发展智慧矿山的可行性 研究报告
2015.9
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摘要.................................................................. 错误！未定义书签。第一章智慧矿山的发展背景 ............................................................. - 3 -第二章智慧矿山的概念与体系 ......................................................... - 3 -
2.1基本概念 ............................................................................. - 3 -
2.2主要体系 ............................................................................. - 4 -第三章智慧矿山的发展意义 ............................................................. - 5 -第四章国外对智慧矿山建设的探索 ................................................. - 5 -
4.1国内对智慧矿山的探索 ..................................................... - 6 -
4.2 国外对智慧矿山的探索 .................................................... - 8 -第五章智慧矿山建设的内容 ............................................................. - 9 -第六章智慧矿山关键技术及实现路径 ............................................. - 9 -
6. 1 物联化 ............................................................................. - 10 -
6. 2 互联化 ............................................................................. - 10 -
6. 3 智能化 ............................................................................. - 11 -第七章智慧矿山的运行管理 ........................................................... - 11 -
7.1智慧矿山日常生产管理 ................................................... - 11 -
7.2智慧矿山的应急管理 ....................................................... - 12 -第八章智慧矿山建设的可行性 ....................................................... - 12 -
8.1各方面的合作与支持 ....................................................... - 12 -
8.2国家产业政策支持 ........................................................... - 13 -
8.3技术方面的保障 ............................................................... - 13 -第九章结语........................................................................................ - 15 -
第一章智慧矿山的发展背景
矿山生产模式大致经历了四个阶段:一是原始阶段,即主要通过手工和简单挖掘工具进行矿产采掘活动,无规划、效率低、资源浪费极大。二是机械化阶段,即大量采用机械设备进行矿产生产活动,机械化程度较高,但仍无规划、生产较粗放、资源浪费比较严重。三是数字化矿山阶段,采用自动化生产设备进行作业生产,采用信息化系统作为经营管理的工具,实现数字化整合、数据共享和互操作,但仍面临诸多系统集成、信息融合、数据存储与分析等复杂问题,而且核心仍围绕扩大开采量,对绿色开采、人文关怀、可持续发展等方面仍不够重视。四是智慧矿山阶段,通过智能信息技术的应用,使矿山具有人类般的思考、反应和行动能力,实现物物、物人、人人的全面信息集成和响应能力,主动感知、分析、并快速做出正确处理的矿山系统,人为的因素将降低最低程度,矿山企业的人财物产销存等能协同、自动运作,实现矿山企业的集约、高效、可持续发展。新一代互联网、云计算、智能传感、通信、遥感、卫星定位、地理信息系统等各项技术的成熟与融合,实现数字化、智能化的管理与反馈机制,为智慧矿山发展提供了技术基础。在芬兰、加拿大、瑞典等发达国家已为此目标发展了20多年,我国正处于起步阶段。
随着智慧化成为继工业化、电气化、信息化之后世界科技革命又一次新的突破。由于地质采矿条件复杂、生产体系庞大、采掘环境多变等特点矿山企业生产和经营管理也具有不同于其他行业的特殊性。因而，在自动化矿山、数字化矿山的基础上，迫切需要创新管理模式和技术手段，建设绿色、智能和可持续发展的智慧矿山。笔者基于智慧地球的理念，研究智慧矿山的内涵、架构、关键技术和路径，旨在构建智慧矿山工程理论框架和方法体系。
第二章智慧矿山的概念与体系
2.1基本概念
智慧矿山是以互联网和物联网为主要载体的现代矿山建设的总
称，依托实时矿山测量、GPS(GlobalPositioningSystem) 实时导航与遥控、GIS(GeographicInformationSystem) 管理与辅助决策和3DGM(Three －dimensionalGeologicalModeling) 的应用，是对矿山当前问题的一种积极的解决方案。智慧矿山是对现有互联网技术、智能信息处理技术和传感器技术等的高度集成，是实时定位技术与实体基础设施、信息基础设施的有效集合。智慧矿山是数字矿山的延续和发展，是在物联网技术上发展起来的一种高度智能化现代矿山管理模式。概括地说，智慧矿山至上而下可以分为智慧层、传输层和感知层三层体系。感知层主要解决矿山井下环境数据的采集;传输层则是感知层和智慧层的连接枢纽，它将感知层获取的数据传输到智慧层;智慧层对采集到的信息进行识别、处理、综合分析、预期结果和作出决策。
2.2主要体系
智慧矿山是建立在数字矿山基础上，可以完成矿山企业管理所需要的所有信息的精准实时采集、网路化传输、可视化展现、规范化集成、自动化操作和智能化服务的智慧系统。智慧矿山正在构建一种新的矿山企业管理模式。首先是将多种智能传感器广泛的嵌入到矿山生产环境中，包括人员、设备和物质等，使物理世界可以尽可能地被感知，信息技术向物理世界延伸，物理世界被尽可能地数字化，实现更透明的感知，构成一个“传感网”(SensorNetworks); 然后利用各种通讯技术，把传感网获取到的信息与通讯系统连接起来，以实现人与人、人与物、物与物之间的相互对话。通过控制系统或是管理人员，把信息反馈到各个接收终端，实现物体的智能化。这样，人与接收终端之间，接收终端与控制系统之间，人与控制系统之间就可以相互交流，就建立起了物联网(InternetofThings)。最后将物联网信息通过互联网技术整合起来，再通过超级计算机或是“云计算，应用各种数据处理技术，传递数据、分析数据、建立模型和预测结果，为管理人员提供决策支持和解决方案，对整个矿山进行实时动态理。智慧矿山系统结构下图所示。
第三章智慧矿山的发展意义
到目前为止，采矿技术已经经历了原始阶段———机械化阶段———数字化阶段，正在向智慧化方向迈进。智慧化是矿山技术发展的最高形式，只有实现了智慧化、实现了危险场所的无人值守，才能极大地提高生产效率和安全水平，并从根本上实现安全矿山、幸福矿山、和谐矿山的目标。智慧化是提高生产效率、保证安全的最好手段之一。矿山技术方面，近年来有了长足的进步。在有的方面，已经在国际上达到了领先水平。只要朝着智慧矿山发展，快速行动，我们就可能抢占先机，整体上率先达到智慧矿山的领先水平。智慧矿山的建设，将可以达到下列目标:实现我国采矿技术和产品的智慧化，实现产业的大转型、技术大提高。
第四章国外对智慧矿山建设的探索
4.1国内对智慧矿山的探索
国内智慧矿山进入新的发展阶段，在国家层面，国家历来重视矿山企业信息化的整体建设，希望引入新的创新技术和科技手段来提升矿业技术装备水平，提高生产作业安全管理水平，改善我国矿山资源在开发采掘过程中的综合质量，从而促进矿山企业进行管理变革，增强与国际市场的高产、高效、高质量、低成本矿产品的内在竞争能力。在企业层面，随着经济全球化的迅速发展，我国矿山企业正面临激烈的市场竞争，大力推进矿山企业管理，走智慧矿山模式，已经成为现代矿企适应市场需求，提高自身竞争力的必经之路。在国家政策大力推进“两化融合”，促进智慧矿山建设。
“两化融合”是指信息化和工业化的深度结合，其核心是以信息化作为支撑，追求工业的可持续发展。我国矿山企业的信息化程度一直较为落后、实际应用能力较差。在经营过程中，矿山企业逐渐认识到过去粗放式的经营管理模式已经不可持续，转而追求建设高产高效的现代化矿井。通过提高管理效率和生产效率，矿山企业能够获取更多利润并降低安全风险，而目标的实现离不开先进、完善的信息化系统。长期来看，矿山信息化水平发展到高级阶段后，以具有高度智能管控能力、安全可靠、绿色环保和可持续发展为特征的“智慧矿山”将成为现实。因此，以不断提高信息化水平来促进矿山企业的现代化建设已经成为矿山行业发展的必然趋势，最终通过高度信息化促进“智慧矿山”的实现。
新一代信息技术的应用不断深化，矿山企业正快步迈向智慧化时代借助物联网、移动互联网、云计算等新一代信息技术, 矿山企业正快步迎来智慧化时代。多家矿山企业实现了井下应急调度指挥“一呼百应”,如遇突发事件可即时通知到每名井下矿工；瓦斯、温度等关键数据可自动实时监测、超限报警。通过井下无线感应器,智慧矿山系统能实时监测井下瓦斯、风速、温度、负压、一氧化碳等环境参数和各种机电设备开停、断电状态等设备运行参数。智慧矿山系统实现物联网技术在采矿领域的突破和发展，井上、井下通信调度一体化和快速应急指挥，提高了工作效率和应急事件反应速度。因此，矿山企业应抓住新一代信息技术带来的发展机遇，将数字矿山建设与整个企业的技术创新、管理改革相结合，利用信息化、数字化、物联网新技术提升和改造传统采矿业，不断开创安全、高效、绿色和可持续的矿
业发展新模式。
IT厂商竞争加剧，矿山企业信息化选型前瞻性和务实性并重在旺盛的应用需求推动下，为了加快矿山企业实现从“数字矿山”向“智慧矿山”升级，各个IT厂商不断推出智慧矿山解决方案，基于移动互联网、物联网、云计算等新技术，以保障安全生产为核心，以助力矿山企业管理为目标，通过整合矿山企业现有信息化系统，实现井上井下信息资源共享、工作流程优化。目前，智慧矿山系统在提升矿山安全生产保障水平、优化矿山生产工作流程、提高矿山企业管理效率方面成效显著，得到了广大矿山企业的认可。矿山企业在信息化选型方面前瞻性与务实性并重，不仅考察厂商品牌、信息化集成应用理念先进性、数据交互高效性，更将关注的重点放在厂商的矿山企业成功案例、产品报价、实施服务能力、产品应用的安全性、可扩展性等方面。
随着智慧矿山应用技术的不断发展和创新，矿山的生产和组织方式将会变得越来越“安全、绿色、智能、高效”。因此，2014年智慧矿山建设将呈现出以下主要趋势：支持更透彻感知的实现、支持更全面的互联互通、支持更深入的智能化。支持更透彻感知的实现：通过运用各种感知技术，能够更加全面、准确、实时地感知人、物和环境的信息。如：在数据采集方面，将会从手工录入向自动采集，并且实现一次录入，全员共享方向发展；在装备方面，将会更加可靠、更加智能，故障修复将会从人工经验诊断、人工修复向系统自我诊断、系统自愈方向发展。支持更全面的互联互通：运用网络、通信、交互、集成等技术，实现人与人、人与物、物与物间的信息交互，系统间的横向集成和纵向互通。如：在通信与网络技术方面，将会从有限的互联互通向泛在的互联互通方向发展，带宽将会越来越宽，网络将会越来越稳定可靠；在系统人机界面方面，将会从二维平面向三维立体方向转变，并且支持多种终端界面，例如：PDA、iPad、手机等；在信息系统方面，将会从烟囱式、孤岛式信息系统向集成统一平台方向发展，支持开发的协议，支持SOA架构。支持更深入的智能化：运用数据挖掘、知识发现、专家系统等人工智能技术，实现生产调度指挥、资源预测、安全警示、突发事件处理等决策支持功能，实现矿山的智能化。如：在控制技术方面，将会从手动干预、有人值守向自动控制、无人值守方向发展，从局部的、有限的控制向全局的、泛在的控制方向发展；在安全管理方面，将会由被动的、事后响应式管理向主动的、事先预警、预控方向发展；在决策支持方面，将会从经验决策向智能
化决策方向发展。
4.2 国外对智慧矿山的探索
21 世纪各种现代技术飞速发展，矿山数字化、智能化已成为现代矿山建设的重要标志。信息技术、定位技术、通讯技术和自动化技术的迅速发展和应用，深刻地影响和改变着传统矿业沿袭百年的生产工艺和组织管理模式。遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井等已在加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等国成为现实。20 世纪90 年代初，加拿大开始研究遥控采矿技术，目标是实现整个采矿过程的遥控操作，且已研制出样机，并在INCO 公司的几个地下镍矿试用，实现从地面对地下矿山进行控制。INCO公司通过地下通讯、地下定位与导航、信息快速处理及过程监控系统，实现了对地下开采装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。加拿大还制订出一项拟在其北部边远地区的一个矿山实现无人矿井的规划，即从萨得伯里通过卫星操纵矿山的所有设备实现机械自动破碎和自动切割采矿;1992 年芬兰提出的智能矿山计划，该计划涉及采矿过程实时控制、矿山信息网建设、新机械应用、资源实时管理和自动控制等28 个专题，拟通过采用高新技术提高矿山生产效率和经济效益，实现硬岩露天矿和地下矿山的设备自动化和生产实时智能化控制。美国Modular 采矿系统公司则认为智能矿山建设是一项复杂的系统工程，涉及现代信息、自动控制、可视化和虚拟现实技术，以及采矿、地质、测绘、系统工程等多学科，是矿山生产、管控与决策过程的智能化，可分为局部装备与局部流程的智能化和全矿山智能化两个层次，并将其采矿管理集成化命名为INTEL-LIMINE 决策平台(Dispatch)自动采矿技术是智慧矿山的重要组成部分，该技术的研发始20 世纪80 年代中期。加拿大NOＲANDA 公司为满足自身发展需要，研制了多种自动遥感设备，包括卡车与铲运机LHD(Load －Haul －Dump ) 光学导航系统和LHD 遥控系统等。1994 年，澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIＲO)联合研制了露天矿索斗铲巡航系统与精确卸载模型，并开发了地下金属矿LHD 自动控制系统;1996 年，挪威DYNO、加拿大INCO 和芬兰TAM-ＲOCK 公司合作投资了一个采矿自动化计划(MAP)，旨在通过MAP 有效开发深部或复杂难采矿体、减少交接班及进出矿井等无效工时、提高劳动生产率、降低作业成本。之后，瑞典也制定了向矿山自动化进军的“GＲ
OUMTECKNIK”战略计划。
如今，基于采矿流程全自动化即无人采矿(Unmanned-mining，或Hands －offmining)技术的无人工作面和无人矿山，已成为21 世纪采矿技术革新的重要领域之一。在国外，一些矿业巨头对智慧矿山建设已有初期的探索。加拿大国际镍公司在斯托比(STOBIE)矿建成了一种基于有线电视和无线电发射技术相结合的地下通讯系统，并在中央控制室安装了数据库系统、模拟系统和规划设计软件等智能控制系统，这种功能很强的宽带网络与矿山各中段的无线电单元相结合，可传输多频道的视频信号。智能控制系统将接收到的信息经过分析处理，直接向采矿设备发送工作指令，操作每台设备。该矿除了固定设备已实现自动化外，铲运机、凿岩台车、井下汽车均已实现了无人驾驶，工人只需在地面遥控这些设备。设备基本上是自主运行，整个井下工作面基本上不需工作人员。
第五章智慧矿山建设的内容
智慧矿山建设是一个庞大的系统工程，它所涉及的内容包括数据采集、安全生产和经营管理等多个领域。主要包括以下六个方面:
(1)对整个矿山的整体规划建设；
(2)数据采集建设;
(3)物联网建设;
(4)监控网络建设;
(5)办公与控制系统建设;智能决策系统建设。
在此基础之上，智慧矿山系统能对矿山进行数据的实时采集、更新并保证数据的准确性。再对这些数据进行分析利用，不断地对矿山生产进行优化，为企业提供决策信息和解决方案，最大地发挥它的作用。
第六章智慧矿山关键技术及实现路径
智慧矿山可视为一个复杂的自感知、自调节的闭环系统，该系统包含感知、传输与互联、优化( 或称智慧化处理) 与反馈，以及复杂
的信息流、控制流、知识流、价值流的协同优化。实施智慧矿山工程的关键在于物联化、互联化和智能化。
6. 1 物联化
物联化是基于传感器将可见性扩展到矿山系统中，提供以前无法利用( 不可用或数据收集成本过高) 的新实时数据源。物联化层主要由各类传感器、致动器、可编程的逻辑控制器和分布式智能传感器组成，它以控制引擎为基础，具有大量实体基础设施。现代无线通信技术的应用意味着无需物理布线就可将传感器和致动器放在一个环境中。矿山地质采矿条件复杂、生产体系庞大、采掘环境多变，需要应用物联网技术进行实时监测监控，获得更多信息。按照透彻感知的要求，矿山的自然对象、机械设备、各类系统都可植入感知器和数据提取装置，通过感知器反映对象的静态、动态属性。为保障矿山的安全生产，感知提取的信息应包括: ①感知矿山灾害风险，实现各种灾害事故的预警预报; ②感知矿工周围安全环境，实现主动式安全保障;
③感知矿山设备工作健康状况，实现预知维修。物联化关键技术和功能要求如下: ①数据捕获和控制。集成大量传感器和设备; 能够收集和移动数据; 执行本地命令，采取行动; 运行分布式操作逻辑。②管理分布式设备基础设施。能够管理设备和传感器; 提供设备的远程配置和管理; 能够监控和提供这些设备及其数据的安全性。
6. 2 互联化
互联化旨在将各种输入数据映射到关注事件中的事件服务，这类数据可结合其他存在于整个矿山中的相关事件信息，形成丰富的数据源，用于改善决策。互联化层由互联软件工具、各类互联模型和支撑智慧应用的软件包组成，通过各类通信设备将信息局部汇总、全局汇总，实现系统的按需组合、运算、优化，按照智慧性、广域性进行加工和关联，最后通过各类设备反馈给用户。在一个矿山系统工程中，可同时存在成百甚至上千个控制系统，每个系统执行各自的专门任务。目前，全国矿山已基本完成了监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等系统的建设。为了有效监控这些领域，需要聚集所有的单独系统，将不同系统的监测数据进行有效集成，
并在互联化层执行任务。互联化关键技术和功能要求如下: ①事件处理和服务。事件和流处理; 数据识别、聚集和关联。②数据建模和集成。针对域的信息模型; 可互操作的信息框架; 与现有数据集成; 联合数据管理。③流程整合。扩展现有系统，并启用新的业务流程; 监控业务流程; 为系统和人员提供信息。
6. 3 智能化
智能化是数学算法和统计工具针对系统集成的进一步拓展。基于智慧应用软件和工具，智能化层可执行结果预测、场景建模和模拟，以辅助管理，使决策过程更加科学。智能化的关键在于理解矿山业务需求，为矿山管理者提供工具和用户接口( 访问应用程序和数据) 。智能化主要体现在: ①随需性，即按照用户的要求提供任何形式的服务; ②普适性，即任何时间、任何地点的服务; ③敏捷性，即提供操作可视、便捷的服务; ④综合性，即按照复杂的计算模型和数学模型，给决策人员智慧的优化服务。根据这些特点，智慧矿山的应用端包括: 计算机终端、电话、移动手机、智能终端、IPTV、电视、移动视频、三维图形终端、自然界模型终端等。智能化关键技术和功能要求如下: ①分析功能。针对域的分析应用程序和数学模型的应用程序设计; 绩效指示板和关键绩效指标的确定。②业务优化。用于实现优化的模型业务流程; 优化技术的应用程序; 优化资产使用情况并简化业务流程; 改善操作逻辑和业务规则。③业务流程服务。事件驱动SOA 流程; 动态传感和响应; 企业应用程序集成。
第七章智慧矿山的运行管理
7.1智慧矿山日常生产管理
智慧矿山系统的综合运行，需要矿山管理人员与控制系统来指挥调度:①促使矿山的运行与矿山的生产计划相衔接;②综合指挥指令中心，作为智慧矿山的“司令部”，指挥协调整个矿山的生产运行;③负责智慧矿山系统的日常维护和升级工作，比如数据的存储、维护和分析，软、硬件设备的运行维护和升级。
7.2智慧矿山的应急管理
众所周知，井下现场情况时刻处于动态变化之中，并且危险源比较分散，规律也难以把握。在井下遇到突发事件，如岩爆、透水、坍塌等灾害时，应立即启动突发事件应急系统，最大程度地保证井下工作人员的人身安全。
第八章智慧矿山建设的可行性
8.1各方面的合作与支持
“产、学、研、用、银、协、府”各方认识到智慧矿山建设的紧迫性，都有强烈的联合意识，都决心联合起来，促进我国矿山生产安全技术的提高和制造产业的转型，使我国采矿技术走在世界的前列。
自从我们从事有关智慧矿山联盟的的研究和咨询以来，得到了“产学研用银协府”7个方面的积极响应。
（1）产：生产企业有传统的采矿设备制造厂家、有软件厂家、监控厂家，等等多个方面。他们已经自觉或者不自觉的将研发产品向智慧化、智能化、自动化方向发展。但是，总体上势单力薄。这是一个巨大的力量。
（2）学：国内矿业方面著名的大学中国矿业大学、辽宁工程技术大学、山东科技大学、北京科技大学，清华大学电子信息学院等认识更加强烈。
（3）研：煤科总院以及其十多个研究分院，都在积极向智慧化、智能化方向发展，但是总体上以国家立项支持的为主，一般不涉及国家不立项的部分。
（4）用：国内大型煤炭企业，例如神华集团、中煤集团、山东能源集团、兖州矿业集团、山东招远黄金集团、山东黄金集团、山西焦煤集团等等，都在搞智慧化。
（5）银行：中国工商银行北京海淀支行，北京银行、中信银行
等都乐意为智慧矿山和联盟综合授信，授信额度可以在联盟成员内部由联盟分派使用。
（6）协会：中国职业健康协会，煤机协会、煤矿安全协会、中国煤炭协会等都在进行信息化、智慧化的宣传和研究。
政府：矿山安全生产的主管部门：国家安全生产总局、国家煤矿安全监察局以及其有关司局；发改委能源局煤炭司有关领导、还有科技部、工信部有关司局领导或者专家对智慧矿山建设和联盟表达了积极支持的意愿。
8.2国家产业政策支持
科技部等六部门《关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见》（国科发政［2008］770号）、《国家科技计划支持产业技术创新战略联盟暂行规定》（国科发计［2008］338号）、《关于推动产业技术创新战略联盟构建与发展的实施办法（试行）》（国科发政〔2009〕648号）、《产业技术创新战略联盟评估工作方案（试行）》（科技部办公厅以国科办政〔2012〕47号）、工业和信息化部、科学技术部等五部委《关于加快推进信息化与工业化深度融合的若干意见》（工信部联信〔2011〕160号）、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（国发[2005]第044号）、《关于充分发挥科技支撑作用，促进经济平稳较快发展的意见》（国发［2009］9号）、《国家技术创新工程总体实施方案》（国科发政［2009］269号）等等。
8.3技术方面的保障
在智慧矿山研究方面，以及做了大量的学术的研究，并有大量的初级研究成果和数以万计的研发人员，已经制定了智慧矿山研究的基本框架
智慧矿山包含了感知--分析--处理的全部智慧过程。智慧矿山的建设包含三个方面的内容，就是矿山的数字化、矿山智能化自动化和持续的科技创新，智慧矿山的建设是一个不断进步的科技创新活动。智慧矿山的建设要紧紧围绕提高生产效率、提高安全保障能力和
促进经营管理进行，智慧矿山建设的最高目标就是实现危险环境工作的无人值守。
智慧矿山的基本构架，智慧矿山系统包含了矿山各个方面、各个系统的智慧化。综合起来可以归为三个方面，就是智慧生产系统、智慧职业健康与安全环境系统、智慧（技术管理后勤）保障系统。
（1）智慧生产系统：包括智慧主要生产系统和智慧辅助生产系统，智慧主要生产系统包括采煤工作面的智慧化和掘进工作面的智慧化，就是以无人值守采煤掘技术为代表的智慧综采工作面、以及以智慧爆破采矿为代表的智慧非煤矿山采矿工作面和智慧机械化掘进工作面系统，智慧普掘工作面等。智慧主要生产系统包括：智慧采煤工作面方面，可以分为：智慧薄煤层无人工作面系统、智慧中厚煤层无人工作面系统、智慧综采放顶煤无人工作面系统、智慧充填开采工作面系统等。智慧生产辅助系统，就是实现以无人值守为主要特征的智慧运输系统（含皮带运输、辅助运输）智慧提升系统、智慧供电系统、智慧排水系统、智慧通风系统、智慧调度指挥系统、智慧通讯系统。
辅助系统的智慧化工作，近年来发展非常迅速，大批的具有自主知识产权的技术产品被广泛用于煤矿辅助系统。
（2）智慧职业健康与安全环保系统，将安全管理的理念大大前移，从传统的以保护生命为目标的“安全生产，关爱生命”，跃升为以促进健康和幸福为目标的“洁净生产，关注健康”的战略高度。智慧安全环保就是对影响职工身心健康的安全环境超前预防、超前控制、实现本质安全。智慧职业健康与安全环保系统，包含如下子系统：智慧安全环境监控系统，智慧防灭火系统、智慧爆破监控系统、智慧洁净生产（防尘)监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员监控系统，智慧通风系统、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统，智慧应急救援系统，智慧污水处理系统等等。智慧职业健康与安全环保系统不仅仅是一个感知的系统，还是一个分析系统，更是一个控制的系统，一个超前的控制系统。在这方面近年来取得的技术突破主要有：激光光纤传感器技术，由激光驱动的传感技术，实现了无电工作，无电传输，免维护。是传感技术的革命性进步。二氧化碳防灭火系统，实现了智慧化，在易操作性，防灭火效果等方面大大超过了氮气防灭火系统。
智能爆破监控系统，依照本质安全理念，智慧控制的理念，实现了对爆破全过程的自动监控自动控制，实现了“爆破本质安全，不安
全就不能爆破”。无线传感与物联网技术，物联网就是一种基于无线传输、自动组网技术的传感器组合系统，传感器的无线化和自动组网功能大大提高了安装使用的效率和适应性，为监控数据的获取传输、利用，提供了更加方便的技术手段，开拓了更加广阔的空间。
（3）智慧清洁生产技术方面，主要发展了智慧防尘技术，包括智慧注水技术和设备、智慧高压、净水技术和设备、喷雾添加剂、智慧风流控制技术、粉尘监控技术等等，对于综采、综掘、普掘、普采作业工作面的防尘、降尘、除尘都产生了非常好的效果，使煤矿的生产安全环境由重污染，快速向洁净生产方向转变。为保障实现洁净生产，消除尘肺病，实现职工的身心健康做出了很大贡献。例如山东能源枣矿高庄煤矿就在洁净生产方面就取得了惊人的业绩。
（4）智慧通风系统方面，在自动风门、主扇风机变频自动控制、局扇自动控制、通风参数监测、通风网络自动解算和整个系统自动控制等方面，都进行了一些深入研究，其目标就是实现全矿井通风系统的智慧化，无人值守，自动调节。水害监控的智慧化方面，有水文监控系统、水害探测系统、自动排水系统等进步。
（5）智慧视频监控系统，发展了基于无线传输的系统、光纤数码传输系统、海量图片的储存识别系统，并向高速摄像、自动脸谱识别方向快速发展。应急救援智能化、通讯、人员探测等技术方面也有较好的发展。在环境保护方面，快速发展了污水处理、矸石处理、除尘等技术。在安全距离智慧监控方面，正在向自动实时监控、自动成图方面发展。
（6）智慧（技术管理后勤）保障系统：为了煤矿生产安全提供技术保障和支持的系统，我们称为保障系统。保障系统分为技术保障系统、管理和后勤保障系统。智慧技术保障系统是指地、测、采、掘、机、运、通、调度、计划、设计等的信息化、智慧化系统等。智慧管理和后勤保障系统，智慧化的矿山管理后后勤保障系统，是指针对矿山的智慧化RP系统、办公自动化系统、物流系统、生活管理、考勤系统等。
因此，智慧矿山联盟的成立是非常可行的，也是非常及时的。
第九章结语
智慧矿山是在数字矿山的基础上发展而来的，是未来矿山企业发