當(dāng)前，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的攻關(guān)期。大數(shù)據(jù)的發(fā)展讓數(shù)據(jù)分析與智慧礦山相結(jié)合。

在“兩化”深度融合的大形勢(shì)下，工業(yè)領(lǐng)域正迎來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大變革。互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，給許多傳統(tǒng)行業(yè)都帶來了顛覆性變革。 將高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)裝備、管理融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)正成為越來越重要的發(fā)展趨勢(shì)。智慧礦山正是在這樣的背景下提出和快速發(fā)展起來的。

井工煤炭資源開采是人類在地下進(jìn)行的生產(chǎn)活動(dòng)。礦山地質(zhì)條件復(fù)雜多變，為創(chuàng)建適于設(shè)備運(yùn)行與人員工作的安全可靠的開采環(huán)境，井下需同時(shí)運(yùn)行探測(cè)、通風(fēng)、排水、防火、供電、工作面開采裝備、運(yùn)輸?shù)榷噙_(dá)90 多個(gè)子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)就像人體的器官，共同形成了一個(gè)大規(guī)模復(fù)雜運(yùn)行體系。經(jīng)過多年發(fā)展，這一體系先后經(jīng)歷了機(jī)械化、單機(jī)自動(dòng)化、綜合自動(dòng)化、數(shù)字化等階段。目前，煤礦安全高效礦井系統(tǒng)的機(jī)械化程度達(dá)到 90% 以上，單機(jī)自動(dòng)化也日趨完善，建成了一批千萬噸級(jí)礦井群，并開發(fā)了初級(jí)的多系統(tǒng)數(shù)字礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。然而，目前煤礦總體的信息化程度還有待進(jìn)一步提高，生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)和信息還無法實(shí)現(xiàn)有效關(guān)聯(lián)，還缺乏“智慧的大腦”對(duì)所有子系統(tǒng)實(shí)施協(xié)調(diào)、聯(lián)控，因而生產(chǎn)的過程控制、設(shè)備健康管理、安全風(fēng)險(xiǎn)防控、生態(tài)環(huán)保等都還沒有實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的管控。

智慧化是礦山技術(shù)發(fā)展的最高形式，只有實(shí)現(xiàn)了智慧化才能從根本上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的生產(chǎn)方式、最佳的運(yùn)行效率和最安全的生產(chǎn)保障。

2016年3月以來，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、自然資源部等相繼出臺(tái)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》（2016-2030年）、《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016—2020年）》、《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》等眾多綱領(lǐng)性文件，分別對(duì)礦山自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、智能化提出了指導(dǎo)要求，為礦山企業(yè)今后的綠色發(fā)展指明了方向。

基于上述分析，可以明顯看出智慧礦山建設(shè)是發(fā)展趨勢(shì)與必然方向。智慧礦山是在礦山自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化的基礎(chǔ)上，推動(dòng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)通信等新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在礦山領(lǐng)域的全面應(yīng)用。
（１）礦山設(shè)計(jì)。應(yīng)著力推行數(shù)字化設(shè)計(jì)，從元件級(jí)構(gòu)建整座礦山，從而實(shí)現(xiàn)透明礦山；智能選型應(yīng)考慮云端化部署、信息化架構(gòu)、智能化裝備及管控；礦井采掘和洗選應(yīng)考慮采用柔性工藝，以便能根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。

（２）安全保障。主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型進(jìn)行自動(dòng)決策，保障礦井人、機(jī)、環(huán)、管全方位的安全，并通過反饋信息主動(dòng)進(jìn)行決策再優(yōu)化。人員安全方面，應(yīng)在個(gè)體防護(hù)和系統(tǒng)防護(hù)方面開展研究：個(gè)體防護(hù)能力方面，應(yīng)具備人員所處環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、無線語音通話、視頻采集上傳與遠(yuǎn)程調(diào)看、危險(xiǎn)狀態(tài)逃生信息的實(shí)時(shí)獲取功能，以及應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害的可靠逃生裝備；系統(tǒng)防護(hù)能力方面，應(yīng)能將井下環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、重點(diǎn)區(qū)域的安全狀態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)警信息與井下人員進(jìn)行實(shí)時(shí)互聯(lián)，并具備近感探測(cè)功能，從而實(shí)現(xiàn)全方位的人員防護(hù)。機(jī)電設(shè)備安全方面，應(yīng)具備智能化的設(shè)備點(diǎn)檢與運(yùn)維管理能力，具備設(shè)備在線點(diǎn)檢、損耗性部件周期性更換提示、健康狀態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)估等功能。環(huán)境安全方面，應(yīng)具備災(zāi)害實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、井下安全狀態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)測(cè)預(yù)警、降害措施自動(dòng)制定能力。安全管理方面，應(yīng)具備自動(dòng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)日常管控、自動(dòng)定期進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)估及預(yù)警分析、多維度自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與分析隱患的能力，具有手持終端現(xiàn)場(chǎng)檢查能力，實(shí)現(xiàn)隱患排查任務(wù)的自動(dòng)派發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)、實(shí)時(shí)跟蹤、及時(shí)閉環(huán)管理。

（３）高效生產(chǎn)。主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型進(jìn)行自動(dòng)決策，保障礦井采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、水、電的自動(dòng)高效運(yùn)行，并通過反饋信息主動(dòng)進(jìn)行決策再優(yōu)化。礦井采掘工作面的設(shè)備應(yīng)具備高效的自動(dòng)控制能力，從基本的就地控制，到一鍵啟停、遠(yuǎn)程集控，直至達(dá)到理想狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無人化自動(dòng)控制與巡檢；通風(fēng)方面，應(yīng)具備根據(jù)用風(fēng)需求自動(dòng)進(jìn)行全礦風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)的能力；主運(yùn)和輔運(yùn)方面，應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)排程計(jì)劃自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)輸調(diào)度；供電方面，應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)排程計(jì)劃自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行電力調(diào)度，且應(yīng)具備智能防越級(jí)跳閘保護(hù)功能；排水方面，應(yīng)具備根據(jù)水資源合理利用及峰谷用電負(fù)荷、電價(jià)等因素自動(dòng)選擇節(jié)能排水方式的功能。

（４）經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)。主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型進(jìn)行自動(dòng)決策，保障礦井經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)高效運(yùn)行，并通過反饋信息主動(dòng)進(jìn)行決策再優(yōu)化。應(yīng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)訂單需求，通過云端的智能決策自動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)分解，礦井安全保障措施、主運(yùn)與輔運(yùn)計(jì)劃、供電計(jì)劃、排水計(jì)劃、排矸計(jì)劃的制定等功能。

（５）綠色環(huán)保。應(yīng)提高礦井的回采率，如采用無煤柱開采方式并進(jìn)行矸石的井下直接充填利用；提高礦井瓦斯、煤泥、煤矸石、礦井涌水的利用率；提高礦區(qū)生態(tài)修復(fù)率；降低礦井噸煤生產(chǎn)耗電、耗水量；實(shí)現(xiàn)礦井水污染、大氣污染的全方位在線監(jiān)測(cè)。