“智慧矿山”是指利用人工智能、工业互联网信息技术以及自动控制等现代技术来开发利用煤矿,使得各个系统充分融合,能够全面感知,包括能够自适应地自主学习,实现整个煤矿的开拓、采掘、通风、洗选、安全保障、运输各个环节的完全智慧化、自动化运行。智慧矿山平台是一个集成了物联网、大数据分析、人工智能和虚拟现实等技术的综合管理平台,包含煤矿数据治理系统、煤矿安全生产监测预警系统、煤矿安全生产智慧风险分析、智慧煤矿设备管理系统、智慧煤矿融合通讯系统、智慧煤矿应急指挥系统、煤矿GIS 一张图、智慧煤矿数字孪生、智慧矿山可视化大数据九大模块,基于先进的信息技术,通过实时监测、数据分析和智能决策支持,帮助矿山企业管理和优化矿山的生产、安全、环保等方面,实现矿山的智能化管理和数字化转型,提高矿山的生产效率、安全水平和环境保护能力,为矿山企业带来实质的经济和环境效益。
(一)煤矿数据治理系统
煤矿数据治理系统模块主要解决对数据的采集、存储、清洗、整理、分析、挖掘、预警、预测等问题。包含数据采集存储、清洗整理、分析挖掘、可视化报表生成、数据安全与权限管理六大模块。
(二)煤矿安全生产监测预警系统
煤矿安全生产监测预警系统是为了提高煤矿安全生产管理水平,预防和减少煤矿事故发生而设计的一种信息化管理系统。主要包含实时监测、数据分析、预警、定位救援、信息传输共享、应急响应、安全教育培训、数据存储分析八大模块。
(1)实时监测
通过安装传感器和监测设备,对煤矿的各项指标进行实时监测,包括瓦斯浓度、甲烷、一氧化碳等有毒有害气体的浓度、温度、湿度、风速等。同时通过位移传感器、雨量计等设备监测边坡的稳定性。
(2)定位和救援
系统可以通过定位设备对矿工进行实时定位和监控,确保他们的安全。当发生事故或矿工被困时,系统能够迅速定位并发送救援信号,提高救援效率。
(三)煤矿安全生产智慧风险分析
煤矿安全生产智慧风险分析系统是一种基于人工智慧技术的智慧化管理系统,帮助煤矿企业实现安全生产的智慧化管理和风险分析。主要包含数据采集和监测、数据分析和预警、风险评估和预警、事故模拟和预测、数据可视化和报表分析、实时监控和远程管理六大模块。
(四)智慧煤矿设备管理系统
智慧煤矿设备管理系统以煤矿生产企业的设备管理部门为对象,契合设备信息管理工作的的实际需求,针对煤矿采、掘、机、运、通相关重要设备进行安全生命周期管理。
(五)智慧煤矿融合通讯系统
智慧煤矿融合通讯系统是一种集成了多种功能的智慧化系统,提高煤矿的安全性、生产效率和管理水平。主要包含实时监测预警、通信和联络、位置追踪和导航、数据采集分析、视频监控和远程操作、人员管理和考勤、应急救援和智慧调度七大模块。
(六)监管执法系统
通过采集视频监控数据、环境监测数据,把握矿山具体情况,并通过事件处理、现场查询与验证、统计分析等功能,实现线上、线下监管执法,提升监管执法效能。
(1)事件处理
包含了从事件的上报、事件的巡查、事件处理到最后的结果汇报的全流程信息,实现了对矿山生产过程的全面监控和管理,进而在线上、线下实现了高效的监管执法,显著提升了监管执法效能。
(七)智慧煤矿应急指挥系统
智慧应急应急指挥信息系统能够进行智慧化、扁平化、一体化指挥,在常态下完成日常业务和监测工作,在应急处置过程中能快速分析事件态势,动态生成优化的综合协调方案和资源配置方案,有效提高应急指挥的科学程度和处置效率。
(八)煤矿GIS一张图
煤矿GIS一张图能包括煤矿分布展示、煤矿资源储量分析、煤矿开采情况监测、煤矿安全监控、煤矿环境监测、煤矿供需分析、煤矿运输路线规划、煤矿灾害风险评估、煤矿土地利用规划、煤矿环境保护、煤矿人员管理、煤矿设备管理、煤矿经济效益评估、煤矿规划管理、煤矿信息共享等多个方面,可以帮助煤矿管理者全面了解和管理煤矿的各项工作。
(九)智慧煤矿数字孪生
智慧煤矿数字孪生基于GIS地理信息系统及数字孪生技术,对矿山环境、地形、矿区边界、路网、水系、绿地、地面建筑、地下巷道等各要素态势进行数字映射,并可结合前端智慧感知设备数据和专业模型算法,对安监生产、综合集控、智慧巡检、决策指挥、经营管理等各领域业务数据进行综合监测分析,对各类异常事件进行可视化预警告警,并支持点选查看任一管理要素运行态势,助力管理者实时掌握矿山整体运行态势,为管理者提供数据支持及决策依据。
(十)智慧矿山可视化大数据
智慧矿山可视化大数据平台利用大数据等信息技术手段对平台内核心数据进行多维度综合展示 ,主要包含实时数据监控、分析预测、设备管理、能耗监测、安全监控、人员管理、报表生成、地图展示等信息,为领导提供辅助决策支持。
(一)地质与测量工作的智慧化
主要是强化矿山地质和测量工作智慧化。利用专业化软件实现地质建模,管理矿床、水文、工程、环境等地质数据,及时获取和归集矿产勘探开发过程中的各种探矿和采矿数据。地质模型应具有标准数据交换格式,满足矿山智慧化管控使用要求。
(二)地质与测量工作的智慧化
主要是实现矿山储量估算评价和资源管理的智慧化应用。应结合矿山生产实际需要,对与矿山资源储量估算、矿山设计、采选直接相关的地质对象,建立综合三维数字化地质模型,直观反映矿体、围岩、构造、组分等的分布、形态、产状、品位等特征。
(三)矿产资源开采过程的智慧化
主要是对开采生产过程及生产辅助过程实现智慧化控制和管理。矿山采掘设计与计划应实现数字化和三维可视化管理,矿山主要设备优先选用智慧化程度高的装备,减少生产现场人员数量,具备网络连接功能,实现设备定位、状态和作业数据的在线采集,并接入集成监控平台,实现统一调度指挥或远程可视化控制。
(四)选矿加工过程的智慧化
主要是在选矿破碎筛分、磨矿分级、选别加工、精矿处理、尾矿浓缩与输送等各个生产环节实现智慧化控制与管理。选矿生产通过工艺模型、数据分析、专家决策、机器学习等技术归纳总结工艺规律,实现选矿生产全流程自适应、自决策的智慧控制。
(五)资源节约与综合利用的智慧化
主要是在矿山资源利用跟踪评价、共(伴)生矿产回收、废弃物利用等方面实现智慧化管控。建立资源节约与综合利用信息化、智慧化管理系统,提高共(伴)生矿产资源与废弃物资源化的评估、开发和转化能力。
(六)生态环境保护修复的智慧化
主要是在生态环境监测、治理修复等方面达到智慧化要求。按照预防为主、生产与治理并重的原则,减低环境污染影响,建立信息化管理平台,集中管理环境在线监测数据与检化验数据,并提供数据动态分析与预警功能,实现集中一体化在线监控和管理。
(七)综合协调管控的智慧化
主要是在矿山基础设施、数据采集、数据应用、数据存储、调度与管理,以及生产经营、计算机辅助决策分析、信息发布等方面实现智慧化。通过数据集成和信息融合技术实现生产集中管控和在线智慧分析,利用矿山大数据和智慧决策技术实现经营管理协同化和智慧化。
(八)矿山智慧化建设的等级
智慧矿山建设应遵循因地制宜、统筹规划原则,根据矿山自身实际情况、智慧化技术和产品在矿山企业中的应用深度及广度,选择合适的智慧等级制订建设方案,按照单项应用、集成协同应用、整体应用等分层次推进智慧矿山建设。
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