从数字矿山到智慧矿山.pdf

从“数字矿山”到“智慧矿山”

一引言

矿山信息化在经历自动化、数字化发展阶段后，正快步迎来智慧化时代，中国传统采矿业正
在或即将面临新一代信息技术的挑战和洗礼。近年来，我国矿山信息化领域引进和提出过许
多关于矿山整体描述的概念，综合起来大体上经历了从矿山综合自动化、数字矿山到智慧矿

山的发展过程。

国际上，芬兰学者佩卡普基拉和尤卡在2002年APCOM（国际计算机及运筹学在矿业中应用
学术会议）会议上提出了“智慧矿山”的概念，并介绍了美国、加拿大、芬兰等国的采矿业
已经全面向智慧方向推进，即利用计算机程序控制、工业机器人技术、运筹学技术等，达到
减少人员占用、危险环境无人值守的高效率、高安全的目标，并在智慧采矿技术方面取得了

显著成果。

目前我国矿山安全水平已经获得了巨大提高，安全管理的目标也从“减少事故，减少死
亡”，提高到“洁净生产，关爱健康”的高度，从对于职业生命的关注，上升到对职工健
康、幸福的关爱。因此，近年来国内矿山信息化建设如火如荼，大型矿山企业对信息化的需
求尤为强烈，已经开展了“数字矿山”理论技术研究与工程应用，如煤矿专题制图从最初的
人工绘图发展到构建矿区井上下一体化空间地理信息管理系统，且应用领域从地质测绘拓展
到地测、安全、调度、生产、定位、管理等相关领域，数字化管理系统也从过去的单机版拓
展到网络版，从局域网拓展到互联网。此外，大部分现代化矿井已经实现井下人员实时定
位、储量动态监测管理、矿压与通风监测监控等。矿山信息化极大地提高了煤矿的安全生产
和高效的管理决策能力，为保障矿山安全、高效生产提供了技术支撑。2011年8月在山东
枣庄召开的“智慧矿山”建设促进安全生产现场推广会，提出建立矿山信息采集、处理和服
务的交换共享机制，构建以信息平台为核心的矿山信息共享体系，逐步形成覆盖全省、协调
统一的“矿联网”。2012年3月，鞍钢矿业“知觉云”平台采用创新的“内存萃取”和

“脱壳”技术，提升了系统的可靠性，并在国际矿山行业首次应用了XEN技术，实现了云主
机、云存储、云服务、云终端等创新应用。2013年5月普天研究院的3G井下无线通信解决
方案是为煤炭行业量身打造的综合无线通信“智慧矿山”系统，它依托成熟的TD-SCDMA技
术，集语音、数据、视频、调度于一体，功能覆盖通信联络、人员定位、监控检测三大安全

生产系统，为矿山安全生产管理提供信息化、智能化和自动化等全方位服务。

随着测绘地理信息、云计算、三维可视化、信息获取与传输、传感网等技术的快速发展，信
息化、可视化与网络化正逐步应用于社会的不同领域，并成为各行业数字化管理的重要手
段，在企业管理与决策中起到了十分重要的作用。“智慧矿山三维管理平台”就是为有效集
成多源信息，解决矿山企业安全生产监控、生产调度、地测采技术管理、机电设备监测监控
等各种系统独立分散、难以集中控制的难题。因此，运用先进的网络矿井上下一体化地理信

息管理与应急指挥系统（WEBGIS）、海量数据处理等技术，构建集矿井远程监测监控、分析
计算、督办调度和安全管理于一体的实时三维影像可视化信息系统，综合矿井的实时安全监
测、通风系统、采掘跟踪、隐患排查、调度指挥管理、地质灾害动态监测与预计等功能，实
现对矿山安全生产的多级监控和应急管理，打造以安全生产信息为基础的“智慧矿山”，具

有非常重要的科学价值和实用价值。

二智慧矿山

自从IBM提出“智慧地球”概念以来，“智慧城市”、“智慧矿山”等概念纷至沓来，这些
必将成为“智慧地球”的重要组成部分。“智慧矿山”就是依托数字矿山时空信息云平台、
传感网以及“矿山安全六大避险系统”的系统集成，从而实现矿山管控智能、安全可靠、经

济高效、绿色环保和可持续发展。

（一）智慧矿山概念

智慧矿山是矿山信息化发展的高级阶段，是“数字矿山”发展的必然结果。智慧就是具有人
类一样的思维能力，就是可以代替人处理复杂的工作，就是“无人”。因此，智慧矿山应当
能够主动感知、自动分析，并能够正确快速处理的矿山系统。智慧矿山包括了矿山的各个方
面，通常可以划分为三个方面，即智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术与后
勤保障系统。智慧矿山本质上是安全矿山、高效矿山、清洁矿山，是与先进的科学技术、管

理理念和管理手段以及与光纤网络（FTTH）/移动互联网、传感网、云计算等新一代信息技
术紧密结合，对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速

处理的无人矿山。

智慧矿山是基于矿区井上下一体化三维空间信息管理环境的信息网络综合化、宽带化、物联
化、智能化的全面应用和综合高效集成。包含两个层次，一个层次是将处于地表上下的矿山