榆林神华能源有限责任公司郭家湾煤矿分公司 陕西省榆林市 719499
摘要：文章介绍目前矿山数字化建设的背景以及目前的发展现状，分析目前矿山数字化建设中存在的问题，并重点研究矿山数字化建设的流程、步骤以及对其中存在问题的解决方案和发展趋势，以供参考。
关键词：井工煤矿；数字化建设；煤矿管理
1引言
煤炭一直以来都是我国主要的能源形式，而且在我国持续进行调整的能源结构中占有重要的地位。随着目前我国经济的快速发展和对煤炭能源需求量的增加，煤炭开采量也不断增加，不仅增加了煤矿开采的压力，也增加了煤矿开采的难度。此外，在煤矿生产过程中，安全管理问题一直是其管理工作的重中之重，也是煤矿生产中的永恒话题。虽然目前煤矿生产中的安全管理问题有了明显的改善，但是相对于国外其他国家，我国煤矿生产中的安全事故概率仍然较高，这与煤矿安全管理系统的复杂性是分不开的，所以需要不仅要针对煤矿生产进行理论、制度、措施和技术的更新和改进，而且需要建立一个完整的煤矿安全生产管理系统，通过整个数字化的平台采用清晰有效的管理手段实现煤矿安全管理工作的巨大变革和飞跃。
2矿山数字化发展现状
近年来随着我国经济的快速发展，煤矿生产中的机械化程度取得了较大的进步和提高，尤其是进入本世纪以来，我国的大中型煤矿的机械化程度已经达到80%以上，但是仍然存在较多的具有较低自动化水平的中小型煤矿，尤其是近年来随着电子信息技术以及控制技术的快速发展，上述问题则成为制约煤矿生产中自动化水平提高的重要因素，所以自我国“十二五”规划以来，加快了对煤矿行业中利用网络技术、通信技术、计算机技术以及自动控制技术等先进技术进行数字化建设的步伐，提出了要在煤矿井下生产过程中建立安全避险“六大系统”的相关规范，而且到目前为止已经在我国绝大多数煤矿中实现了此六大系统的安装和投入使用，此六大系统主要为：监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通讯联络系统。
3矿山数字化建设中存在的问题
经过对目前矿山数字化建设的现状进行分析可知，目前矿山数字化建设中的主要问题表现在以下几个方面：一是从整体来看，目前矿山数字化建设的水平普遍较低，而且在数字化建设的过程中也形成较多的功能单一且相对独立的结构或者系统，所以整合程度也需要进一步改善和提高。二是目前在大中型煤矿中进行数字化建设的步伐较快，也取得了较为明显的成果，但是在许多中小型煤矿中且由于受到各种条件的限制而建设速度较为缓慢，并且缺少对节能、降耗与整体管理体系方面的建设。三是目前不同系统之间存在的信息孤岛问题较为严重。四是相较于其他传统的制造行业来说，煤矿生产中所需要的专业软件的发展较为滞后，这主要与目前我国的专业研发力量和团队有关，也成为阻碍矿山数字化建设的原因之一。五是煤矿企业普遍具有生产过程不确定性、生产环境恶劣的特点，对于大部分数字化建设中应用的精密仪器、仪表及传感器等的可靠性、稳定性等使用指标带来很大影响。
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4矿山数字化技术在煤矿管理中的应用
4.1矿山数字化建设的流程
在利用矿山数字化技术进行煤矿安全管理的过程中，应按照以下步骤进行数字化建设：
一是首先使用数字化技术中的现代化测绘技术进行井工煤矿开采作业过程中的各类地质勘探数据进行勘查和测绘，并且对矿山开采过程中的各类采掘活动对地层环境的影响进行分析，寻找相应的规律参数，最终建立起统一的地上下时空参考框架，而且可以通过对上述两大类数据的结合来实现对煤矿开采活动的建模仿真以及对环境地层以及巷道实体等进行建模仿真，这样就可以对井工煤矿开采过程中对地层环境的影响进行分析，并且对矿山开采活动中的各类活动的安全性进行评价，而数字化矿山技术则为上述两种分析和评价提供了数字化的基础环境。
二是利用数字化矿山技术来进行井工煤矿作业全过程的监测监控体系的建立，此监测检测体系可以覆盖整个矿山开采活动中的无论是井上还是井下的所有机电设备以及生产环境，而且可以实现在统一的GIS管理平台上对此监测监控体系进行整合和远程控制。
三是在煤矿生产中所用的自动化控制系统中，利用数字化矿山技术可以在其中的数字化监测平台上利用概率危险性评价法、模糊安全评价法等目前在矿山生活中应用效果较好的专业性安全评价方法，并将这些评价方法与矿山实际生产中的各项单独安全指标以及系统安全指标的控制评价和预警评价系统进行结合，然后通过自动化控制系统的整合，实现对矿山生产中的各项生产和安全检测数据的实时集成化处理和自动化预警。
四是利用数字化矿山技术还可以根据矿山生产中的实时生产情况实现各类专项安全管理功能，主要是利用数字化矿山技术可以对生产中的各类紧急事故进行应急处理仿真模拟，还可以对矿山生产中所使用的各类机电设备进行系统性的匹配评估等。
五是利用数字化矿山技术可以实现将各项生产以及安全管理中的数据和处理结果进行整理，然后以可视化的方式如三维影像或统计图表等直观的方式，通过便捷的人机交互方式传达给生产和安全管理人员。
六是利用数字化矿山技术可以进行应急指挥管理系统的建立，这样就可以实现在矿山生产中突发安全事故时，通过所建立的系统以及其强大的数字化平台，可以快速的建立相应的应急方案，并且提供应急方案中所需要的各类应急物资，发挥其强大的应急安全调度指挥的作用。
4.2矿山数字化建设中的问题对策
在目前矿山数字化建设的过程中，不仅需要采用先进的智能化以及自动化的机械设备对传统的设备以及人工操作方式进行代替，而且要进行高速智能网络的建设，并实现煤炭资源与开采环境的数字化管理，最终达到煤矿生产管理与决策的科学化的目的。因此需要从以下几个方面对目前矿山数字化建设中的问题进行解决，而且对未来矿山数字化建设的趋势进行了展望。
一是通过矿山数字化技术中的相应软件以及挖掘技术进行结合来建立煤矿数字化海量存储与数据挖掘系统；二是利用电子技术和机械技术进行煤矿生产过程和关键设备的自动控制系统的建立；三是进行煤矿安全生产检测监控与预警系统的建立；四是将矿山数字化井下综合通信网络作为整个煤矿信息传输平台，建立起煤矿日常生产及办公信息高速存储、传输、处理和检索系统；五是发展设备故障实时智能诊断技术，集合现场采集、存储的大量数据在后台进行适时的比对分析，或将PLC程序中相关运行故障语句通过人机交互界面以文字形式详细反馈，实现机电故障本地实时分析、显示及报警，克服设备故障诊断对专业人员过分依赖。六是通过煤矿ERP系统的建立将煤矿生产中的物流、资金以及信息进行整合管理，确保资源的高效利用，降低生产消耗和成本，提高煤炭企业的经济效益和竞争力水平。七是继续深入研究在煤矿井下低照度、高粉尘、高水汽等恶劣环境下提升设备的抗干扰能力，从而保证相关执行机构可靠运行。最终达到煤矿管理基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化的理想效果。
5结语
矿山数字化建设是目前煤矿发展和建设的主要趋势，符合我国社会发展以及煤矿发展的要求，虽然在目前矿山数字化建设中表现出各种问题而影响矿山数字化建设与发展，但是在未来的发展过程中，在引进和吸收计算机技术、网络技术以及自动化技术等先进信息技术的同时，相信在未来煤矿数字化建设会更加完善、合理，并促进煤炭行业的可持续发展。
参考文献：
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论文作者:耿耀锋
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/14
标签：矿山论文; 煤矿论文; 技术论文; 系统论文; 过程中论文; 井下论文; 环境论文; 《科技新时代》2018年9期论文;