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智能礦山行業(yè)發(fā)展態(tài)勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 山源科技    2024-03-21

根據(jù)中國工程院院士葛世榮對煤礦智能化發(fā)展形態(tài)的定義，未來的煤礦智能化發(fā)展形態(tài)不僅是煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化，還包括煤礦地質(zhì)勘探、礦井設(shè)計建造、廢棄礦井綜合利用等礦井全生命周期管控智能化以及煤礦“產(chǎn)、運、銷、儲、用”全流程調(diào)控的智能系統(tǒng)化。

為實現(xiàn)上述目標，智能礦山的未來發(fā)展離不開工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、操作系統(tǒng)和數(shù)字孿生的強力支撐。其中，煤礦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為煤礦智能化系統(tǒng)的神經(jīng)，是智能煤礦信息交互的關(guān)鍵基礎(chǔ)；煤礦泛在互聯(lián)操作系統(tǒng)作為煤礦智能化系統(tǒng)的中樞，為各種具體的行業(yè)應(yīng)用提供生態(tài)支撐；煤礦數(shù)字孿生系統(tǒng)作為煤礦智能化系統(tǒng)的大腦，是以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在泛在互聯(lián)操作系統(tǒng)平臺上構(gòu)建的煤炭“產(chǎn)、運、銷、儲、用”全流程系統(tǒng)，是實現(xiàn)礦山井下作業(yè)少人化、無人化目標的重要技術(shù)手段。

目前，除了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在各大礦山中的加速構(gòu)建（如越來越多的礦山實現(xiàn)井下 5G 虛擬專網(wǎng)部署，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供信息通信基礎(chǔ)底座支持）以及礦鴻系統(tǒng)的推出與不斷普及，礦山數(shù)字孿生系統(tǒng)建設(shè)將是未來新一代信息技術(shù)與礦山行業(yè)深度融合的重點突破方向。

礦山數(shù)字孿生系統(tǒng)以數(shù)字化方式創(chuàng)建礦山物理實體的虛擬模型，以數(shù)字映射的工作面逼真地模擬實際井下作業(yè)狀況，并通過虛實交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、決策迭代優(yōu)化等手段提供高效智能的操作服務(wù)，實現(xiàn)井下生產(chǎn)過程的可視可控。

系統(tǒng)集成了采集感知、控制執(zhí)行、數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)字線程等多學(xué)科技術(shù)，其構(gòu)建可分為四個步驟：

首先，實現(xiàn)針對單一設(shè)備的離散數(shù)字孿生，著重于數(shù)字孿生模型構(gòu)建、虛實仿真交互、裝備全生命周期管控等；

第二，實現(xiàn)針對礦山子系統(tǒng)（如一個采煤或掘進工作面）的復(fù)合數(shù)字孿生，著重于多裝備間的協(xié)同作業(yè)、裝備與環(huán)境間的相互作用等；

第三，實現(xiàn)面向開采流程的全礦山數(shù)字孿生，通過數(shù)據(jù)實時交互、虛擬仿真反饋、大數(shù)據(jù)分析決策實現(xiàn)安全高效的開采開發(fā)；

第四，實現(xiàn)“產(chǎn)、運、銷、儲、用”全流程數(shù)字孿生，從而達到全要素、全流程、全鏈條集成融合與價值共生的目的。

綜上，智能礦山行業(yè)將持續(xù)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、操作系統(tǒng)和數(shù)字孿生等領(lǐng)域為重要抓手，進一步向多學(xué)科、高技術(shù)方向邁進。