分享
八部委联合下发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》后，各种煤矿智能化建设方案、样板矿、产品和概念见诸各类媒体，颇有大干快上的意味。加快智能化建设的思路是正确的，但如何又好又快地发展，很值得研究。
我们冷静下来分析，什么是智能化?百度中如此解释：“智能化”是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术支持下，所具有的能满足人的各种需求的属性。比如，无人驾驶汽车将传感器、物联网、移动互联网、大数据分析等技术融为一体，能动地满足人的出行需求。它之所以是能动的，是因为它不像传统的汽车，需要被动地驾驶。我们是不是可以这样理解：判断智能化的标准之一，要看是能动的还是被动的。
《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中有明确的对煤矿智能化的描述。“全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测”是智能化建设的过程，“协同控制”是智能化的结果，也是能动性的体现。此外，文件还指出，“存在基础理论研发滞后、技术标准与规范不健全、平台支撑作用不够、技术装备保障不足、高端人才匮乏等问题”。
煤矿智能化建设是一项浩大又复杂的工程。要做好煤矿智能化建设，必须学会把这个复杂的问题先简单化，把简单的问题数量化，数量化的问题程序化，程序化的问题系统化。捋清系统流程，抓住实质问题，才能在煤矿智能化建设上有所突破。
煤矿智能化亟待解决的难题是什么?应抓住哪些建设重点?这篇文章说明白了
亟待解决的难题是什么?
目前，煤矿智能化建设存在两个困境。
一是煤矿智能化顶层设计不科学。煤矿各种灾害事故时有发生，点多、线长、面广的作业环境带来生产工艺的复杂性。不过，无论煤矿安全生产有多复杂，归根结底离不开“人、物、环、管”四个要素。“人、物、环”是实实在在的事物，各有其特性，而“管”是抽象事物，是把“人、物、环”串接起来的要素。不同的管理方式造就了不同矿井的管理特色。因此，煤矿智能化顶层设计应围绕“辨认、知物、识环境”的原则展开，将这些原则融入“人与人、人与物、人与环、物与物、物与环、环与环”六种关系中，系统全面感知矿井。
我建议，构建一个涉及矿井方方面面的知识库标量(类似化验单上的数据范围)管理体系，使其具备自主学习能力和分析决策能力。构建一套信息联动与协同控制体系，使其能像机器人一样有思考能力、动作协调能力，无论在矿井管理方面还是生产现场系统方面，都能自主实现少人、无人化管理。比如，煤矿“四化”建设正是按照智能化建设的最终目标科学分步实施的。
二是矿用传感器方面存在难题。煤矿生产是由点、线、面构成的一套复杂生产体系，煤矿智能化是由多系统融合构成的复杂系统体系。每套系统把不同的点串接起来，这些点的数据多由各类传感器提供数据。如果数据不准确，系统运行就会不正常，那么数据分析没有意义。
现实情况下，某煤矿想做一套煤量全过程分析管理系统，因为没有准确的计量设备而无法完成;想做一套全井下排水控制管理系统，也是因为缺少准确可靠的传感器而无法实现。
可以说，煤矿智能化建设被各种类型的传感器拦住了去路。因此，我们应放弃夸夸其谈、邀功请赏的思想，专心研究，突破矿用传感器技术瓶颈。随着5G技术在煤矿应用的日渐成熟，煤矿无线传感器将成为矿用传感器的主流产品。
应该抓住哪些建设重点?
现阶段，条件好、基础好的煤矿，要抓住“人、物、环、管”这个牛鼻子，做好顶层设计，扎实推进智能化建设，发挥标杆示范作用;条件不具备、基础不牢的煤矿不要盲目跟风，静下心来，安心把基础打好，重点做好以下几方面的工作。
一是矿井网络数据中心建设。网络数据中心是煤矿信息化建设的基础。没有可靠的网络数据中心，就谈不上智能化建设。
随着煤矿信息化的发展，煤矿以前建设的百兆、千兆网络系统已经适应不了新需要，必须着手构建企业办公万兆+工业环网万兆+无线网络(4G、5G)+专线网络的网络架构体系，实现矿区网络的全覆盖。网络建设应从机房建设、机房动环安全管理、机房功能区划分、机房综合布线、网络安全、矿区综合网络布线以及电池管理7个方面考虑。
二是矿井通信系统建设。矿井通信系统是矿井调度指挥体系的重要组成部分，如果通信系统性能不完备、运行不稳定，调度命令就不能及时传达下去。遇到突发事故，就会造成调度指挥失灵、事故灾害扩大等后果。所以，每一座矿井必须建设性能完备、设备可靠、运行稳定的矿井通信系统。
矿井通信系统由行政电话系统、调度有线通信系统(拨号和直通)、矿井无线通信系统、井下应急广播系统、皮带沿线和工作面喊话系统等6部分组成。一些矿井把行政电话系统、调度有线通信系统和矿井无线通信系统融合起来，形成调度指挥通信系统。这些系统有一个共同点，就是点对点通信(主动寻呼型通信)，在遇到突发事故时不能及时把信息快速传播下去。所以，必须把应急广播系统和皮带沿线和工作面喊话系统纳入矿井调度通信体系中。这两种通信系统有一个共同点，即一对多通信(被动接受型通信)，能快速地把命令传达给更多的人。
建立六网合一的调度通信指挥体系，是应对矿井突发灾害事故时最有效的通信手段，可将矿井事故影响降到最低。在选用应急广播时，一定要考虑应急广播的安全性、稳定性和易维护性，否则就会变成摆设。
让我们来对比两种不同的应急广播系统工作原理：从日常管理来说，采用就地供电模式(127V)不如采用远程供电模式(18V)方便，而且就地供电模式也便于在井下布设，适用于井下所有区域。如果在回风巷布设远程供电模式的话，必须有专门的管理措施。
三是入井人员管理体系建设。井下人员定位系统是煤矿必须建立完善的系统。单一的井下人员定位系统已经适应不了入井人员管理，必须建立多系统联动体系，才能从根本上解决入井人数不清的问题，也就是“四数”统一，即矿灯数、自救器数、考勤人数和入井人数必须实时统一。
要做到“四数”统一，就要建立矿灯、自救器实时自动管理系统。智能矿灯充电柜就是顺应这一要求的产物。现有的智能充电柜不但能监测矿灯和自救器的状态，还能给瓦斯便携仪充电并监测状态。
如何把一个不合格的人员挡在井口之外?这就要建立一套入井人员证件管理系统，把矿工通过培训合格后取得的各类证件信息录入系统，同时再建立一套工单管理系统。
矿工在入井前，必须填报工单才能考勤、领取矿灯和自救器等设备，最后在井口再考勤。在填报工单时，关联工作内容与证件，做到什么证件干什么活。无证、证件过期便无法填报工单，从而杜绝无证人员入井。
工单管理→证件管理→考勤管理→取矿灯→取自救器→取便携仪(特殊工种)→入井考勤→入井定位系统，这就是入井人员体系化管理流程。通过环环相扣，确保每一名人员身份都真实、每一名入井人员都合格、每一名入井人员都装备齐全。同时要注意两点：人员的唯一性和生物识别设备的统一性。
四是煤矿安全监控融合体系建设。《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》提出，“实现井下有线和无线传输网络的有机融合，监测监控与GIS技术有机融合。多系统的融合可采用地面方式，也可采用井下方式。鼓励新安装的安全监控系统采用井下融合方式。”
按照文件要求，以GIS技术为基础实现多系统融合和应急联动，强调的还是各系统数据的准确性和系统运行的稳定性。尤其是广播系统的选型，一定要便于日常管理，只有这样才能保证在应急时发挥作用。
五是生产辅助系统自动化建设。生产辅助系统自动化建设是指供电系统、运输系统、排水系统、通风系统、压风系统、制氮系统、临时风机系统、瓦斯抽放系统、洗选系统、销售系统10大生产辅助系统的自动化建设。
在单项自动化系统建设时，要注意两点：电气、机械设备的各项参数齐全准确，如电压、电流、功率、压力等;各项保护措施稳定可靠，如欠压、过流、漏电、震动、温度等。系统沿线保护措施必须齐全可靠，如过温、跑偏、堆煤、撕裂、断带、风电保护、瓦斯电保护等。视频监控作为一种辅助保护手段，重要位置必须加装，并保证视频图像清晰。同时，把机器人巡检纳入自动化运行保护体系中。
六是智能化工作面及快速掘进系统建设。智能化工作面及快速掘进技术日渐成熟，有条件的矿井可以逐步淘汰老旧设备，采用先进技术，提升矿井的整体自动化水平。
目前，智能化工作面存在煤矸辨识传感器不够成熟、放顶煤工作面控制放煤手段不够可靠、没有把无线网络技术应用到工作面等问题;快速掘进方面还有技术缺陷，就像一台半自动的掘进机，没有做到一体化的掘进、支护、煤矸辨识管理，缺乏可靠的信息传输手段。智能矿山建设道阻且长，行则将至，行而不辍，未来可期。不论煤矿信息化设备的生产厂家、系统开发的技术公司或是煤矿，都应静下心来，对自己的产品、系统、矿井客观地定位，不要盲从，夯实基础再前行。只要脚踏实地，煤矿智能化一定能够实现。
作者：王志荣 (陕煤集团建庄矿业公司信息中心主任)
