我国数字化矿山发展现状及存在问题研究

文/申晋鹏

我国数字化矿山发展现状及存在问题研究

文/申晋鹏

数字矿山是由数字地球延伸而来，即在矿山范围内以三维坐标信息及其相关关系为基础而组成的信息框架。数字化在煤炭企业中的应用，主要集中在“生产、安全、管理”三大领域，近期又逐步拓展应用到了“节能减排和电子商务”等领域，具体是指将煤炭企业的生产经营、物料移动、安全监察、资金流动、人员管理、销售管理及客户交互等业务过程数字化，通过各种信息系统加工生成信息资源，有选择地提供给不同层次的技术人员和管理人员，最终实现生产要素的优化组合和企业资源的合理配置，实现经济效益、社会效益和环保效益的最大化。它的最终发展目标是实现矿山资源与开采环境数字化、生产过程可视化、管理决策科学化、信息传输网络化、技术设备智能化。

一、煤矿数字化矿山建设的重大意义

数字化矿山建设过程是提高生产经营管理水平、转换经营机制、促进管理现代化、建立现代企业制度、提高经济效益、促进安全生产的完善过程；也是煤炭行业实现跨地区、跨行业和实施大集团战略、走可持续化发展道路的技术保障。煤炭工业数字化建设，可提高煤矿企业安全管理的预测预判和预防预控能力，推动安全从静态管理向动态管理、从被动管理向主动管理、从程序管理向工序管理的转变，是保障煤矿安全生产的必然选择和重要途径。

二、我国煤炭工业数字化现状

我国煤炭工业数字化进程起步较早，但90年代煤炭行业整体经济效益下滑，数字化进程极大受挫。随着煤炭行业的复苏，煤炭企业数字化意识有了很大的提高，数字化管理体系、信息安全体系逐渐形成，数字化技术创新进展较快，数字化基础设施建设步伐加快。

一是数字化建设促进安全生产和提高管理效益正成为煤炭企业发展战略的重要组成部分。多数企业将煤矿数字化建设工作作为企业整体发展战略的重要环节。大型煤炭企业大都成立了数字化矿山领导小组，设立了专职的管理部门，建立起了较为完善的组织管理体系；数字化基础设施建设步伐加快。据不完全统计，煤炭企业在生产、安全、管理、销售、物流等方面应用的各类软件已达200余种。多数大型企业建立了集自动化控制、调度指挥、监测监控和诊断维护等于一体的综合信息化自动化管控平台，逐步实现了煤炭生产、节能减排、洗选加工、现代物流等全过程的数字化平台。

二是数字化矿山系统正从分散孤立向集成方向发展。当前，数字化建设促进安全生产工作正在由分散、单一的安全信息系统建设向全面、融合、集成的安全管理平台方向发展。多数企业集中在危险源监测、通讯联络、生产过程和设备监控、人员定位等单项系统应用，满足了专业管理需要。也有些先进企业正从单项应用向集成化发展，从安全、健康、环境等进行全方位的统筹安排，逐步实现了整体管控。

例如围绕建设本质安全型企业和数字化神宁的目标，神华宁夏煤业集团公司、北京天大天科科技发展公司、天地(常州)自动化股份公司三家合作开展了“数字化矿山建设集成技术研究”项目。该项目充分运用现代信息技术，实现了全矿井生产过程自动化，实现了矿井综合自动化、企业管理、三维地理信息系统和决策分析系统的无缝整合，实现了矿井现场作业环境和生产过程环节的可视化，实现了安全生产实时数据在线分析，提高了矿井安全生产的决策支持能力。该项目在石槽村矿、红柳矿等矿井成功应用，并取得了良好的经济和社会效益，达到了国际先进水平。

三是安全生产的关键环节已成为数字化矿山建设的重要切入点和突破口。

如由山西省科技厅组织、太原理工大学主持完成的“十一五”国家科技支撑计划项目“煤矿全矿井安全生产数字化监测监控及重大灾害预警系统的研究”通过国家科技部验收，该项目开发了火灾、水灾和重大瓦斯灾害预测预警监控以及矿井通风、顶板和供电系统安全状态连续监测与灾害预警于一体的集成系统，使煤矿的监控系统实现了数字化和远程监测监控，对保障煤矿安全生产连续、可靠、稳定地进行，提高煤矿安全生产重大灾害预警能力，推动煤炭行业技术进步和产业发展具有显著的经济与社会效益和重要战略意义。神华集团的“本质安全管理信息系统”运行3年来，人员不安全行为下降33％，百万吨死亡率降低了20％。

四是安全生产数字化已经成为煤炭企业落实安全管理制度的重要载体。煤炭企业通过数字化手段，保障了各项安全生产制度的落实，尤其是在安全生产流程标准化、安全生产责任落实和考核等方面，起到了重要作用。一些企业还利用虚拟现实及数字模拟等手段，对安全操作的流程、突发事故处理进行模拟，为安全生产培训等提供了新手段，提高了工作人员对安全管理制度的理解和实践能力。冀中能源股份公司邢台矿在瓦斯防治方面，装备了KJ75N煤矿安全生产监测监控系统，采用了“瓦斯监测监控和人工现场检测”两种方法，有效杜绝了瓦斯超限给矿井安全生产带来的危害，为分析现场瓦斯情况提供了可靠依据。

五是专业化的数字化服务产业正在逐步壮大。随着煤矿安全生产数字化建设的不断发展，信息技术服务商队伍也在不断扩大。

三、我国煤炭工业数字化存在的问题

一是一些领导对数字化建设重视不够，没有把数字化建设当作企业自身发展的机遇和契机，而是认为数字化建设投资大、效益低，甚至是赔钱。

二是数字化促进煤矿安全生产的应用水平不高，数字化与安全生产业务的融合不够。数字矿山是一个复杂的系统，涉及煤矿规划设计、安全生产、经营管理、企业决策等全过程，许多信息需要长远规划和持续共享，而实践中，一些煤矿企业数字化建设缺乏具体规划，带有一定的随意性和盲目性。特别是一些矿井扩建，受资金、生产、技术、观念等方面的限制，往往就事论事地实施某一套或几套子系统，形成了一个个“信息孤岛”。

三是安全生产信息技术应用标准化程度较低，软件平台、硬件设备、信息内容、通讯协议等方面标准规范不统一。

四是自主数字化服务企业规模小、专业化程度比较低、竞争力比较弱，还有些核心技术受制于人，存在着由于产品和服务质量不过关造成重大安全隐患的风险。

五是缺乏相应的政策指导和专项资金支持，有些已经制定的政策落实不到位。

煤矿数字化建设和发展不是一朝一夕的事。我国煤矿数字化矿山还处在初级发展阶段，需要充分考虑社会效益、管理效益和经济效益，坚持安全性、实用性、可靠性、先进性、适应性、开放性等原则，扎实稳步走好数字化矿山建设发展道路。

（责任编辑：李元）

作者单位：（山西兰花科创伯方煤矿分公司）