智慧矿山系统（数字孪生技术的矿山系统应用）

利用数字孪生技术、人工智能技术及GIS技术，以实际矿井煤地质数据、设备数据、传感器数据、位置数据等，如：煤层、岩层、构造、巷道、硐室、设备状况、人员定位等信息为基础，在三维的数字孪生场景下构建1：1还原的数字场景，最终实现通过数字场景反馈了解和控制物理场景的目的，孪生的矿山虚拟“资源赋存/地质结构/生产系统部署/生产过程监控、预警、报警、事故追溯、采煤机卧底量的控制/安全风险监测/人员实时定位、越界报警、操作规范化监控/数据实时监测”透明的矿山，实现全矿“工程技术、安全生产、日常管理、防灾应急”的智慧矿山孪生体，为所有矿山业务应用提供基础的空间数字化服务与空间分析服务。采用可视化的方式展现煤矿的物理场景、装备、人员分布情况，提供一个基于三维立体场景的全面综合数据集成应用平台，数字孪生矿山系统包括煤矿地上与地下部分的孪生可视化，实现矿山各应用系统数据与三维模型的双向关联，在数字孪生矿山的实时监测环境下进行可视化的采矿。

以综采工作面的开采工艺为例：综采工作面自动找直技术、煤矸石识别技术等关键技术的研究和应用一直没有新突破，复杂地质条件下存在监测数据误差大、人工干预频繁、记忆截割应用率低等问题；其问题根源是传统技术无法做到精确监控，无法感知精确的地质模型和装备状况，地质模型决定了开采走向和装备控制力度，装备的状况受制于井下光线、煤层等影像，传统摄像机数据并不能满足真实的装备监控目的，数字孪生技术的应用为实现无人化开采提供了新的解决思路，通过数据驱动虚拟孪生场景实现虚拟联动双向反馈，即解决了监控问题，又可结合地质模型实时控制装备的远程开采和精确控制，诸多传感器的应用是综采工作面实现了故障自诊断和生产工艺的智能决策，实现从传统的记忆截割向三维空间感知和自动规划截割的技术跨越。

最终实现井下开采信息化、自动化、智慧化，形成智能识别、智能控制、少人操作、无人值守等一系列新型矿山开采模式，为我国的矿山开采、监控技术应用提供了新的智能化解决方案