?????????? "信息化"是現(xiàn)代化礦井的實質(zhì)?，F(xiàn)代化礦井實質(zhì)上是依賴對礦井地理、生產(chǎn)、安全、設(shè)備、管理和市場等方面的信息進行采集、傳輸、處理、應(yīng)用和提升，達到信息增值的目的。其主要內(nèi)容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計算機）、信息的應(yīng)用與集成（自動化）等等。信息是未來煤礦企業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，擁有全面、完整、準(zhǔn)確的信息是企業(yè)提高生產(chǎn)能力，保證安全，提高管理水平、市場應(yīng)變能力和競爭能力的重要保障。
??????????? 在這方面美國和澳大利亞的煤炭企業(yè)給我們做出了榜樣。自80年代以來，他們在工作面采用計算機（技術(shù)）控制的大功率電牽引采煤機、電液控制的液壓支架和具有軟起動功能的刮板運輸機。而在主煤流運輸、礦井供電系統(tǒng)、通風(fēng)、排水系統(tǒng)、礦井提升系統(tǒng)等方面，均采用計算機（技術(shù)）實現(xiàn)工況監(jiān)測、故障診斷與自動控制，對井下環(huán)境安全的各種信息進行實時監(jiān)測。而這些生產(chǎn)、安全、地理和設(shè)備的信息通過網(wǎng)絡(luò)（通信線路）實時傳送到地面調(diào)度中心，使得煤礦的安全、生產(chǎn)管理決策更便于優(yōu)化，實現(xiàn)了電子生產(chǎn)；為減少設(shè)備及其零配件的庫存量，進一步降低噸煤成本，他們注重供應(yīng)鏈的管理，大力推進以計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的電子供應(yīng)鏈；面對市場競爭日益嚴峻，他們轉(zhuǎn)為以市場的客戶為中心，重視客戶關(guān)系管理，實現(xiàn)自動配煤，滿足用戶對各種不同煤質(zhì)的需要，推動電子商務(wù)。先進采煤國的煤炭企業(yè)正向管控一體化和產(chǎn)供銷一條龍發(fā)展，實現(xiàn)企業(yè)信息化。
?????????? "數(shù)字化"是信息的表達形式，而且是信息最高、最先進的表達形式。由于計算機技術(shù)、微電子技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多煤礦的地理信息、生產(chǎn)信息、安全信息、設(shè)備工況信息從采集（傳感器）開始，就實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。傳感器在采集信息的同時，它可以對信息進行處理、自校正等等，不僅使被采集的信息更準(zhǔn)確，而且可以在一根總線上掛許多個傳感器，使信息傳輸系統(tǒng)更簡便。而被采集的信息不會因傳輸距離和環(huán)境使精度受到影響。由于信息是以數(shù)字的形式進行采集、處理、傳輸和應(yīng)用，因此，生產(chǎn)、安全、管理、市場等等信息可以在一個統(tǒng)一的平臺上進行傳輸和交流，使所有的信息能得到更充分的應(yīng)用，使所采集到的信息得到更大的增值。
?????????? "自動化"（管控一體化）則是現(xiàn)代化礦井的基礎(chǔ)和目的。眾所周知，自動化是指機械設(shè)備或生產(chǎn)過程（煤礦包括環(huán)境安全）、管理過程（DA、BA）在沒有人的直接參與，經(jīng)過自動檢測、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)所要達到的目標(biāo)。信息化（數(shù)字化）的信息絕大部分來自于各種生產(chǎn)、工況、安全的自動檢測裝置（傳感器），這些是信息化（數(shù)字化）的基礎(chǔ)。反之，由于實現(xiàn)了"信息化"（數(shù)字化），可以在地面對礦井的生產(chǎn)設(shè)備的工況進行監(jiān)測和自動控制，可以實時、連續(xù)監(jiān)測各種地理、安全信息，大大減少了井下作業(yè)的人數(shù)，這不僅可以提高效率，而且可以大大提高煤礦的安全水平。實現(xiàn)了管控一體化之后，把生產(chǎn)、安全和管理有機的融合在一起，在管理層可以實時采集到許多生產(chǎn)、安全的信息，也可以得到許多信息的變化趨勢，為信息化或數(shù)字礦山奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，利用一些先進的控制理論（如人工智能、專家分析等）建立煤礦安全生產(chǎn)所需的決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井安全、生產(chǎn)和效益的多目標(biāo)優(yōu)化。
??????? 三、數(shù)字礦山的目標(biāo)
??????? （1）應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和煤礦生產(chǎn)工藝技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的有機集成。
??????? （2）通過應(yīng)用軟件，實現(xiàn)經(jīng)營管理科學(xué)化，生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控
??????? 制最優(yōu)化。
??????? （3）保證煤礦生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和競爭能力。
??????? （4）提高對客戶多種要求的響應(yīng)能力。
??????? "數(shù)字化礦井"最終表現(xiàn)為礦井的高度信息化、自動化、高效率、高安全和高效益。
??????? 四、信息集成的七個方面
??????? 前面我們分析過，數(shù)字化的核心實質(zhì)是信息化，價值體現(xiàn)在綜合自動化，因此作為數(shù)字化礦井的建設(shè)，需要從以下七個方面進行集成化考慮，以 實現(xiàn)從礦井勘探、礦井規(guī)劃設(shè)計、礦井建設(shè)、煤礦生產(chǎn)過程、礦井安全、礦山經(jīng)營決策的數(shù)字化、信息化和自動化。
??????? （1）礦產(chǎn)資源信息和礦山設(shè)計、礦井建設(shè)及開采過程的數(shù)字化、可視化。支撐技術(shù)為 GIS、AutoCAD、虛擬現(xiàn)實及數(shù)據(jù)庫等。
??????? （2）煤礦生產(chǎn)過程監(jiān)控、全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境監(jiān)測、生產(chǎn)過程信息綜合利用等方面的網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化。支撐技術(shù)為統(tǒng)一的通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)、先進的監(jiān)測與控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)等。
??????? （3）各種檢測儀器儀表、自動化設(shè)備在惡劣生產(chǎn)環(huán)境中的安全可靠應(yīng)用與設(shè)備間的關(guān)聯(lián)聯(lián)動信息共享。支撐技術(shù)為各種傳感與測量技術(shù)、計算機與通信技術(shù)、大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路等。
??????? （4）圖像監(jiān)視和傳輸?shù)臄?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)。支撐技術(shù)為數(shù)字視頻、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和圖像識別技術(shù)等。
??????? （5）煤炭企業(yè)管理信息化及電子商務(wù)系統(tǒng)。支撐技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)代企業(yè)管理等。
??????? （6）基于信息融合技術(shù)滲透到生產(chǎn)、安全與經(jīng)營各個層面的決策支持系統(tǒng)。支撐
??????? 技術(shù)為現(xiàn)代信息處理與融合技術(shù)、智能專家系統(tǒng)、現(xiàn)代企業(yè)管理等。
??????? （7）礦區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)等。
??????? 以上各個方面的內(nèi)容相互交錯、相輔相成，構(gòu)成了較為完整的煤礦企業(yè)信息化和管控一體化。
??????? 五、信息化礦山的架構(gòu)
???????? 以煤炭生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的過程監(jiān)測及自動化控制產(chǎn)生的信息作為信息源，通過現(xiàn)場總線方式自動導(dǎo)入到全集成自動化監(jiān)測監(jiān)控平臺；利用網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場控制、監(jiān)測層的各個子系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、調(diào)度通訊系統(tǒng)、礦井環(huán)境與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)有機地匯接在一起，進行加工處理，形成集數(shù)據(jù)、圖像、語音為一體的全礦井安全、生產(chǎn)指揮調(diào)度監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)；利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，將生產(chǎn)現(xiàn)場的各種信息源及信息在數(shù)據(jù)庫中集成化整合，支撐各個管理層面對生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的不同需求，為經(jīng)營管理決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)，形成企業(yè)的專家分析系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)。
??????????? 信息時代是伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展而來臨的，而信息時代的礦井自動化也必然是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自動化。
??????? 目前工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成熟，完全可以在煤礦建立一個統(tǒng)一、開放的網(wǎng)絡(luò)平臺，即可做到一個礦井的安全、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)數(shù)字、控制、語音、視頻等信息一網(wǎng)打盡（三網(wǎng)合一）。
????????? 六、"數(shù)字礦山"在中國的實施
??????????? 隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國礦山信息化、自動化有了很大的進步，例如許多集團公司和礦建立了局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)帶寬、結(jié)構(gòu)都比較先進；許多軟件已在網(wǎng)上運行，個別礦山已在實施 ERP；地理信息系統(tǒng)（MGIS）在許多礦井和礦區(qū)得到初步應(yīng)用；而煤礦的主要機電設(shè)備都可以實現(xiàn)計算機控制，以計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的工業(yè)現(xiàn)場總線，已用于煤礦安全監(jiān)測和機電設(shè)備的控制，有許多安全、生產(chǎn)、設(shè)備工況的信息能通過網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字的形式傳送到地面，少數(shù)礦井已實現(xiàn)在地面調(diào)度中心集中控制井下大部分設(shè)備，應(yīng)該說實現(xiàn)"數(shù)字礦山"已經(jīng)有一個好的開端。
?????????? 但"數(shù)字礦山"或礦山信息化改造是一項多學(xué)科集成復(fù)雜、長期不斷發(fā)展的工作。作者認為中國"數(shù)字礦山"的起步工作應(yīng)注意以下幾點：
??????? 1．煤礦的生產(chǎn)不同于其它行業(yè)，它與地理條件、安全因素、開采工藝、機電設(shè)備、管理模式、組織結(jié)構(gòu)、市場需求等都有密切的關(guān)系。因此，要實現(xiàn)礦山"數(shù)字化"，必須多學(xué)科、多部門協(xié)同作戰(zhàn)。筆者認為目前"數(shù)字礦山"多數(shù)文章都有一定的片面性，大多是從本學(xué)科的角度出發(fā)去看問題。
??????? 2．目前我國礦山信息化的發(fā)展形式喜人，但許多研究工作落后于生產(chǎn)需要。因為第一種原因，我國學(xué)者還未能提出"數(shù)字礦山"的正確、完整的模式，許多研究水平較低，不適應(yīng)"數(shù)字礦山"的要求。有的研究還停留在理論階段，離實際應(yīng)用相差甚遠。因為技術(shù)不成熟，用于生產(chǎn)后不是促進生產(chǎn)，而是影響生產(chǎn)，進而影響信息化建設(shè)的過程。
??????? 3．"自動化"是"信息化"和"數(shù)字化"的目的和基礎(chǔ)。要實現(xiàn)煤礦信息化和數(shù)字礦山，首先要把自動化搞上去，把基礎(chǔ)打好。沒有各種傳感器的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化實時采集到各種信息，沒有綜合自動化的網(wǎng)絡(luò)平臺將信息傳輸?shù)秸{(diào)度指揮中心，信息化和數(shù)字化便是無源之本。沒有各種信息的加工、利用和提升，反饋去控制生產(chǎn)、安全、管理各個系統(tǒng)，實現(xiàn)其自動化、信息化、數(shù)字化就失去了意義。
??????? 4．少數(shù)礦區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)者、管理者和工程技術(shù)人員，對信息化建設(shè)的重要性還認識不足，對用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè)積極性不高，滿足于當(dāng)前的生產(chǎn)和管理模式，意識不到只要參與市場競爭，就離不開信息化的支持。信息化是煤炭工業(yè)繼續(xù)發(fā)展的強勁動力。
??????? 5．由于煤炭工業(yè)部的撤消，煤炭工業(yè)信息化處于群龍無首的狀態(tài)。目前迫切需要國家有關(guān)部門（科技部？國家安全生產(chǎn)管理局？……）召集各方面的專家制訂我國"數(shù)字礦山"研究和實施的總體規(guī)劃，避免重復(fù)投資、低水平重復(fù)建設(shè)。
??????? 6．"數(shù)字礦山"是一個美好的設(shè)想，"數(shù)字礦山"是礦山未來發(fā)展的方向，"數(shù)字礦山"是需要經(jīng)過幾代人的努力才能實現(xiàn)的目標(biāo)。而信息化、自動化是"數(shù)字礦山"最現(xiàn)實、最踏實的基礎(chǔ)。讓我們從基礎(chǔ)做起，為中國"數(shù)字礦山"添磚增瓦。
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