收专业化操作人员的难度也加大。有些矿山矿产资源储量大，规模大，可供生产时间还很长。因此，矿山企业必然要走向高度自动化、信息化、智能化的发展方向。发展智慧矿山的优势主要体现在以下几点：①矿山服务期长。开采矿山储量大，矿山规模大，服务周期长，投资服务期长。②矿山投入智慧矿山建设的时间节点好。智慧化矿山建设可总体规划，分步实施，避免许多项目的重复建设。而且，可避免各个系统相互割裂，形成信息孤岛，不便整合。矿山行业已进行过相关系统的研发和试验，可借鉴经验，避免弯路和投资的浪费。
3 智慧矿山建设关键技术
3.1 物联化技术
有些矿山数据收集成本比较高，数据利用难度比较大，对此，通过应用传感器，将物联网应用到矿山系统中，可以提供上述数据源。物联化层是由传感器、逻辑控制器、致动器等所组成的，需要建设很多实体基础设施，并以控制引擎为基础。通过应用无线通信技术，不需要采用物理布线的方式即可将传感器以及致动器放置在同一个空间中。
3.2 空间信息技术
现如今，信息技术、网络技术以及通信技术发展迅速，并逐渐被应用于传感网建设中，同时还能够与全球信息网格进行集成应用，进而形成智能化、自动化、全球化的矿山信息采集和处理机制。
3.3 数据挖掘技术
在智慧矿山的建设和应用中，所有数据的收集都需要围绕智慧矿山，而矿山数据中的知识有限，往往无法满足智能化服务需要。对此，需要联合应用图像处理技术、预测分析技术、分类识别技术等，实现数据的渗透，同时从大量数据中筛选出有效信息，是构建智慧矿山的关键技术类型。
3.4 智能化技术
智能化技术是对于传统数学算法以及数据统计方式的扩展，在智慧应用软件和设备的支持下，智能化曾能够完成结果预测、场景模拟分析，提升决策工作的科学性。
4 智慧矿山建设要点
4.1 数据采集层建设
数据采集层能够对信息起到感知和采集的作用，通过应用读卡器、传感器、摄像头等设备，可采集到物联网应用中的各类数据，同时还具有设备控制的功能。对于所采集到的数据信息，首先对其进行筛选、修复以及编码处理，选择有用信息再穿书，对于重复的信息，可直接屏蔽或者删除，这样能够有效降低网络传输压力，同时还能够提升传输速度。在矿山生产中，无论是井下设备还是地面设备，运行环境均比较恶劣，容易受到各类因素的影响，因此，在数据层采集建设过程中，要求数据采集设备具有较高的灵敏度以及抗干扰能力，进而保证数据采集的准确性和可靠性，同时还能够独立的对采集所得数据进行处理。比如，在井下数据采集中，可采用高频无线读卡技术，读卡器在某一个区域读到信息时，即可屏蔽重复信息，地面人员在查看时可查看到所显示的唯一数据。
4.2 工业环网和办公信息网络建设
在智慧矿山系统的实际应用中，对于地测、矿山生产、矿山设备运行等多个方面的数据，都需要进行综合分析，同时对于各类数据进行统一利用，加强矿山生产设备控制，因此，在智慧矿山建设中，需要注意构建运行高速、大宽带以及具有双向通信功能的工业环网。在工业环网建设中，可实现语音、数据和视频的传输，其建设运行基础是以太网技术，通过环网运输，能够将矿山生产中的各类信息传递到一体化监控系统中。现如今，在矿山生产中，环网结构形式有三种：①通过应用工业以太网交换机所构建的井下环网结构；②通过应用GEP0N技术所构建的井下环网结构；③通过应用MCTP技术所构建的井下环网结构。通过应用上述三种技术，可以实现三网合一，将矿山生产中的各个监控子系统集成应用于统一的传输平台中。由于上述三种技术所构建的环网结构都有特点，因此，矿山企业应该结合自身发展实际需要，选择所需工业环网结构。
矿山生产中的办公信息网是面向矿山生产中人力资源、生产成本以及各类设备的管理系统，其是应用Intarellt结构所构建的企业办公网，该网络与互联网连接，通过应用这一办公网络，能够保证智慧矿山系统获得外部支持，在此过程中，应注意加强网络安全建设，具体需注意以下两点：①保证工业环网与办公网络之间的安全，在工业环网应用中，需要对矿山生产过程进行有效控制，对于安全级别的要求比较高，在其与办公网之间，需做好隔离管理，同时还应该保证两种网络结构之间数据的正常交换。②保证办公信息网络与互联网之间的安全，互联网运行中的危险因素比较多，比如黑客入侵，这样就会对矿山办公信息网造成不良影响，因此，必须做好智慧矿山系统办公信息网的安全管理，为系统正常运行奠定基础。
4.3 一体化监控系统和办公信息系统建设
矿山生产对于安全性和实时性的要求比较高，因此，必须保证矿山生产安全监控系统的安全运行，这就要求在矿山地下生产和地面生产中，都必须为监控系统提供良好的运行环境。矿山生产一体化监控系统是由与矿山生产密切相关的各个系统所组成的，包括通风系统、视频监控系统、供电系统等等，各个系统相互衔接、共同运行，有利于保证矿山安全生产。在一体化监控系统的实际运行过程中，可以对各类数据进行存储和分析，对于各个系统数据进行交换和共享使用，同时还能够对各类数据信息进行汇总分析，根据各类数据产生控制命令，进而对矿山生产进行智能化监控管理。
4.4 智能决策支持系统建设
智能决策支持系统能够提升智慧矿山系统的智慧特征，是智慧矿山系统中级别最高的智能化系统，能够提升智能生产、监控和管理水平。在智能决策支持系统的实际应用中，对于不同数据层面的信息，可进行互通共享，同时通过实时数据库以及数据仓库，还可以对数据信息进行存储，构建数据分析模型，保证数据分析的准确性。通过应用云计算技术，可以对矿山监控系统、办公系统中所产生的大量数据进行集中处理，同时还能够进行数据挖掘，找出影响矿山生产和发展的影响因素，为矿山企业可持续发展提供依据。
5 结 语
近年来，很多行业都加快推进智慧化建设进程，随着科学技术的快速发展，矿山信息化建设水平不断提升，为避免出现少人采矿、无人采矿等问题，可加快建设智慧矿山。在此过程中，应该合理利用物联化技术、空间信息技术、数据挖掘技术以及智能化技术，构建完善的智慧矿山结构形式，促进矿山管理水平的提升，推进矿山开采企业可持续发展。
参考文献
[1]王 莉.智慧矿山概念及关键技术探讨[J].工矿自动化，2014，40（6）：37～41.
[2]霍中刚，武先利.互联网+智慧矿山发展方向[J].煤炭科学技术，2016，44（7）：28～33.
[3]徐 静，谭章禄.智慧矿山系统工程与关键技术探讨[J].煤炭科學技术，2014，42（4）：79～82.
收稿日期：2018-10-16
关键词：智慧矿山；关键技术；建设
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0214-02
1 引 言
现如今，物联网技术、云计算技术发展迅速，具有感知透彻、智能应用的特征。矿山地质条件复杂，生产体系庞大，管理工作复杂，亟需创新管理模式。智慧矿山具有绿色、智能特征，通过将其应用于矿山生产管理中，能够提升矿山管理工作水平。因此，对智慧矿山建设以及关键技术进行详细探究迫在眉睫。
2 智慧矿山发展的必要性
矿山企业远离集团总部，主要技术管理人员上班远，管理不方便。矿区偏远，难于吸引高端人才。国内人工成本逐年增加，且大多数人员对工作环境的要求提高，矿山今后招收专业化操作人员的难度也加大。有些矿山矿产资源储量大，规模大，可供生产时间还很长。因此，矿山企业必然要走向高度自动化、信息化、智能化的发展方向。发展智慧矿山的优势主要体现在以下几点：①矿山服务期长。开采矿山储量大，矿山规模大，服务周期长，投资服务期长。②矿山投入智慧矿山建设的时间节点好。智慧化矿山建设可总体规划，分步实施，避免许多项目的重复建设。而且，可避免各个系统相互割裂，形成信息孤岛，不便整合。矿山行业已进行过相关系统的研发和试验，可借鉴经验，避免弯路和投资的浪费。
3 智慧矿山建设关键技术
3.1 物联化技术
有些矿山数据收集成本比较高，数据利用难度比较大，对此，通过应用传感器，将物联网应用到矿山系统中，可以提供上述数据源。物联化层是由传感器、逻辑控制器、致动器等所组成的，需要建设很多实体基础设施，并以控制引擎为基础。通过应用无线通信技术，不需要采用物理布线的方式即可将传感器以及致动器放置在同一个空间中。
3.2 空间信息技术
现如今，信息技术、网络技术以及通信技术发展迅速，并逐渐被应用于传感网建设中，同时还能够与全球信息网格进行集成应用，进而形成智能化、自动化、全球化的矿山信息采集和处理机制。
3.3 数据挖掘技术
在智慧矿山的建设和应用中，所有数据的收集都需要围绕智慧矿山，而矿山数据中的知识有限，往往无法满足智能化服务需要。对此，需要联合应用图像处理技术、预测分析技术、分类识别技术等，实现数据的渗透，同时从大量数据中筛选出有效信息，是构建智慧矿山的关键技术类型。
3.4 智能化技术
智能化技术是对于传统数学算法以及数据统计方式的扩展，在智慧应用软件和设备的支持下，智能化曾能够完成结果预测、场景模拟分析，提升决策工作的科学性。
4 智慧矿山建设要点
4.1 数据采集层建设
数据采集层能够对信息起到感知和采集的作用，通过应用读卡器、传感器、摄像头等设备，可采集到物联网应用中的各类数据，同时还具有设备控制的功能。对于所采集到的数据信息，首先对其进行筛选、修复以及编码处理，选择有用信息再穿书，对于重复的信息，可直接屏蔽或者删除，这样能够有效降低网络传输压力，同时还能够提升传输速度。在矿山生产中，无论是井下设备还是地面设备，运行环境均比较恶劣，容易受到各类因素的影响，因此，在数据层采集建设过程中，要求数据采集设备具有较高的灵敏度以及抗干扰能力，进而保证数据采集的准确性和可靠性，同时还能够独立的对采集所得数据进行处理。比如，在井下数据采集中，可采用高频无线读卡技术，读卡器在某一个区域读到信息时，即可屏蔽重复信息，地面人员在查看时可查看到所显示的唯一数据。
4.2 工业环网和办公信息网络建设
在智慧矿山系统的实际应用中，对于地测、矿山生产、矿山设备运行等多个方面的数据，都需要进行综合分析，同时对于各类数据进行统一利用，加强矿山生产设备控制，因此，在智慧矿山建设中，需要注意构建运行高速、大宽带以及具有双向通信功能的工业环网。在工业环网建设中，可实现语音、数据和视频的传输，其建设运行基础是以太网技术，通过环网运输，能够将矿山生产中的各类信息传递到一体化监控系统中。现如今，在矿山生产中，环网结构形式有三种：①通过应用工业以太网交换机所构建的井下环网结构；②通过应用GEP0N技术所构建的井下环网结构；③通过应用MCTP技术所构建的井下环网结构。通过应用上述三种技术，可以实现三网合一，将矿山生产中的各个监控子系统集成应用于统一的传输平台中。由于上述三种技术所构建的环网结构都有特点，因此，矿山企业应该结合自身发展实际需要，选择所需工业环网结构。
矿山生产中的办公信息网是面向矿山生产中人力资源、生产成本以及各类设备的管理系统，其是应用Intarellt结构所构建的企业办公网，该网络与互联网连接，通过应用这一办公网络，能够保证智慧矿山系统获得外部支持，在此过程中，应注意加强网络安全建设，具体需注意以下两点：①保证工业环网与办公网络之间的安全，在工业环网应用中，需要对矿山生产过程进行有效控制，对于安全级别的要求比较高，在其与办公网之间，需做好隔离管理，同时还应该保证两种网络结构之间数据的正常交换。②保证办公信息网络与互联网之间的安全，互联网运行中的危险因素比较多，比如黑客入侵，这样就会对矿山办公信息网造成不良影响，因此，必须做好智慧矿山系统办公信息网的安全管理，为系统正常运行奠定基础。
4.3 一体化监控系统和办公信息系统建设
矿山生产对于安全性和实时性的要求比较高，因此，必须保证矿山生产安全监控系统的安全运行，这就要求在矿山地下生产和地面生产中，都必须为监控系统提供良好的运行环境。矿山生产一体化监控系统是由与矿山生产密切相关的各个系统所组成的，包括通风系统、视频监控系统、供电系统等等，各个系统相互衔接、共同运行，有利于保证矿山安全生产。在一体化监控系统的实际运行过程中，可以对各类数据进行存储和分析，对于各个系统数据进行交换和共享使用，同时还能够对各类数据信息进行汇总分析，根据各类数据产生控制命令，进而对矿山生产进行智能化监控管理。
4.4 智能决策支持系统建设
智能决策支持系统能够提升智慧矿山系统的智慧特征，是智慧矿山系统中级别最高的智能化系统，能够提升智能生产、监控和管理水平。在智能决策支持系统的实际应用中，对于不同数据层面的信息，可进行互通共享，同时通过实时数据库以及数据仓库，还可以对数据信息进行存储，构建数据分析模型，保证数据分析的准确性。通过应用云计算技术，可以对矿山监控系统、办公系统中所产生的大量数据进行集中处理，同时还能够进行数据挖掘，找出影响矿山生产和发展的影响因素，为矿山企业可持续发展提供依据。
5 结 语
近年来，很多行业都加快推进智慧化建设进程，随着科学技术的快速发展，矿山信息化建设水平不断提升，为避免出现少人采矿、无人采矿等问题，可加快建设智慧矿山。在此过程中，应该合理利用物联化技术、空间信息技术、数据挖掘技术以及智能化技术，构建完善的智慧矿山结构形式，促进矿山管理水平的提升，推进矿山开采企业可持续发展。
参考文献
[1]王 莉.智慧矿山概念及关键技术探讨[J].工矿自动化，2014，40（6）：37～41.
[2]霍中刚，武先利.互联网+智慧矿山发展方向[J].煤炭科学技术，2016，44（7）：28～33.
[3]徐 静，谭章禄.智慧矿山系统工程与关键技术探讨[J].煤炭科學技术，2014，42（4）：79～82.
收稿日期：2018-10-16