建設(shè)智慧礦山面臨的形勢分析.doc

建設(shè)智慧礦山面臨的形勢分析（一）挑戰(zhàn)-智慧礦山建設(shè)的必要性1.最近30年來我國改革開放取得了生產(chǎn)效率增加9倍的成績，非常輝煌!同期，但是，美國的生產(chǎn)效率提高了27倍。國家之間的競爭就是效率的競爭，首先是技術(shù)的競爭。他們技術(shù)水平的提高主要是依靠智慧技術(shù)，無人值守技術(shù)。我國礦山行業(yè)如果不快速進(jìn)行智慧化的進(jìn)程，后果是非?？膳碌摹?.按照現(xiàn)在的政策，2050年，我國60歲以上的人口占33%以上，而當(dāng)下我國快速進(jìn)入獨生子女獨擋天下的時代，礦山低層次的勞動力已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的危機。隨著時間的推移，礦山面臨找不到礦工的危險。3.智慧技術(shù)和無人值守技術(shù)，可以使生產(chǎn)效率極大地提高，達(dá)到人工的幾十倍、幾百倍,同時使生產(chǎn)成本極大的降低。例如雙匯火腿腸引進(jìn)德國自動化生產(chǎn)線后，是火腿生產(chǎn)從肉進(jìn)入系統(tǒng)到火腿腸包裝完成，需要的人員從336人，降到了6人，不僅效率大大提高，人工成本還降低了4倍，質(zhì)量能力、安全水平大大提高，企業(yè)競爭力大大提高。對于礦山來講實現(xiàn)初步的智慧化就可以使礦井的生產(chǎn)效率可以提高30%以上安全效率提高50%以上。實現(xiàn)無人值守后，效率提高100%以上，安全效率提80-90%以上。4.我國礦山技術(shù)，到了一個新的發(fā)展時期，需要強有力的引導(dǎo)，否則我們可能錯過一次產(chǎn)業(yè)升級的大好時機。礦山采礦技術(shù)，到目前已經(jīng)經(jīng)歷了原始階段-機械化階段-數(shù)字化階段，正在向智慧化方向邁進(jìn)。智慧化是礦山技術(shù)發(fā)展的最高形式，只有實現(xiàn)了智慧化、實現(xiàn)了危險場所的無人值守，才能極大地提高生產(chǎn)效率和安全水平，并從根本上實現(xiàn)本質(zhì)安全礦山、幸福礦山、和諧礦山的目標(biāo)。智慧化是提高生產(chǎn)效率、提高安全效率的唯一最好的手段。礦山技術(shù)方面，我國近年來有了長足的進(jìn)步，在有的方面，已經(jīng)在國際上達(dá)到了領(lǐng)先水平。只要方向正確，快速行動，我們就可能搶占先機，整體上率先達(dá)到智慧礦山的領(lǐng)先水平。智慧礦山的建設(shè)，將可以達(dá)到下列目標(biāo)：實現(xiàn)我國礦用技術(shù)和產(chǎn)品的智慧化，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的大轉(zhuǎn)型、技術(shù)大提高。因此，需要聯(lián)合起來，組織重大課題攻關(guān)，形成突破，并快速推廣。5.當(dāng)前參加礦山產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)2000余家，多數(shù)技術(shù)水平低，并且重復(fù)研發(fā)、資源浪費嚴(yán)重。我國礦山技術(shù)的研發(fā)，特別是數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、自動化、智慧化技術(shù)的研發(fā)，呈現(xiàn)出多個行業(yè)、多種經(jīng)濟(jì)形勢的企業(yè)參入的良好局面，特別是大量的非原來礦山企業(yè)和研究單位參入到智慧化建設(shè)之中。生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)數(shù)千家，迫切需要一個聯(lián)合組織進(jìn)行有關(guān)產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)，才能更好的凝聚力量，提高效率。例如，在通訊方面就有中國移動公司、聯(lián)通公司、大唐電信等公司和數(shù)十家小的公司參加有線通訊、無線通訊的研發(fā)和建設(shè)。在防塵、防火、防治瓦斯方面有100余家公司參加研發(fā)和生產(chǎn)。在其他系統(tǒng)的研發(fā)方面，也是參加單位眾多，反復(fù)研發(fā)，浪費大量的社會資源和財富。聯(lián)盟的將對有關(guān)攻關(guān)研發(fā)內(nèi)容按照子系統(tǒng)、按照產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)行分配，每一個子系統(tǒng)、每一個鏈條集中2-3家公司聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)，既有有效競爭，又避免了一窩蜂的的一哄而上，節(jié)省大量的資源，并形成快速的突破。由于缺少引導(dǎo)、研發(fā)力量分散，造成許多智慧礦山重大課題沒有形成突破智慧化是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的一個必然方向，必然趨勢，是提高生產(chǎn)效率和安全效率的最好的技術(shù)手段。盡管近年來在礦山智慧化方面，已經(jīng)有一些先知、領(lǐng)頭者，做了一些深入的工作，但是這些工作總體上是自發(fā)的、力量是分散的，沒有形成系統(tǒng)性的持續(xù)的創(chuàng)新能力，在一些重大技術(shù)問題上沒有形成大的突破,例如：采煤面遠(yuǎn)程控制無人值守方面，盡管做了很多研究，但是沒有形成可以大面積推廣的技術(shù)裝備；掘進(jìn)智慧化無人值守方面沒有一項成熟的技術(shù)和裝備；在輔助生產(chǎn)系統(tǒng)方面盡管進(jìn)行了大量的自動化無人值守方面的研究，但是，并沒有形成完成的標(biāo)準(zhǔn)體系和可以全面推廣的技術(shù)裝備；在安全監(jiān)控瓦斯防治、防滅火、防塵、防止沖擊地壓、防治水、放炮監(jiān)控、職業(yè)健康環(huán)境等方面，也缺少先進(jìn)的更加有效的可以大面積推廣的智慧化的技術(shù)裝備。在技術(shù)保障、后勤保障、管理保障方面，也是缺少智慧化的系統(tǒng)。因此，為了凝聚力量，形成突破，需要一個組織，去建立綱領(lǐng)，引導(dǎo)發(fā)展，需要一個組織集中優(yōu)勢的人力、財力、去組織聯(lián)合攻關(guān)，形成突破。7.當(dāng)前對智慧礦山認(rèn)知不完整、模糊、片面，有誤導(dǎo)發(fā)展方向的危險當(dāng)下，在智慧礦山方面叫的最響、聲音最大的是那些非礦山產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)廠家，有的將一個手機聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站說成是智慧礦山、有的把一通卡說成是智慧礦山，甚至他們跟政府簽訂了有關(guān)推廣智慧礦山的協(xié)議等等。這些東西最多就是一個智慧礦山的一個微小方面，甚至僅僅是一個很次要的方面。但是，他們可能使人們誤導(dǎo)智慧礦山的含義，更嚴(yán)重的可能是我們錯過一次產(chǎn)業(yè)大發(fā)展、大提升的機會。因此，迫切需要一個權(quán)威的組織，規(guī)范概念、引領(lǐng)方向。當(dāng)前沒有一個政府部門或者組織能夠?qū)⒂嘘P(guān)廠家、大學(xué)、用戶、研究單位、銀行、協(xié)會（產(chǎn)學(xué)研用銀協(xié)）組織起來，完成智慧礦山技術(shù)的進(jìn)步。智慧礦山技術(shù)研發(fā)、投入、研發(fā)應(yīng)用等關(guān)系到，多個行業(yè)、多個部門，因此沒有一個政府部門能夠統(tǒng)領(lǐng)此項工作。只有有關(guān)的技術(shù)聯(lián)盟才能夠組織這類跨行業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)。（二）機遇-智慧礦山建設(shè)的可行性1.“產(chǎn)、學(xué)、研、用、銀、協(xié)、府”各方認(rèn)識到智慧礦山建設(shè)的緊迫性，都有強烈的聯(lián)合意識，都決心聯(lián)合起來，促進(jìn)我國礦山生產(chǎn)安全技術(shù)的提高和制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，使我國采礦技術(shù)走在世界的前列。自從我們從事有關(guān)智慧礦山聯(lián)盟的的研究和咨詢以來，得到了“產(chǎn)學(xué)研用銀協(xié)府”7個方面的積極響應(yīng)。產(chǎn)：生產(chǎn)企業(yè)有傳統(tǒng)的采礦設(shè)備制造廠家、有軟件廠家、監(jiān)控廠家，等等多個方面。他們已經(jīng)自覺或者不自覺的將研發(fā)產(chǎn)品向智慧化、智能化、自動化方向發(fā)展。但是，總體上勢單力薄。這是一個巨大的力量。學(xué)：國內(nèi)礦業(yè)方面著名的大學(xué)中國礦業(yè)大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、山東科技大學(xué)、北京科技大學(xué)，清華大學(xué)電子信息學(xué)院等認(rèn)識更加強烈。研：煤科總院以及其十多個研究分院，都在積極向智慧化、智能化方向發(fā)展，但是總體上以國家立項支持的為主，一般不涉及國家不立項的部分。用：國內(nèi)大型煤炭企業(yè)，例如神華集團(tuán)、中煤集團(tuán)、山東能源集團(tuán)、兗州礦業(yè)集團(tuán)、山東招遠(yuǎn)黃金集團(tuán)、山東黃金集團(tuán)、山西焦煤集團(tuán)等等，都在搞智慧化。銀行：中國工商銀行北京海淀支行，北京銀行、中信銀行等都樂意為智慧礦山和聯(lián)盟綜合授信，授信額度可以在聯(lián)盟成員內(nèi)部由聯(lián)盟分派使用。協(xié)會：中國職業(yè)健康協(xié)會，煤機協(xié)會、煤礦安全協(xié)會、中國煤炭協(xié)會等都在進(jìn)行信息化、智慧化的宣傳和研究。政府：礦山安全生產(chǎn)的主管部門：國家安全生產(chǎn)總局、國家煤礦安全監(jiān)察局以及其有關(guān)司局；發(fā)改委能源局煤炭司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、還有科技部、工信部有關(guān)司局領(lǐng)導(dǎo)或者專家對智慧礦山建設(shè)和聯(lián)盟表達(dá)了積極支持的意愿。2.國家產(chǎn)業(yè)政策支持科技部等六部門關(guān)于推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)建的指導(dǎo)意見（國科發(fā)政2008770號）、國家科技計劃支持產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟暫行規(guī)定（國科發(fā)計2008338號）、關(guān)于推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)建與發(fā)展的實施辦法（試行）（國科發(fā)政2009648號）、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟評估工作方案（試行）（科技部辦公廳以國科辦政201247號）、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部等五部委關(guān)于加快推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合的若干意見（工信部聯(lián)信2011160號）、國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）（國發(fā)2005第044號）、關(guān)于充分發(fā)揮科技支撐作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的意見（國發(fā)20099號）、國家技術(shù)創(chuàng)新工程總體實施方案（國科發(fā)政2009269號）等等。政府對成立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟給予了高度的支持。3.在智慧礦山研究方面，以及做了大量的學(xué)術(shù)的研究，并有大量的初級研究成果和數(shù)以萬計的研發(fā)人員，已經(jīng)制定了智慧礦山研究的基本框架智慧礦山包含了感知-分析-處理的全部智慧過程。智慧礦山的建設(shè)包含三個方面的內(nèi)容，就是礦山的數(shù)字化、礦山智能化自動化和持續(xù)的科技創(chuàng)新，智慧礦山的建設(shè)是一個不斷進(jìn)步的科技創(chuàng)新活動。智慧礦山的建設(shè)要緊緊圍繞提高生產(chǎn)效率、提高安全保障能力和促進(jìn)經(jīng)營管理進(jìn)行，智慧礦山建設(shè)的最高目標(biāo)就是實現(xiàn)危險環(huán)境工作的無人值守。智慧礦山的基本構(gòu)架智慧礦山系統(tǒng)包含了礦山各個方面、各個系統(tǒng)的智慧化。綜合起來可以歸為三個方面，就是智慧生產(chǎn)系統(tǒng)、智慧職業(yè)健康與安全環(huán)境系統(tǒng)、智慧（技術(shù)管理后勤）保障系統(tǒng)。智慧生產(chǎn)系統(tǒng)：包括智慧主要生產(chǎn)系統(tǒng)和智慧輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，智慧主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括采煤工作面的智慧化和掘進(jìn)工作面的智慧化，就是以無人值守采煤掘技術(shù)為代表的智慧綜采工作面、以及以智慧爆破采礦為代表的智慧非煤礦山采礦工作面和智慧機械化掘進(jìn)工作面系統(tǒng)，智慧普掘工作面等。智慧主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括：智慧采煤工作面方面，可以分為：智慧薄煤層無人工作面系統(tǒng)、智慧中厚煤層無人工作面系統(tǒng)、智慧綜采放頂煤無人工作面系統(tǒng)、智慧充填開采工作面系統(tǒng)等。智慧生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，就是實現(xiàn)以無人值守為主要特征的智慧運輸系統(tǒng)（含皮帶運輸、輔助運輸）智慧提升系統(tǒng)、智慧供電系統(tǒng)、智慧排水系統(tǒng)、智慧通風(fēng)系統(tǒng)、智慧調(diào)度指揮系統(tǒng)、智慧通訊系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)的智慧化工作，近年來發(fā)展非常迅速，大批的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)產(chǎn)品被廣泛用于煤礦輔助系統(tǒng)。智慧職業(yè)健康與安全環(huán)保系統(tǒng)，將安全管理的理念大大前移，從傳統(tǒng)的以保護(hù)生命為目標(biāo)的“安全生產(chǎn)，關(guān)愛生命”，躍升為以促進(jìn)健康和幸福為目標(biāo)的“潔凈生產(chǎn)，關(guān)注健康”的戰(zhàn)略高度。智慧安全環(huán)保就是對影響職工身心健康的安全環(huán)境超前預(yù)防、超前控制、實現(xiàn)本質(zhì)安全。智慧職業(yè)健康與安全環(huán)保系統(tǒng)，包含如下子系統(tǒng)：智慧安全環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，智慧防滅火系統(tǒng)、智慧爆破監(jiān)控系統(tǒng)、智慧潔凈生產(chǎn)（防塵)監(jiān)控系統(tǒng)、智慧沖擊地壓監(jiān)控系統(tǒng)、智慧人員監(jiān)控系統(tǒng)，智慧通風(fēng)系統(tǒng)、智慧水害監(jiān)控系統(tǒng)、智慧視頻監(jiān)控系統(tǒng)，智慧應(yīng)急救援系統(tǒng)，智慧污水處理系統(tǒng)等等。智慧職業(yè)健康與安全環(huán)保系統(tǒng)不僅僅是一個感知的系統(tǒng)，還是一個分析系統(tǒng)，更是一個控制的系統(tǒng)，一個超前的控制系統(tǒng)。在這方面近年來取得的技術(shù)突破主要有：激光光纖傳感器技術(shù)，由激光驅(qū)動的傳感技術(shù)，實現(xiàn)了無電工作，無電傳輸，免維護(hù)。是傳感技術(shù)的革命性進(jìn)步。二氧化碳防滅火系統(tǒng)，實現(xiàn)了智慧化，在易操作性，防滅火效果等方面大大超過了氮氣防滅火系統(tǒng)。智能爆破監(jiān)控系統(tǒng)，依照本質(zhì)安全理念，智慧控制的理念，實現(xiàn)了對爆破全過程的自動監(jiān)控自動控制，實現(xiàn)了“爆破本質(zhì)安全，不安全就不能爆破”。無線傳感與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)就是一種基于無線傳輸、自動組網(wǎng)技術(shù)的傳感器組合系統(tǒng)，傳感器的無線化和自動組網(wǎng)功能大大提高了安裝使用的效率和適應(yīng)性，為監(jiān)控數(shù)據(jù)的獲取傳輸、利用，提供了更加方便的技術(shù)手段，開拓了更加廣闊的空間。智慧清潔生產(chǎn)技術(shù)方面，主要發(fā)展了智慧防塵技術(shù)，包括智慧注水技術(shù)和設(shè)備、智慧高壓、凈水技術(shù)和設(shè)備、噴霧添加劑、智慧風(fēng)流控制技術(shù)、粉塵監(jiān)控技術(shù)等等，對于綜采、綜掘、普掘、普采作業(yè)工作面的防塵、降塵、除塵都產(chǎn)生了非常好的效果，使煤礦的生產(chǎn)安全環(huán)境由重污染，快速向潔凈生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變。為保障實現(xiàn)潔凈生產(chǎn)，消除塵肺病，實現(xiàn)職工的身心健康做出了很大貢獻(xiàn)。例如山東能源棗礦高莊煤礦就在潔凈生產(chǎn)方面就取得了驚人的業(yè)績。智慧通風(fēng)系統(tǒng)方面，在自動風(fēng)門、主扇風(fēng)機變頻自動控制、局扇自動控制、通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)自動解算和整個系統(tǒng)自動控制等方面，都進(jìn)行了一些深入研究，其目標(biāo)就是實現(xiàn)全礦井通風(fēng)系統(tǒng)的智慧化，無人值守，自動調(diào)節(jié)。水害監(jiān)控的智慧化方面，有水文監(jiān)控系統(tǒng)、水害探測系統(tǒng)、自動排水系統(tǒng)等進(jìn)步。智慧視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)展了基于無線傳輸?shù)南到y(tǒng)、光纖數(shù)碼傳輸系統(tǒng)、海量圖片的儲存識別系統(tǒng)，并向高速攝像、自動臉譜識別方向快速發(fā)展。應(yīng)急救援智能化、通訊、人員探測等技術(shù)方面也有較好的發(fā)展。在環(huán)境保護(hù)方面，快速發(fā)展了污水處理、矸石處理、除塵等技術(shù)。在安全距離智慧監(jiān)控方面，正在向自動實時監(jiān)控、自動成圖方面發(fā)展。智慧（技術(shù)管理后勤）保障系統(tǒng)：為了煤礦生