剛過去的2019年，發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，開灤集團井下動力現象事故等等，這幾年好不容易平穩下來的安全生產形勢似乎有下行之勢。互聯網、高新科技、人工智能高速發展的2019年，在我們地礦行業依然不斷聽到這樣的消息，不禁要問：煤炭、礦業開采什么時候才能從高危行業轉變為安全行業？

 

重大事故不斷，安全形勢嚴峻

整體看近幾年來的安全事故數據，呈逐年下降的態勢，但還是無法杜絕重特大事故發生；煤礦百萬噸死亡率與世界發達國家相比仍存在較大差距，是美國的5倍、澳大利亞的11倍。雖然國家正在發展新能源，但是煤炭仍將長期是我國主導能源，煤炭安全高效開采對保障能源安全和經濟發展意義重大。

地下開采帶來的高地壓、高瓦斯、高水壓、高地溫等問題日趨嚴重，而且傳統的災害和事故防治理論、技術和裝備不能有效解決深部復雜地質條件帶來的嚴重問題。這些都嚴重威脅著礦業工人的生命安全和身體健康。科技創新明顯跟不上，破解深部煤炭開采難題是煤炭科技工作者的責任和使命。

加強安全教育和責任追究，這終究是不可控，你不知道什么時候又會出現個別不負責任的監管機構人員、經營企業和管理人員，如何從根本上杜絕安全事故，道理很簡單，井下不用下人了，那就是絕對的安全了。所以地下煤炭，包括礦業開采必須走智能、無人、安全開采道路，由勞動密集型升級為技術密集型，發展成為具有高科技特點的新產業、新業態、新模式。

無人智能開采是必經之路

想要保障安全，那地下人越少越好，最理想的狀態是人在地面上只負責操作指揮，地下采煤工作面全是智能化機械開采。現階段的目標就是壓縮井下人員，實現煤炭無人智能開采，比如只留10%的人在井下開展生產準備、巡檢等工作，其他就交給地面人員和井下機械，同時如果信息化、智能化水平高，那工作效率也會大大提高。

所謂煤炭無人智能開采，要將不同地質條件、井下擾動影響、致災因素、生態破壞等方方面面統籌考慮，做到精準高效、無人（少人）智能開采、災害防控一體化的新模式。

 

國內現在以及有幾十個采煤工作面實現智能無人開采，現在國內還有江西銅業等大公司以及開始實驗無人礦山卡車，可以預見以后的礦山場景了，就像飛機的自動駕駛，汽車的自適應巡航，高鐵的智能軌道控制。地面最終只有少許人進行巡視。而地下則是機械在24小時源源不斷的工作。

我國智能化無人開采關鍵技術仍需要攻關，地質條件的復雜性和多樣性是一個很大制約因素，井下的情況也是個個不同，易燃易爆氣體，電網電壓不穩等等，我們應充分發揮科學家和企業家的創新主體作用，進一步凝練關鍵科學問題，優化主要研究方向，為前沿領域和顛覆性技術的突破奠定理論基礎。

利好因素，看完肯定會馬上搞智能礦山建設

很多企業覺得建設成本高，不劃算，但是如果看到這幾大利好因素，你就不會這么想了。

一、國家出臺政策引導智慧化礦山進程

從2007年政府號召“兩化融合、走新型工業化道路”，到2015年提出“中國制造2025”，這都對我國智慧礦山信息化、標準化建設起到了推動作用。《全國礦產資源規劃》內容明確提出加快建設數字化、智能化、自動化礦山。后續《國家能源安全戰略行動計劃》以及現在的“十四五”規劃，都明確提出建成現代先進高效的智慧煤礦，促使煤炭企業生產效率大幅提升。

二、行業轉型升級所需

地勘行業近幾年市場飽和，投資熱情下降，環保政策趨嚴，行業急需轉型升級，很多企業都在抱怨，停滯不前，或者紛紛轉行，其實最恰到的做法就是讀懂政策，順勢而為，要環保，綠色開采，要安全，智能開采，市場飽和，但是智能開采的市場還是一片藍海，涉足的人極少，社會不管發展到哪一步，能源是一個戰略剛需，永遠都有市場，只是看你如何打開市場的大門。

三、用工荒問題明顯

我國的老齡化問題日趨嚴重，勞動力人口逐年下降，已經不是靠以前人口紅利發展的日子了，這個問題主要體現在近幾年出現的“用工荒”問題，尤其在咱們這種事故多發行業，嚴重的招工困難問題，用科技代替大量廉價的勞動力，幾乎就是唯一的選擇。

 

四、順應當地發展

這幾年國家一直都在深入推進經濟改革和城市化發展，每個城市都在搞智慧產業，在當地的如果能夠和智慧產業聯系在一起，不僅可以得到產業扶持，更進一步的融入到當地的產業發展路線之中，礦企就不再是現在人人喊打的事故多發和污染制造的代名詞企業了。

五、自身突破瓶頸所需

智能礦山建設本身就是一道坎，以前的員工不愛干，工資低，老板效益也低，行業逐漸沉寂的情況下只能是惡性循環，如果你能越過這道坎，就算是經濟下行，智慧產業怎么著也不會下行的，到時候你就是整個衰落行業的逆行者，形式一片向好。

硬核技術，已經成熟的智慧裝備

礦業發達國家自上世紀90年代已經開啟礦山自動化、智能化的研究，并取得了進展。我國礦山智能化水平近幾年，在“互聯網+”、智能制造2025國家戰略的鼓舞下，在某些領域已經初見成效。

一、智能礦山一體化

遠程智能采礦系統

該系統實現了一套操控平臺控制多臺設備作業。系統能自主行走、自動加速、自動導航；車載激光掃描儀可以進行實時路徑學習；在采礦方式允許的情況下，可以實現自主倒礦作業；可以實時記錄設備運行參數；配備自動滅火功能；配套教學培訓平臺，降低人員培訓費用；可放置在地面中控室遠程操控作業。該系統能夠實現生產過程遙控化，井下工人大量減少，大幅度提高井下勞動生產率，降低井下通風、降溫等費用；實現采礦作業辦公室化，礦工將遠離高深井、高溫、巖爆作業環境，從根本上解決生產安全問題；實現礦山開采規模化，智能化程度提高，產能大幅度提升，成本下降，低品位礦石得以充分利用；實現技術隊伍知識化，職工素質大幅度提高，隊伍結構以及待遇得到改善，礦工社會地位得到提升。

鑿巖臺車自動鉆孔系統

目前，在國內礦山開采過程中，巖體開鑿由人工操作面臨諸多現實問題。而鑿巖臺車自動鉆孔系統，采用工程機械專用控制器、機載電腦、編碼器、電液比例換向閥和變量泵等。其優勢在于，在完成參數設定以后，可以全自動完成一個掌子面鉆孔作業， 減輕工人的勞動；自動調節推進和沖擊壓力，避免卡釬且孔成型好；控制鑿巖鉆臂運動，使得鉆臂末端自動運動至目標孔位；控制推進梁動作，實現鉆桿自動快速調整到目標姿態；控制鑿巖機動作，自動完成鉆孔、捅眼、退釬等任務。

煤矸石智能分選機器人系統

煤矸石是煤炭開采和洗選加工過程中排出的固體廢棄物，其產量占原煤產量的15%左右。加強對煤矸石綜合治理、綜合利用的研究及提高潔凈煤技術，是當前燃煤大國的重要研究內容，也是環境保護與發展的需要。利用智能技術對煤矸石進行分選也是智能化礦山重要的研究課題。煤矸石智能分選機器人系統能夠大幅提高生產效率。如果一年生產按300天計算，每天工作時長為20小時，大小在200～400mm的不規則煤和矸石平均重量約15kg，煤矸石智能分選機器人標準撥手每小時動作3000次，每小時撥離能力為45噸，每天撥離能力900噸，年撥離能力約27萬噸；大小在50～180mm的不規則煤和矸石平均重量約4kg，煤矸石智能分選機器人標準抓手每小時動作2500次，每小時最大撥離能力為10噸，每天撥離能力200噸，年撥離能力約6萬噸。2個撥手加1個抓手每年能完成60萬噸分選量。

二、礦山安全與預警

IBIS線性軌道監測預警系統

該系統主要用于礦山邊幫監測預警、礦山邊幫日常監測與預警、高陡邊幫監測與預警、礦山地表沉降變形監測與預警、礦山應急救援監測與預警。其核心優勢主要在于遙感監測，無須靠近；監測范圍廣，最大11平方千米的空間連續區域；測量精度高，徑向位移精度可達0.1mm；用戶可自定義報警級別及報警區域，危險區域通過電郵、短信和電腦閃屏自動報警；監測數據實時處理、實時傳輸至控制室，自動化智能控制，可實現無人值守；系統具有高級環境校準功能，可智能化、高精度的去除環境因素干擾；系統可加載DTM，三維顯示監測結果；具備振動補償功能，減少外界干擾。

Hydra圓弧式便攜監測預警系統

該系統是意大利IDS公司于2018年全球首次推出，采用圓弧式合成孔徑雷達技術，視角更大，更加便攜，更加適合應急監測，實現全天候、高精度、大范圍監測預警，可自獲取DTM，成像更加直觀快速。多用于礦山邊坡、巷道、建筑應急監測預警、礦山邊坡變形監測與預警、井下巷道變形監測與預警、礦山建筑變形監測與預警、其他各類邊坡、大壩變形監測與預警。其核心優勢是遙感式測量，無需接近或靠近目標區域，無需反射裝置，距離最遠可達800米；測量精度高，徑向位移精度可達0.1mm，旋轉式測量效率更高；空間分辨率極高，能夠監測到被測區表面極小區域的變形；采樣間隔30秒，避免采樣間隔長而造成的數據不連續、數據丟失；模塊化設計，運輸、安裝方便，不易損壞。

 

ArcSAR（Lite）全景監測預警系統

據介紹，ArcSAR（Lite）全景監測預警系統，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，采用國際領先圓弧式合成孔徑雷達技術，360度全景監測，擁有小車設計可快速部署，更加適合應急監測，實現全天候、高精度、大范圍監測預警，可自獲取DTM，成像更加直觀快速。可遠程遙感監測，完成水平方向360°全景覆蓋，垂直方向最大120°，最遠監測距離5km，實現360°全景掃描僅耗時40s，180°僅耗時20s，全景掃描時最多可獲得上千萬高質量像元。

墜落物監測預警系統

墜落物監測預警系統主要用于墜落物、山崩、雪崩等快速變形體監測預警，實現全天候、高精度、大范圍墜落物監測預警，與IBIS、Hydra系列產品聯動，組成完整的監測預警網絡，監控結果可云共享，大大提高管理效率，系統可以對墜落物路徑跟蹤、估計墜落物大小、監控墜落物速度、監控受影響范圍、同步視頻監控。

三、礦山數字化節能

融合云計算、大數據、人工智能、工業互聯等新技術應用的基礎上，輔助智能礦山建設標準，為綠色礦山建設提供數據化運營決策、高智能化生產運營管理、全時全域設備故障預測和健康監測管理（PHM），環境監測與保護、安全生產指揮、智能節能控制等系統化解決方案。

 

目前所開發的系統，基于云中心控制的智能運營，可實現水、電安全數據實時同步后臺；出現異常自動報警并數據存檔；地圖顯示清晰定位；消防安全煙霧報警、消防通道、消防工具等全方位實時監控；電梯安全自動計算運行時間；自動上報告警及檢修提醒；多通道消息實時同步，第一時間知曉風險。最大程度解放人力，節省運營人力成本60%以上。基于大數據管理的智能運維，可以實現“自動控制”，按照可自調整的運營策略控制中央空調、照明、風機、排污等設備。自動巡檢，按周期定時巡檢儀器設備，數據同步后臺，若有異常自動推送工單至維修人員。自動設備健康監測，利用采集到的參數，實時計算設備健康狀態，預測故障點。自動狀態推送，通過平臺界面、APP、大屏展示頁面等通道，實時推送設備是否應維保，以及維保前后健康狀態變化。

當然，從當前形勢看，隨著信息技術、智能化技術的進步，智能礦山的內涵也在不斷豐富。智能礦山建設不可能一蹴而就，礦山應根據自身條件和具體需求，有目的地選擇建設項目，使其充分發揮效益。

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