煤礦智能化建設頂層設計方案研究
煤炭是我國的主體能源，為保障國家能源供給和能源安全做出了巨大貢獻。在未來較長時期內， 煤炭在我國一次能源供應保障中的地位和作用難以改變。但由于我國煤炭開采主要是地下作業(yè)，生產 環(huán)境惡劣多變，并受地質條件及瓦斯、水、火、沖 擊地壓等多種自然災害的威脅，煤礦安全生產面臨極大挑戰(zhàn)。同時，我國人口老齡化趨勢加快，勞動 力資源明顯減少，也給煤礦未來發(fā)展帶來巨大影響。
隨著科技的進步，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、５G、人工智能等技術得到快速發(fā)展，已成為新一輪科技革命及產業(yè)升級的重要著力點，采用新一代智能化技術改造煤礦傳統(tǒng)生產方式，改善煤礦生產環(huán)境條件，減少井下作業(yè)人員，構建安全、高效、綠色的無人或少人化智能礦山，已經(jīng)成為煤炭企業(yè)轉型升級發(fā)展的重要舉措。2020年2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局等８部委印發(fā) 《關于加 快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》提出，到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦；到 2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化；到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。煤礦智能化建設已經(jīng)成為行業(yè)推進煤炭產業(yè)高質量發(fā)展的主要任務。
煤礦智能化建設是一個復雜的系統(tǒng)工程，近年來，我國在煤礦智能化開發(fā)領域通過不斷加大政策扶持、資金支持和科技創(chuàng)新的力度，煤礦智能化技術的研究與應用取得較大成果。但在建設過程中還有許多問題需要解決。
第一，隨著煤炭開釆的不斷深入與快速發(fā)展，要求實現(xiàn)準確、高效、協(xié)同的智能化少人、無人開采新模式，客觀上對全礦井網(wǎng)絡化、智能化建設提出了更高要求；
第二，隨著煤礦網(wǎng)絡化、智能化程度的提高，系統(tǒng)復雜性增加，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)已不能承載多源異構、復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)之間的高效協(xié)同，需要構建更加智能的系統(tǒng)實現(xiàn)創(chuàng)新應用；
第三，行業(yè)內對智能礦山認識程度不同，沒有形成統(tǒng)一共識。智能化建設過程中，煤礦信息孤島依然存在，信息不能共享。各子系統(tǒng)獨立組網(wǎng)，傳感網(wǎng)絡、無線寬帶網(wǎng)絡相互獨立沒有融合，部分礦井雖然使用了基于 LTE ４G/ ５G 寬帶的無線通訊網(wǎng)絡，但功能單一，沒有與生產數(shù)據(jù)相結合，未能實現(xiàn)數(shù)據(jù)高度融合，沒有參與到控制系統(tǒng)中，也制約了礦山整體智能化技術的應用。
1煤礦智能化開采的演進及其特征
煤炭開采經(jīng)歷了爆破開采、機械化開采，目前已向智能化開采演進與發(fā)展。在不同階段，主要生產要素與基礎設施也隨之發(fā)生變化并升級，煤炭不同開采階段生產要素與基礎設施變化如圖１所示。
圖1? 煤炭不同開采階段生產要素與基礎設施變化
(１)爆破開采階段，主要包括落煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理等工序。其特點是爆破落煤、人工裝煤與運煤，用單體支柱支護工作空間頂板。生產要素是人力和火藥。人力作為主要的生產要素，生產力較低，人員傷亡嚴重，基礎設施是井巷工程。
(２)機械化開采階段，主要運用一系列的煤機裝備代替人工進行開采，如采煤工作面采用綜合機械化采煤，主要有采煤機、刮板輸送機、液壓支架等，由人工操作機器，將人員從直接開采中解放出來變?yōu)椴僮鳈C器開采。生產要素是煤機裝備和人力，煤機裝備作為主要的生產要素，起著較大的作用，人力起著輔助作用。煤機裝備的動力主要來源于電力，因此在井巷工程基礎上，電力是其新增的重要基礎設施。
(３)智能化開采階段，主要利用智能系統(tǒng)遠程控制煤機裝備，使煤礦井下實現(xiàn)少人化、無人化， 進一步將人員從煤礦井下解放出來，達到無人值守、減少煤礦人員傷亡的目標。生產要素主要是智能系統(tǒng)、智能裝備和人才，其中智能系統(tǒng)是由智能感知傳感器、智能控制執(zhí)行裝置、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、 數(shù)據(jù)采集存儲設備、集成大數(shù)據(jù)與人工智能的管控平臺等組成，包括智能開采、智能掘進、智能運輸、智能排水、智能通風等智能化系統(tǒng)；智能裝備是具有智能運行的煤機設備和機器人；人才是能掌 控智能設備、能進行更高層次的生產規(guī)劃、設計與管理的人員。支撐智能化開采的主要基礎設施是數(shù)字化井巷工程、電力和網(wǎng)絡，其中數(shù)字化井巷工程是采用地理信息系統(tǒng) (GIS)描述的井巷工程，電力是智能化供電系統(tǒng)，網(wǎng)絡作為新的基礎設施，在智能化開采階段的整個智能系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
從煤炭不同開采階段生產要素與基礎設施的變化中可以看出，人力的作用在逐漸減小，機器智能或系統(tǒng)智能的作用在逐漸增加。在爆破開采階段，礦山生產過程主要靠人力來完成，人力處于第1位的生產要素，解決的主要問題是人力問題和巷道安 全問題；在機械化開采階段，人力已經(jīng)退居第2位，主要解決制約煤機裝備發(fā)展的技術瓶頸，提高煤機裝備功率和可靠性等，以提高產能；而在智能化開采階段，其主要生產要素有了本質變化，其顯著特征是 “少人化、無人化”開釆，即開采面少人 (無人)作業(yè)、掘進面少人 (無人)作業(yè)、危險場所無人作業(yè)、大型設備無人值守，直到整座礦山無人作業(yè)。人力不再參與開采作業(yè)，礦山生產過程主要由智能系統(tǒng)和智能裝備來完成。在智能化開采階段，解決的主要問題是突破煤礦智能化建設的關鍵技術，基于主要生產要素和基礎設施研究煤礦智能化整體解決方案，構建煤礦智能化系統(tǒng)。
2煤礦智能化建設模型
煤礦智能化系統(tǒng)與工廠智能化系統(tǒng)不同，特別是井工煤礦屬于地下采礦作業(yè)，由于存在工作環(huán)境惡劣 (瓦斯爆炸、水害、頂板塌落、粉塵等各類災害威脅)、地質條件多變、限定空間作業(yè)、工作場景移動 (采掘工作面隨開采進尺推進而不斷移動，井下人員、車輛、設備也在不斷移動)等特點，限制了很多地面先進技術直接在井下應用，給煤礦智能化建設帶來了極大困難。部分在地面可以直接應用的技術，在煤礦井下應用需要進一步的研究與開發(fā)。煤礦智能化系統(tǒng)要根據(jù)煤礦特殊環(huán)境條件進行 設計，充分考慮煤礦智能化開采階段各生產要素和基礎設施的變化，按照數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的基本要求，面向煤礦安全生產管控、經(jīng)營管理、行業(yè)管理與服務等業(yè)務需求進行綜合設計。為此，提出煤礦智能化建設的頂層設計方案，概括為智能礦山 “６＋１＋１”建設模型，即 “一系列智能化設備”“一張網(wǎng)”“一張圖”“一個標準”“一個庫”“一個平臺”６個子項構成煤礦安全生產管控層，加“一個運營管理中心”和“一朵云”，面向礦山經(jīng)營決策管理和礦山云服務進行部署。此外，在智能礦山“６＋１＋１”建設模型中，在安全生產管控層與企業(yè)經(jīng)營決策管理層之間設有工業(yè)非軍事隔離區(qū) (IDMZ安全隔離區(qū))，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)與工控網(wǎng)的安全隔離，提升工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全水平。智能礦山“６＋１＋１”建設模型如圖２所示。
圖2? 智能礦山“6+1+1”建設模型
智能礦山 “６＋１＋１”建設模型考慮了礦山控制與管理的結構層級與網(wǎng)絡安全建設要求，每個子項具體含義說明如下。
(１) “一系列智能化設備”是生產信息采集、任務執(zhí)行的重要環(huán)節(jié)，由 “采、掘、運、提、排、通、供”等礦山安全生產各個環(huán)節(jié)的諸多智能化子系統(tǒng)與智能化設備構成，如智能工作面控制子系統(tǒng)、礦山特種機器人等。
(２)“一張網(wǎng)”是融合有線寬帶與無線寬帶以及窄帶傳輸技術的礦山多源異構網(wǎng)，實現(xiàn)生產信息全面感知與高速通信。
(３) “一張圖”以礦山地理信息系統(tǒng) (GIS)為基礎，為智能化子系統(tǒng)及各類應用提供精準的空間地理坐標，實現(xiàn)地質、測量、防治水、采掘生產、通風以及大型設備等不同業(yè)務數(shù)據(jù)在不同圖層的分層展示。
(４)“一個平臺”面向智能礦山實現(xiàn)煤礦安全生產信息感知、計算、控制、執(zhí)行的安全生產管控一體化平臺，用于管理運行各智能生產系統(tǒng)與設備，實現(xiàn)礦山生產無人值守、系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)融合和調度管理。
(５)“一個標準”指構建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標準，包括數(shù)據(jù)采集規(guī)范與數(shù)據(jù)接口規(guī)范，主要解決煤礦眾多生產控制子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)規(guī)范不標準的問題。
(６)“一個庫”主要面向礦山多維異構的各類數(shù)據(jù)，包括結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)、非結構化 數(shù)據(jù)，建立便于數(shù)據(jù)挖掘的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、管理、調用，支持數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入、全維度數(shù)據(jù)管理、跨業(yè)務數(shù)據(jù)融合。
(７)“一個運營管理中心”主要面向經(jīng)營決策管理，集成了基于大數(shù)據(jù)的礦山精細化管理、分析決策軟件，包括人員、財務、采供、銷售、生產、計劃管理等，為實現(xiàn)礦井高效運營提供技術支撐。今后隨著智能化技術應用的普及，運營管理中心會逐漸上移到集團層面。
(８)“一朵云”指基于云平臺技術構建的礦山私有云或公有云，主要應用于集團管控、產業(yè)鏈協(xié)同、政府監(jiān)管。
在智能礦山“６＋1＋１”建設模型中，各子項在功能上相互支撐，構成“感知→互聯(lián)→數(shù)據(jù)融合→可視化展示→分析計算→決策控制”的基本邏輯框架，構建了企業(yè)安全、生產、經(jīng)營管理、后勤保障的綜合智能系統(tǒng)。
3煤礦智能化建設技術體系
隨著煤礦智能化的演進與發(fā)展，已由單一設備、單一系統(tǒng)運行狀態(tài)的控制上升到全系統(tǒng)過程協(xié)同和工業(yè)互聯(lián)云端協(xié)同。人、機、環(huán)信息高度交織，通信交互方式多變，數(shù)據(jù)多源異構。系統(tǒng)復雜度增加，管控難度變大.僅采用嵌入式、可編程邏輯控制器 (PLC)自動控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng) (DCS)以及傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)已不足以支撐大型 數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化系統(tǒng)的運行與控制，不能實現(xiàn)生產各作業(yè)環(huán)節(jié)緊密銜接和有效協(xié)同配合。需要更為強大的技術體系支撐智能系統(tǒng)的運行。
信息物理系統(tǒng) CPS (Cyber PhysicalSysＧ tems)是支撐信息化和工業(yè)化融合的綜合技術體系。近年來在各類新技術發(fā)展的驅動下，在部分行業(yè)得到了推廣應用。CPS 的本質是構建一套信息空間與物理空間之間基于數(shù)據(jù)自動流動的狀態(tài)感 知、實時分析、科學決策、精準執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系，提高資源配置效率，實現(xiàn)資源優(yōu)化。它是基于硬件、軟件、網(wǎng)絡、平臺構建的復雜系統(tǒng)。CPS 系統(tǒng)在對網(wǎng)絡內部設備的遠程協(xié)調能力、自治能力、控制對象的種類和數(shù)量上，特別是網(wǎng)絡規(guī)模上遠超現(xiàn)有的工控網(wǎng)絡。CPS 系統(tǒng)在層級內包含了傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器 (PLC)、分布式控制系統(tǒng) (DCS)，但與之相比，在傳輸模式上由總線變?yōu)榫W(wǎng)絡協(xié)議通信，更具開放性，并且由自動控制變?yōu)樾畔⒒瘋鲗Ｊ?，傳導范圍比區(qū)域控制變得更為廣泛，實現(xiàn)了互聯(lián)互通與廣泛的數(shù)據(jù)融合，可以解決礦山復雜系統(tǒng)控制、智能無人開采所需的技術支撐問題。信息物理系統(tǒng) CPS的本質如圖３所示。
圖3 信息物理系統(tǒng) CPS的本質
智能礦山“６＋１＋１”建設模型融合了CPS信息物理體系架構，是CPS系統(tǒng)的典型應用，本文定義為礦山信息物理系統(tǒng)MCPS (Mine Cyber PhysicalSystems)。MCPS系統(tǒng)是由 “６＋１＋１”中的各項構成的硬件、軟件、網(wǎng)絡、平臺四大核心技術要素的復雜系統(tǒng)，集成了礦山多源信息智能感知、異構網(wǎng)絡統(tǒng)一傳輸、信息融合交互、協(xié)同控制等關鍵技術，使礦山物理空間與信息空間中人、機、物、環(huán)境、信息等要素相互映射、適時交互、高效協(xié)同，其功能技術架構可分為支撐域、融合域、業(yè)務域和安全域。MCPS系統(tǒng)功能技術架構如圖４所示。
圖4? M-CPS系統(tǒng)功能技術架構
(１)在支撐域，“一張網(wǎng)”“一個庫”“一個標準”為信息空間和物理空間的數(shù)據(jù)融合提供基礎支撐。
(２)在融合域，“一系列智能化設備”構成物理空間，“一張圖”與“一個平臺”包括各類三維仿真軟件、數(shù)字孿生體，構成信息空間。融合域實現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)交互映射與深度融合，從而實現(xiàn)礦山生產活動信息的智能感知、分析決策、工業(yè)自動化控制和安全生產監(jiān)控等。
(３)在業(yè)務域，基于 “一個運營管理中心”與 “一朵云”，把大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術充分運用在煤炭企業(yè)的管理和生產活動中，實現(xiàn)礦山生產經(jīng)營管理、設備健康管理、安全風險防控、生態(tài)環(huán)保等最優(yōu)化的管控。
(４)在安全域，主要包括互操作安全、協(xié)同安全、網(wǎng)絡安全、主機安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全、環(huán)境安全和物理安全。
CPS系統(tǒng)具有可擴展性和延展性，可不斷向更高層級發(fā)展，實現(xiàn)對人才、技術、資金等資源和要素的高效整合。在MCPS系統(tǒng)建設中，可構建單元級、系統(tǒng)級、系統(tǒng)之系統(tǒng)級 (SOS)、SOS 擴展級應用，分別對應于煤礦子系統(tǒng)級、礦級、集團級、行業(yè)級的MCPS系統(tǒng)。在子系統(tǒng)級主要實現(xiàn)系統(tǒng)內的智能感知、分析決策與控制；在礦級主要實現(xiàn)全礦井安全生產管控；在集團級主要實現(xiàn)生產經(jīng)營決策管理；在行業(yè)級主要面向行業(yè)設計、運維服務、上下游產業(yè)鏈、政府監(jiān)管等，實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云端的服務與管理。在整個層級中，集團級服務于礦級，行業(yè)級服務于集團級，最終圍繞礦級進行管理與決策。礦級是整個層級擴展的核心，也是其他層級的基礎，是MCPS系統(tǒng)建設的重點。MCPS系統(tǒng)層級如圖５所示。
圖5? M-CPS系統(tǒng)層級
4煤礦智能化建設步驟
一般一個煤礦大概有30～50個子系統(tǒng)，系統(tǒng)龐大而復雜。要科學合理地建設智能化煤礦，應在“６＋１＋１”建設模型中，遵循“頂層設計、基礎先行、重點突破、全面接入”的建設步驟。
４.１ 基礎先行
“一張網(wǎng)”與 “一張圖”是煤礦智能化建設的重要新基建內容，在煤礦生產和安全管理中發(fā)揮著重要作用.“一張網(wǎng)”是煤礦重要的基礎設施，承載著煤礦所有智能化系統(tǒng)的協(xié)同運行，它的建設不像地面工廠一樣，直接可以使用運營商現(xiàn)成的網(wǎng)絡，而是 需要根據(jù)煤礦特點構建井下特殊的異構網(wǎng)絡，要考慮井下限定空間無線信號的傳輸問題、網(wǎng)絡的承載能力、傳輸速度、移動互聯(lián)性?！耙粡埦W(wǎng)”以 “光纖骨干網(wǎng)＋寬帶無線網(wǎng)絡 (４G/５G)＋窄帶物聯(lián)網(wǎng)”的多網(wǎng)融合為特點，為智能礦山建設提供高效 的傳輸平臺與數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在“一張網(wǎng)”中的統(tǒng)一傳輸，解決目前行業(yè)中普遍存在的“信息孤島”現(xiàn)象，實現(xiàn)礦井高帶寬、低時延、高可靠性的通信要求。其萬兆級的主干光纖環(huán)網(wǎng)為礦山安全生產的大量數(shù)據(jù)傳輸提供了技術支撐；寬帶無線網(wǎng)絡 (４G/５G)的應用，可解決井下移動語音通信、數(shù)據(jù)、視頻共網(wǎng)傳輸，解決生產過程中移動設備的遠程控制問題；窄帶物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)大量低功耗移動線傳感器的接入和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)?！耙粡埦W(wǎng)”的建設能夠減少井下線纜的鋪設量，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，為煤礦智能化建設打下堅實的基礎?！耙粡埦W(wǎng)” 基礎設施如圖６所示。
圖６ “一張網(wǎng)”基礎設施
? “一張圖”是礦山井巷工程的數(shù)字化描述。由于煤層是分布于三維地理空間的地質實體，礦山生產的一切過程都與三維空間密切相關。煤層地質體具有隱蔽性、復雜多變性，因此開采環(huán)境數(shù)字化是煤礦智能化建設的基礎。以煤礦地理信息系統(tǒng) (GIS)為基礎的“一張圖”，可提供智能化開采過程的全面地圖服務，根據(jù)煤礦生產需求，構建地質圖、采掘圖、機電圖、通風圖等各類不同的圖層。在不同的圖層，顯示不同的專業(yè)內容，從而實現(xiàn)煤礦可視化開采和可視化展示?！耙粡垐D”基礎設施如圖７所示。
圖７ “一張圖”基礎設施
?。?/span>.２ 重點突破
(１)以“一系列智能化設備”中與生產安全直接相關的子系統(tǒng)為重點，優(yōu)先建設。在煤礦各類子系統(tǒng)中，采、掘工作面是生產的直接環(huán)節(jié)，也是危險作業(yè)場所，輔助運輸、主運輸是瓶頸環(huán)節(jié)，通風、排水是安全保障環(huán)節(jié)，供電是最基本的基礎設施環(huán)節(jié)，因此對“采、掘、運、提、排、通、供” 等環(huán)節(jié)智能化系統(tǒng)要優(yōu)先建設和重點突破，剩下的各子系統(tǒng)可根據(jù)實際情況逐步建設接入。
(２)以“一個平臺”為核心，提供數(shù)據(jù)支撐。煤礦安全生產管控一體化平臺包含調度中心，既要完成調度任務，也要完成控制任務，是煤礦安全生產的 “大腦”，所有安全生產問題都要在平臺上解決，因此是智能化建設的核心，要重點建設?！耙粋€平臺”集成匯聚井上下各分支系統(tǒng)監(jiān)控點的視頻流、數(shù)據(jù)流和信息流，與礦區(qū)各子系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接，將安全生產管理和控制運行在一個管理平臺，基于統(tǒng)一的編碼標準和采集標準，采用工業(yè)軟件、地理信息系統(tǒng)、人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)分析等新一代智能化技術，實現(xiàn)煤礦安全生產設備的數(shù)據(jù)采集、多源數(shù)據(jù)融合、生產過程控制、生產設備運維、決策分析管理、故障聯(lián)動報警、信息引導發(fā)布、移動互聯(lián) App等功能。煤礦安全生產管控一體化平臺功能構成如圖８所示。
圖8? 煤礦安全生產管控一體化平臺功能構成
(３)以“生產安全、網(wǎng)絡安全”為保障，提供安全服務。目前煤礦生產安全保障系統(tǒng)是智能煤礦的重要建設內容，如“六大避險系統(tǒng)”以及“風險預控系統(tǒng)”都已作為礦井安全的建設重點，但在信息化時代，網(wǎng)絡安全也是重中之重，要與生產安全放在同等地位。煤礦要建設安全生產控制專網(wǎng)，在生產控制專網(wǎng)與企業(yè)辦公網(wǎng)之間，構建工業(yè)安全隔離區(qū)，實現(xiàn)礦山信息的安全性。在企業(yè)經(jīng)營管理層、企業(yè)安全生產管控層形成以工業(yè)信息安全防護為重點的縱深防御，利用工業(yè)隔離網(wǎng)閘、工業(yè)網(wǎng)絡審計、工業(yè)態(tài)勢感知等技術手段，幫助礦山實現(xiàn)工業(yè)信息安全保障能力建設。煤炭企業(yè)典型網(wǎng)絡安全防護拓撲圖如圖 ９ 所示。
圖9? 煤炭企業(yè)典型網(wǎng)絡安全防護拓撲圖
?。?/span>.３全面接入
在基礎設施和重點子系統(tǒng)建設完成后，基本可實現(xiàn)礦井安全生產層的智能化運行。而后向上應建設并接入 “一個運營管理中心”與“一朵云”，助力經(jīng)營決策管理。其他智能化子系統(tǒng)可分期分批全面接入。在上述智能礦山“６＋１＋１ ”建設模型中，“一個運營管理中心”與“一朵云”是接入互聯(lián)網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。但在安全生產層建設完成的基礎上它才能發(fā)揮作用。只有在信息化、智能化、大數(shù)據(jù)不斷深化應用后，云計算才有價值。因此在煤礦智能化建設的初期階段，應重點考慮安全生產層的建設。
5結 語
?。?/span>1）煤礦在智能化開采階段其生產要素和基礎設施發(fā)生了本質變化，智能化系統(tǒng)將是其第一生產要素，網(wǎng)絡是其新增的基礎設施，在煤礦智能化建設過程中要重點考慮和建設。
?。?/span>2）煤礦智能化建設需要頂層設計，本文提出了“６＋１＋１”智能礦山建設模型，融合了 CPS 信息物理系統(tǒng)，定義為礦山信息物理系統(tǒng) MCPS 。其中 “一系列智能化設備” “一張網(wǎng)”“一張圖”“一個標準”“一個庫”“一個平臺”構成了礦井安全生產管控層，“一個運營管理中心”與“一朵云”面向經(jīng)營決策管理和礦山云服務進行部署。在礦井安全生產管控層與經(jīng)營管理層之間須部署工業(yè)非軍事隔離區(qū) (IDMZ 安全隔離區(qū))，實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)與工控網(wǎng)的安全隔離.智能礦山“６＋１＋１”建設模型是以安全生產層為核心的礦級、集團級、行業(yè)級的 MCPS 系統(tǒng)。
?。?/span>3）煤礦智能化建設要遵循頂層設計、基礎先行、重點突破、全面接入的實施步驟. “一張網(wǎng)”“一張圖”是基礎，應先行建設；“一系列智能化設備”中的關鍵子系統(tǒng)以及“一個平臺”“生產安全、網(wǎng)絡安全”是建設重點；最后要將各智能化子系統(tǒng)全面接入，才能形成完整的智能礦山系統(tǒng)。
（4）煤礦智能化建設是煤炭企業(yè)高質量發(fā)展的必然選擇，最終目標是打造無線全覆蓋與智能控制、無人值守、無人員傷亡的 “三無”煤礦，無線全覆蓋與智能控制是技術基礎和手段，無人值守是技術結果，無人員傷亡是愿景，最終目標是達到綠色、安全、高效。
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本文發(fā)表于《中國煤炭》雜志，2020·第46卷·第12期。
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（摘自國家煤炭工業(yè)網(wǎng)）
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