刚过去的2019年，发生了多起煤矿矿难事故，包括陕西神木李家沟煤矿煤尘爆炸事故，宜宾煤矿透水事故，贵州安龙煤矿事故，山西平遥瓦斯爆炸事故，开滦集团井下动力现象事故等等，这几年好不容易平稳下来的安全生产形势似乎有下行之势。互联网、高新科技、人工智能高速发展的2019年，在我们地矿行业依然不断听到这样的消息，不禁要问：煤炭、矿业开采什么时候才能从高危行业转变为安全行业？

 

重大事故不断，安全形势严峻

整体看近几年来的安全事故数据，呈逐年下降的态势，但还是无法杜绝重特大事故发生；煤矿百万吨死亡率与世界发达国家相比仍存在较大差距，是美国的5倍、澳大利亚的11倍。虽然国家正在发展新能源，但是煤炭仍将长期是我国主导能源，煤炭安全高效开采对保障能源安全和经济发展意义重大。

地下开采带来的高地压、高瓦斯、高水压、高地温等问题日趋严重，而且传统的灾害和事故防治理论、技术和装备不能有效解决深部复杂地质条件带来的严重问题。这些都严重威胁着矿业工人的生命安全和身体健康。科技创新明显跟不上，破解深部煤炭开采难题是煤炭科技工作者的责任和使命。

加强安全教育和责任追究，这终究是不可控，你不知道什么时候又会出现个别不负责任的监管机构人员、经营企业和管理人员，如何从根本上杜绝安全事故，道理很简单，井下不用下人了，那就是绝对的安全了。所以地下煤炭，包括矿业开采必须走智能、无人、安全开采道路，由劳动密集型升级为技术密集型，发展成为具有高科技特点的新产业、新业态、新模式。

无人智能开采是必经之路

想要保障安全，那地下人越少越好，最理想的状态是人在地面上只负责操作指挥，地下采煤工作面全是智能化机械开采。现阶段的目标就是压缩井下人员，实现煤炭无人智能开采，比如只留10%的人在井下开展生产准备、巡检等工作，其他就交给地面人员和井下机械，同时如果信息化、智能化水平高，那工作效率也会大大提高。

所谓煤炭无人智能开采，要将不同地质条件、井下扰动影响、致灾因素、生态破坏等方方面面统筹考虑，做到精准高效、无人（少人）智能开采、灾害防控一体化的新模式。

 

国内现在以及有几十个采煤工作面实现智能无人开采，现在国内还有江西铜业等大公司以及开始实验无人矿山卡车，可以预见以后的矿山场景了，就像飞机的自动驾驶，汽车的自适应巡航，高铁的智能轨道控制。地面最终只有少许人进行巡视。而地下则是机械在24小时源源不断的工作。

我国智能化无人开采关键技术仍需要攻关，地质条件的复杂性和多样性是一个很大制约因素，井下的情况也是个个不同，易燃易爆气体，电网电压不稳等等，我们应充分发挥科学家和企业家的创新主体作用，进一步凝练关键科学问题，优化主要研究方向，为前沿领域和颠覆性技术的突破奠定理论基础。

利好因素，看完肯定会马上搞智能矿山建设

很多企业觉得建设成本高，不划算，但是如果看到这几大利好因素，你就不会这么想了。

一、国家出台政策引导智慧化矿山进程

从2007年政府号召“两化融合、走新型工业化道路”，到2015年提出“中国制造2025”，这都对我国智慧矿山信息化、标准化建设起到了推动作用。《全国矿产资源规划》内容明确提出加快建设数字化、智能化、自动化矿山。后续《国家能源安全战略行动计划》以及现在的“十四五”规划，都明确提出建成现代先进高效的智慧煤矿，促使煤炭企业生产效率大幅提升。

二、行业转型升级所需

地勘行业近几年市场饱和，投资热情下降，环保政策趋严，行业急需转型升级，很多企业都在抱怨，停滞不前，或者纷纷转行，其实最恰到的做法就是读懂政策，顺势而为，要环保，绿色开采，要安全，智能开采，市场饱和，但是智能开采的市场还是一片蓝海，涉足的人极少，社会不管发展到哪一步，能源是一个战略刚需，永远都有市场，只是看你如何打开市场的大门。

三、用工荒问题明显

我国的老龄化问题日趋严重，劳动力人口逐年下降，已经不是靠以前人口红利发展的日子了，这个问题主要体现在近几年出现的“用工荒”问题，尤其在咱们这种事故多发行业，严重的招工困难问题，用科技代替大量廉价的劳动力，几乎就是唯一的选择。

 

四、顺应当地发展

这几年国家一直都在深入推进经济改革和城市化发展，每个城市都在搞智慧产业，在当地的如果能够和智慧产业联系在一起，不仅可以得到产业扶持，更进一步的融入到当地的产业发展路线之中，矿企就不再是现在人人喊打的事故多发和污染制造的代名词企业了。

五、自身突破瓶颈所需

智能矿山建设本身就是一道坎，以前的员工不爱干，工资低，老板效益也低，行业逐渐沉寂的情况下只能是恶性循环，如果你能越过这道坎，就算是经济下行，智慧产业怎么着也不会下行的，到时候你就是整个衰落行业的逆行者，形式一片向好。

硬核技术，已经成熟的智慧装备

矿业发达国家自上世纪90年代已经开启矿山自动化、智能化的研究，并取得了进展。我国矿山智能化水平近几年，在“互联网+”、智能制造2025国家战略的鼓舞下，在某些领域已经初见成效。

一、智能矿山一体化

远程智能采矿系统

该系统实现了一套操控平台控制多台设备作业。系统能自主行走、自动加速、自动导航；车载激光扫描仪可以进行实时路径学习；在采矿方式允许的情况下，可以实现自主倒矿作业；可以实时记录设备运行参数；配备自动灭火功能；配套教学培训平台，降低人员培训费用；可放置在地面中控室远程操控作业。该系统能够实现生产过程遥控化，井下工人大量减少，大幅度提高井下劳动生产率，降低井下通风、降温等费用；实现采矿作业办公室化，矿工将远离高深井、高温、岩爆作业环境，从根本上解决生产安全问题；实现矿山开采规模化，智能化程度提高，产能大幅度提升，成本下降，低品位矿石得以充分利用；实现技术队伍知识化，职工素质大幅度提高，队伍结构以及待遇得到改善，矿工社会地位得到提升。

凿岩台车自动钻孔系统

目前，在国内矿山开采过程中，岩体开凿由人工操作面临诸多现实问题。而凿岩台车自动钻孔系统，采用工程机械专用控制器、机载电脑、编码器、电液比例换向阀和变量泵等。其优势在于，在完成参数设定以后，可以全自动完成一个掌子面钻孔作业， 减轻工人的劳动；自动调节推进和冲击压力，避免卡钎且孔成型好；控制凿岩钻臂运动，使得钻臂末端自动运动至目标孔位；控制推进梁动作，实现钻杆自动快速调整到目标姿态；控制凿岩机动作，自动完成钻孔、捅眼、退钎等任务。

煤矸石智能分选机器人系统

煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中排出的固体废弃物，其产量占原煤产量的15%左右。加强对煤矸石综合治理、综合利用的研究及提高洁净煤技术，是当前燃煤大国的重要研究内容，也是环境保护与发展的需要。利用智能技术对煤矸石进行分选也是智能化矿山重要的研究课题。煤矸石智能分选机器人系统能够大幅提高生产效率。如果一年生产按300天计算，每天工作时长为20小时，大小在200～400mm的不规则煤和矸石平均重量约15kg，煤矸石智能分选机器人标准拨手每小时动作3000次，每小时拨离能力为45吨，每天拨离能力900吨，年拨离能力约27万吨；大小在50～180mm的不规则煤和矸石平均重量约4kg，煤矸石智能分选机器人标准抓手每小时动作2500次，每小时最大拨离能力为10吨，每天拨离能力200吨，年拨离能力约6万吨。2个拨手加1个抓手每年能完成60万吨分选量。

二、矿山安全与预警

IBIS线性轨道监测预警系统

该系统主要用于矿山边帮监测预警、矿山边帮日常监测与预警、高陡边帮监测与预警、矿山地表沉降变形监测与预警、矿山应急救援监测与预警。其核心优势主要在于遥感监测，无须靠近；监测范围广，最大11平方千米的空间连续区域；测量精度高，径向位移精度可达0.1mm；用户可自定义报警级别及报警区域，危险区域通过电邮、短信和电脑闪屏自动报警；监测数据实时处理、实时传输至控制室，自动化智能控制，可实现无人值守；系统具有高级环境校准功能，可智能化、高精度的去除环境因素干扰；系统可加载DTM，三维显示监测结果；具备振动补偿功能，减少外界干扰。

Hydra圆弧式便携监测预警系统

该系统是意大利IDS公司于2018年全球首次推出，采用圆弧式合成孔径雷达技术，视角更大，更加便携，更加适合应急监测，实现全天候、高精度、大范围监测预警，可自获取DTM，成像更加直观快速。多用于矿山边坡、巷道、建筑应急监测预警、矿山边坡变形监测与预警、井下巷道变形监测与预警、矿山建筑变形监测与预警、其他各类边坡、大坝变形监测与预警。其核心优势是遥感式测量，无需接近或靠近目标区域，无需反射装置，距离最远可达800米；测量精度高，径向位移精度可达0.1mm，旋转式测量效率更高；空间分辨率极高，能够监测到被测区表面极小区域的变形；采样间隔30秒，避免采样间隔长而造成的数据不连续、数据丢失；模块化设计，运输、安装方便，不易损坏。

 

ArcSAR（Lite）全景监测预警系统

据介绍，ArcSAR（Lite）全景监测预警系统，是意大利IDS公司于2018年推出的全球首款圆弧式全景InSAR系统，采用国际领先圆弧式合成孔径雷达技术，360度全景监测，拥有小车设计可快速部署，更加适合应急监测，实现全天候、高精度、大范围监测预警，可自获取DTM，成像更加直观快速。可远程遥感监测，完成水平方向360°全景覆盖，垂直方向最大120°，最远监测距离5km，实现360°全景扫描仅耗时40s，180°仅耗时20s，全景扫描时最多可获得上千万高质量像元。

坠落物监测预警系统

坠落物监测预警系统主要用于坠落物、山崩、雪崩等快速变形体监测预警，实现全天候、高精度、大范围坠落物监测预警，与IBIS、Hydra系列产品联动，组成完整的监测预警网络，监控结果可云共享，大大提高管理效率，系统可以对坠落物路径跟踪、估计坠落物大小、监控坠落物速度、监控受影响范围、同步视频监控。

三、矿山数字化节能

融合云计算、大数据、人工智能、工业互联等新技术应用的基础上，辅助智能矿山建设标准，为绿色矿山建设提供数据化运营决策、高智能化生产运营管理、全时全域设备故障预测和健康监测管理（PHM），环境监测与保护、安全生产指挥、智能节能控制等系统化解决方案。

 

目前所开发的系统，基于云中心控制的智能运营，可实现水、电安全数据实时同步后台；出现异常自动报警并数据存档；地图显示清晰定位；消防安全烟雾报警、消防通道、消防工具等全方位实时监控；电梯安全自动计算运行时间；自动上报告警及检修提醒；多通道消息实时同步，第一时间知晓风险。最大程度解放人力，节省运营人力成本60%以上。基于大数据管理的智能运维，可以实现“自动控制”，按照可自调整的运营策略控制中央空调、照明、风机、排污等设备。自动巡检，按周期定时巡检仪器设备，数据同步后台，若有异常自动推送工单至维修人员。自动设备健康监测，利用采集到的参数，实时计算设备健康状态，预测故障点。自动状态推送，通过平台界面、APP、大屏展示页面等通道，实时推送设备是否应维保，以及维保前后健康状态变化。

当然，从当前形势看，随着信息技术、智能化技术的进步，智能矿山的内涵也在不断丰富。智能矿山建设不可能一蹴而就，矿山应根据自身条件和具体需求，有目的地选择建设项目，使其充分发挥效益。

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