剛過(guò)去的2019年，發(fā)生了多起煤礦礦難事故，包括陜西神木李家溝煤礦煤塵爆炸事故，宜賓煤礦透水事故，貴州安龍煤礦事故，山西平遙瓦斯爆炸事故，開灤集團(tuán)井下動(dòng)力現(xiàn)象事故等等，這幾年好不容易平穩(wěn)下來(lái)的安全生產(chǎn)形勢(shì)似乎有下行之勢(shì)。互聯(lián)網(wǎng)、高新科技、人工智能高速發(fā)展的2019年，在我們地礦行業(yè)依然不斷聽到這樣的消息，不禁要問：煤炭、礦業(yè)開采什么時(shí)候才能從高危行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩�行業(yè)？

 

重大事故不斷，安全形勢(shì)嚴(yán)峻

整體看近幾年來(lái)的安全事故數(shù)據(jù)，呈逐年下降的態(tài)勢(shì)，但還是無(wú)法杜絕重特大事故發(fā)生；煤礦百萬(wàn)噸死亡率與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，是美國(guó)的5倍、澳大利亞的11倍。雖然國(guó)家正在發(fā)展新能源，但是煤炭仍將長(zhǎng)期是我國(guó)主導(dǎo)能源，煤炭安全高效開采對(duì)保障能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。

地下開采帶來(lái)的高地壓、高瓦斯、高水壓、高地溫等問題日趨嚴(yán)重，而且傳統(tǒng)的災(zāi)害和事故防治理論、技術(shù)和裝備不能有效解決深部復(fù)雜地質(zhì)條件帶來(lái)的嚴(yán)重問題。這些都嚴(yán)重威脅著礦業(yè)工人的生命安全和身體健康�？萍紕�(chuàng)新明顯跟不上，破解深部煤炭開采難題是煤炭科技工作者的責(zé)任和使命。

加強(qiáng)安全教育和責(zé)任追究，這終究是不可控，你不知道什么時(shí)候又會(huì)出現(xiàn)個(gè)別不負(fù)責(zé)任的監(jiān)管機(jī)構(gòu)人員、經(jīng)營(yíng)企業(yè)和管理人員，如何從根本上杜絕安全事故，道理很簡(jiǎn)單，井下不用下人了，那就是絕對(duì)的安全了。所以地下煤炭，包括礦業(yè)開采必須走智能、無(wú)人、安全開采道路，由勞動(dòng)密集型升級(jí)為技術(shù)密集型，發(fā)展成為具有高科技特點(diǎn)的新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式。

無(wú)人智能開采是必經(jīng)之路

想要保障安全，那地下人越少越好，最理想的狀態(tài)是人在地面上只負(fù)責(zé)操作指揮，地下采煤工作面全是智能化機(jī)械開采。現(xiàn)階段的目標(biāo)就是壓縮井下人員，實(shí)現(xiàn)煤炭無(wú)人智能開采，比如只留10%的人在井下開展生產(chǎn)準(zhǔn)備、巡檢等工作，其他就交給地面人員和井下機(jī)械，同時(shí)如果信息化、智能化水平高，那工作效率也會(huì)大大提高。

所謂煤炭無(wú)人智能開采，要將不同地質(zhì)條件、井下擾動(dòng)影響、致災(zāi)因素、生態(tài)破壞等方方面面統(tǒng)籌考慮，做到精準(zhǔn)高效、無(wú)人（少人）智能開采、災(zāi)害防控一體化的新模式。

 

國(guó)內(nèi)現(xiàn)在以及有幾十個(gè)采煤工作面實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人開采，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)還有江西銅業(yè)等大公司以及開始實(shí)驗(yàn)無(wú)人礦山卡車，可以預(yù)見以后的礦山場(chǎng)景了，就像飛機(jī)的自動(dòng)駕駛，汽車的自適應(yīng)巡航，高鐵的智能軌道控制。地面最終只有少許人進(jìn)行巡視。而地下則是機(jī)械在24小時(shí)源源不斷的工作。

我國(guó)智能化無(wú)人開采關(guān)鍵技術(shù)仍需要攻關(guān)，地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性是一個(gè)很大制約因素，井下的情況也是個(gè)個(gè)不同，易燃易爆氣體，電網(wǎng)電壓不穩(wěn)等等，我們應(yīng)充分發(fā)揮科學(xué)家和企業(yè)家的創(chuàng)新主體作用，進(jìn)一步凝練關(guān)鍵科學(xué)問題，優(yōu)化主要研究方向，為前沿領(lǐng)域和顛覆性技術(shù)的突破奠定理論基礎(chǔ)。

利好因素，看完肯定會(huì)馬上搞智能礦山建設(shè)

很多企業(yè)覺得建設(shè)成本高，不劃算，但是如果看到這幾大利好因素，你就不會(huì)這么想了。

一、國(guó)家出臺(tái)政策引導(dǎo)智慧化礦山進(jìn)程

從2007年政府號(hào)召“兩化融合、走新型工業(yè)化道路”，到2015年提出“中國(guó)制造2025”，這都對(duì)我國(guó)智慧礦山信息化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)起到了推動(dòng)作用。《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃》內(nèi)容明確提出加快建設(shè)數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化礦山。后續(xù)《國(guó)家能源安全戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃》以及現(xiàn)在的“十四五”規(guī)劃，都明確提出建成現(xiàn)代先進(jìn)高效的智慧煤礦，促使煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率大幅提升。

二、行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)所需

地勘行業(yè)近幾年市場(chǎng)飽和，投資熱情下降，環(huán)保政策趨嚴(yán)，行業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級(jí)，很多企業(yè)都在抱怨，停滯不前，或者紛紛轉(zhuǎn)行，其實(shí)最恰到的做法就是讀懂政策，順勢(shì)而為，要環(huán)保，綠色開采，要安全，智能開采，市場(chǎng)飽和，但是智能開采的市場(chǎng)還是一片藍(lán)海，涉足的人極少，社會(huì)不管發(fā)展到哪一步，能源是一個(gè)戰(zhàn)略剛需，永遠(yuǎn)都有市場(chǎng)，只是看你如何打開市場(chǎng)的大門。

三、用工荒問題明顯

我國(guó)的老齡化問題日趨嚴(yán)重，勞動(dòng)力人口逐年下降，已經(jīng)不是靠以前人口紅利發(fā)展的日子了，這個(gè)問題主要體現(xiàn)在近幾年出現(xiàn)的“用工荒”問題，尤其在咱們這種事故多發(fā)行業(yè)，嚴(yán)重的招工困難問題，用科技代替大量廉價(jià)的勞動(dòng)力，幾乎就是唯一的選擇。

 

四、順應(yīng)當(dāng)?shù)匕l(fā)展

這幾年國(guó)家一直都在深入推進(jìn)經(jīng)濟(jì)改革和城市化發(fā)展，每個(gè)城市都在搞智慧產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)?shù)氐娜绻�能夠和智慧產(chǎn)業(yè)聯(lián)系在一起，不僅可以得到產(chǎn)業(yè)扶持，更進(jìn)一步的融入到當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展路線之中，礦企就不再是現(xiàn)在人人喊打的事故多發(fā)和污染制造的代名詞企業(yè)了。

五、自身突破瓶頸所需

智能礦山建設(shè)本身就是一道坎，以前的員工不愛干，工資低，老板效益也低，行業(yè)逐漸沉寂的情況下只能是惡性循環(huán)，如果你能越過(guò)這道坎，就算是經(jīng)濟(jì)下行，智慧產(chǎn)業(yè)怎么著也不會(huì)下行的，到時(shí)候你就是整個(gè)衰落行業(yè)的逆行者，形式一片向好。

硬核技術(shù)，已經(jīng)成熟的智慧裝備

礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家自上世紀(jì)90年代已經(jīng)開啟礦山自動(dòng)化、智能化的研究，并取得了進(jìn)展。我國(guó)礦山智能化水平近幾年，在“互聯(lián)網(wǎng)+”、智能制造2025國(guó)家戰(zhàn)略的鼓舞下，在某些領(lǐng)域已經(jīng)初見成效。

一、智能礦山一體化

遠(yuǎn)程智能采礦系統(tǒng)

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一套操控平臺(tái)控制多臺(tái)設(shè)備作業(yè)。系統(tǒng)能自主行走、自動(dòng)加速、自動(dòng)導(dǎo)航；車載激光掃描儀可以進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑學(xué)習(xí)；在采礦方式允許的情況下，可以實(shí)現(xiàn)自主倒礦作業(yè)；可以實(shí)時(shí)記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；配備自動(dòng)滅火功能；配套教學(xué)培訓(xùn)平臺(tái)，降低人員培訓(xùn)費(fèi)用；可放置在地面中控室遠(yuǎn)程操控作業(yè)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程遙控化，井下工人大量減少，大幅度提高井下勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低井下通風(fēng)、降溫等費(fèi)用；實(shí)現(xiàn)采礦作業(yè)辦公室化，礦工將遠(yuǎn)離高深井、高溫、巖爆作業(yè)環(huán)境，從根本上解決生產(chǎn)安全問題；實(shí)現(xiàn)礦山開采規(guī)�；�，智能化程度提高，產(chǎn)能大幅度提升，成本下降，低品位礦石得以充分利用；實(shí)現(xiàn)技術(shù)隊(duì)伍知識(shí)化，職工素質(zhì)大幅度提高，隊(duì)伍結(jié)構(gòu)以及待遇得到改善，礦工社會(huì)地位得到提升。

鑿巖臺(tái)車自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)

目前，在國(guó)內(nèi)礦山開采過(guò)程中，巖體開鑿由人工操作面臨諸多現(xiàn)實(shí)問題。而鑿巖臺(tái)車自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)，采用工程機(jī)械專用控制器、機(jī)載電腦、編碼器、電液比例換向閥和變量泵等。其優(yōu)勢(shì)在于，在完成參數(shù)設(shè)定以后，可以全自動(dòng)完成一個(gè)掌子面鉆孔作業(yè)， 減輕工人的勞動(dòng)；自動(dòng)調(diào)節(jié)推進(jìn)和沖擊壓力，避免卡釬且孔成型好；控制鑿巖鉆臂運(yùn)動(dòng)，使得鉆臂末端自動(dòng)運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)孔位；控制推進(jìn)梁動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)鉆桿自動(dòng)快速調(diào)整到目標(biāo)姿態(tài)；控制鑿巖機(jī)動(dòng)作，自動(dòng)完成鉆孔、捅眼、退釬等任務(wù)。

煤矸石智能分選機(jī)器人系統(tǒng)

煤矸石是煤炭開采和洗選加工過(guò)程中排出的固體廢棄物，其產(chǎn)量占原煤產(chǎn)量的15%左右。加強(qiáng)對(duì)煤矸石綜合治理、綜合利用的研究及提高潔凈煤技術(shù)，是當(dāng)前燃煤大國(guó)的重要研究?jī)?nèi)容，也是環(huán)境保護(hù)與發(fā)展的需要。利用智能技術(shù)對(duì)煤矸石進(jìn)行分選也是智能化礦山重要的研究課題。煤矸石智能分選機(jī)器人系統(tǒng)能夠大幅提高生產(chǎn)效率。如果一年生產(chǎn)按300天計(jì)算，每天工作時(shí)長(zhǎng)為20小時(shí)，大小在200～400mm的不規(guī)則煤和矸石平均重量約15kg，煤矸石智能分選機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)撥手每小時(shí)動(dòng)作3000次，每小時(shí)撥離能力為45噸，每天撥離能力900噸，年撥離能力約27萬(wàn)噸；大小在50～180mm的不規(guī)則煤和矸石平均重量約4kg，煤矸石智能分選機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)抓手每小時(shí)動(dòng)作2500次，每小時(shí)最大撥離能力為10噸，每天撥離能力200噸，年撥離能力約6萬(wàn)噸。2個(gè)撥手加1個(gè)抓手每年能完成60萬(wàn)噸分選量。

二、礦山安全與預(yù)警

IBIS線性軌道監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要用于礦山邊幫監(jiān)測(cè)預(yù)警、礦山邊幫日常監(jiān)測(cè)與預(yù)警、高陡邊幫監(jiān)測(cè)與預(yù)警、礦山地表沉降變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警、礦山應(yīng)急救援監(jiān)測(cè)與預(yù)警。其核心優(yōu)勢(shì)主要在于遙感監(jiān)測(cè)，無(wú)須靠近；監(jiān)測(cè)范圍廣，最大11平方千米的空間連續(xù)區(qū)域；測(cè)量精度高，徑向位移精度可達(dá)0.1mm；用戶可自定義報(bào)警級(jí)別及報(bào)警區(qū)域，危險(xiǎn)區(qū)域通過(guò)電郵、短信和電腦閃屏自動(dòng)報(bào)警；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)傳輸至控制室，自動(dòng)化智能控制，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守；系統(tǒng)具有高級(jí)環(huán)境校準(zhǔn)功能，可智能化、高精度的去除環(huán)境因素干擾；系統(tǒng)可加載DTM，三維顯示監(jiān)測(cè)結(jié)果；具備振動(dòng)補(bǔ)償功能，減少外界干擾。

Hydra圓弧式便攜監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)是意大利IDS公司于2018年全球首次推出，采用圓弧式合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，視角更大，更加便攜，更加適合應(yīng)急監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)全天候、高精度、大范圍監(jiān)測(cè)預(yù)警，可自獲取DTM，成像更加直觀快速。多用于礦山邊坡、巷道、建筑應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)警、礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警、井下巷道變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警、礦山建筑變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警、其他各類邊坡、大壩變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警。其核心優(yōu)勢(shì)是遙感式測(cè)量，無(wú)需接近或靠近目標(biāo)區(qū)域，無(wú)需反射裝置，距離最遠(yuǎn)可達(dá)800米；測(cè)量精度高，徑向位移精度可達(dá)0.1mm，旋轉(zhuǎn)式測(cè)量效率更高；空間分辨率極高，能夠監(jiān)測(cè)到被測(cè)區(qū)表面極小區(qū)域的變形；采樣間隔30秒，避免采樣間隔長(zhǎng)而造成的數(shù)據(jù)不連續(xù)、數(shù)據(jù)丟失；模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)輸、安裝方便，不易損壞。

 

ArcSAR（Lite）全景監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

據(jù)介紹，ArcSAR（Lite）全景監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，是意大利IDS公司于2018年推出的全球首款圓弧式全景InSAR系統(tǒng)，采用國(guó)際領(lǐng)先圓弧式合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，360度全景監(jiān)測(cè)，擁有小車設(shè)計(jì)可快速部署，更加適合應(yīng)急監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)全天候、高精度、大范圍監(jiān)測(cè)預(yù)警，可自獲取DTM，成像更加直觀快速�？蛇h(yuǎn)程遙感監(jiān)測(cè)，完成水平方向360°全景覆蓋，垂直方向最大120°，最遠(yuǎn)監(jiān)測(cè)距離5km，實(shí)現(xiàn)360°全景掃描僅耗時(shí)40s，180°僅耗時(shí)20s，全景掃描時(shí)最多可獲得上千萬(wàn)高質(zhì)量像元。

墜落物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

墜落物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要用于墜落物、山崩、雪崩等快速變形體監(jiān)測(cè)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)全天候、高精度、大范圍墜落物監(jiān)測(cè)預(yù)警，與IBIS、Hydra系列產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)，組成完整的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控結(jié)果可云共享，大大提高管理效率，系統(tǒng)可以對(duì)墜落物路徑跟蹤、估計(jì)墜落物大小、監(jiān)控墜落物速度、監(jiān)控受影響范圍、同步視頻監(jiān)控。

三、礦山數(shù)字化節(jié)能

融合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)等新技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，輔助智能礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，為綠色礦山建設(shè)提供數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)決策、高智能化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理、全時(shí)全域設(shè)備故障預(yù)測(cè)和健康監(jiān)測(cè)管理（PHM），環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、安全生產(chǎn)指揮、智能節(jié)能控制等系統(tǒng)化解決方案。

 

目前所開發(fā)的系統(tǒng)，基于云中心控制的智能運(yùn)營(yíng)，可實(shí)現(xiàn)水、電安全數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步后臺(tái)；出現(xiàn)異常自動(dòng)報(bào)警并數(shù)據(jù)存檔；地圖顯示清晰定位；消防安全煙霧報(bào)警、消防通道、消防工具等全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控；電梯安全自動(dòng)計(jì)算運(yùn)行時(shí)間；自動(dòng)上報(bào)告警及檢修提醒；多通道消息實(shí)時(shí)同步，第一時(shí)間知曉風(fēng)險(xiǎn)。最大程度解放人力，節(jié)省運(yùn)營(yíng)人力成本60%以上�；�于大數(shù)據(jù)管理的智能運(yùn)維，可以實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)控制”，按照可自調(diào)整的運(yùn)營(yíng)策略控制中央空調(diào)、照明、風(fēng)機(jī)、排污等設(shè)備。自動(dòng)巡檢，按周期定時(shí)巡檢儀器設(shè)備，數(shù)據(jù)同步后臺(tái)，若有異常自動(dòng)推送工單至維修人員。自動(dòng)設(shè)備健康監(jiān)測(cè)，利用采集到的參數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)備健康狀態(tài)，預(yù)測(cè)故障點(diǎn)。自動(dòng)狀態(tài)推送，通過(guò)平臺(tái)界面、APP、大屏展示頁(yè)面等通道，實(shí)時(shí)推送設(shè)備是否應(yīng)維保，以及維保前后健康狀態(tài)變化。

當(dāng)然，從當(dāng)前形勢(shì)看，隨著信息技術(shù)、智能化技術(shù)的進(jìn)步，智能礦山的內(nèi)涵也在不斷豐富。智能礦山建設(shè)不可能一蹴而就，礦山應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件和具體需求，有目的地選擇建設(shè)項(xiàng)目，使其充分發(fā)揮效益。

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