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智能矿山基本技术规划及实践研究分析

发布日期:2020-03-24   浏览次数:

智能矿山基本技术规划及实践研究分析

 

近几年来,我国经济发展迅速,而矿山开发作为全球经济发展的主要命脉之一,更为经济发展提供了95%左右的能源和80%左右的工业原料。智能矿山技术将给世界矿业的发展带来前所未有的机遇,传统的矿山技术将逐渐退出矿业舞台,智能化、信息化、自动化的矿山技术即将开启一个崭新而充满活力的科技发展领域。下面,我们将对智能矿山技术的规划中体系结构的建立与采矿工作的实践研究进行探讨和分析。

1智能矿山技术的规划

1.1智能矿山的体系结构

智能化矿山的结构体系被分为感知层、解析层、传输层、处理层以及应用层五个层次。感知层的主要功能是感知与采集信息,利用条形码只读器、传感器、摄像头等设备,完成感知层的数据采集和设备控制任务。解析层是对感知层所采集的数据进行修复、筛选、编码,从中筛选出有用的信息进行向上传送,将重复无用的信息删除,以此来减少信息包丢失的概率并提高传输速度和上级对有效信息的获取速度。传输层主要包括数据接入和网络传输,简单地说,就是通过传感网实现各层之间数据信息的传递和交流。处理层是筛选出对应用层有用的信息,并进行分类、调取和上传工作。至于应用层,它的主要功能包括对已筛选出的数据信息进行汇聚、转换和分析,它最终实现了智能化矿山体系对细节的采集分析。由于在感知层我们已获取了大量有关数据,而这些原始数据对客户来说并不是全都需要的,因此,客户真正需要的,具有实际价值的内容需要通过应用层服务器的适配以传递到客户手中。另外,应用层还可通过发布指令来控制任务。

原来的系统只能在采集数据的过程中节约部分成本,这远不足以充分发挥智能矿山技术的特殊作用,只有在各个信息层间进行交流传递,才能在最大程度上发挥智能化矿山技术的特点,达到促进生产力发展、提高生产效率的作用,因此,各个信息层之间的信息交流传递在智能矿山技术发展上有着巨大的作用。

1.2智能矿山体系的构建

矿山智能化的实现重点在于它的执行阶段,这在整个发展过程中体现在其智能生产、智能监控、智能销售、智能管理以及智能决策五个方面。

(1)智能生产:在实际生产操作中,利用各种设备处于工作状态时的数据,并通过传输层将信息传送至处理中心进行统一控制管理。生产数据生成之后上行至中心数据库以便于实现资源共享。如此,各层管理人员都可以通过应用系统对实时反映的数据进行监控,从而便于调整生产进度。

(2)智能监控:生产过程中的安全问题是矿业中相当重要的一个环节。安全监控将井下瓦斯传感器、人员定位以及各相关的安全监控设备中的数据采集,自动判断工作环境是否处于安全状态,并能及时实施应急方案。更重要的一点是,智能矿山的系统可通过计算安全监控设备传回来的数据,分析其发展方向,并及时对存在安全隐患的工作环境实施解决方案,将危险扼杀在摇篮之中。

(3)智能销售:无论的那种环境上的道路交易都必须经过进矿、称重、装载、出矿等过程,实现智能销售要先实现对这些信息的智能管理。实现完全的智能销售就能建立起无需人值班的自动销售环境。

(4)智能管理:采矿工作的管理涉及多个方面,大至业务流程的管理,小至食堂用餐管理、宿舍管理等。智能矿山的管理工作终将结合矿业所持有的管理信息和资源,实现管理上的智能化。

(5)智能决策:在实现上述四项内容是智能化后,一座矿山的全部基本信息几乎完全实现了数据的实时共享,最大程度上确保了数据准确度。智能矿山系统将所获得的信息汇总处理,把无关联的数据体系转变为相辅相成的知识体系,再对其进行提炼成为决策,最终建立一个指导监控采矿工作的指挥中心。

2智能矿山技术的实践研究

2.1智能化采矿技术的基础

采矿技术基础是矿山工作得以顺利进行的前提,其中主要包括自动化矿山设备、矿山可视化技术以及矿山网络通讯技术。

(1)自动化矿山设备

随着经济社会的发展,许多发达国家的采矿设备也迅速发展起来,已研发使用多种矿山自动化设备。这些设备主要应用于凿岩、铲运、装药、矿石破碎、远距离通讯以及露天矿边坡检测等方面。地下采矿设备的发展主要体现在两个方面:一是装备的系统配套,这要求有较高的机械化程度;二是装备无轨化、遥控化、自动化程度要高,以满足无人驾驶和机器人作业的顺利进行。

(2)矿山可视化技术

可视化技术实现了人机交流,通过该技术,管理人员可以远程监控作业现场,并及时对底层环境、矿山实体、采矿活动等情况进行模拟分析。可视化技术的应用克服了原有技术中二维空间技术在数据处理和情境再现中的表达不充分,实现了空间的完全可视化。可视化技术以专业的地质、采矿、测量技术为基础,利用计算机技术建立了三维模型,为优化矿山开采方案以及合理生产工作提供了先进科技手段。

(3)矿山网络通讯技术

矿山网络通讯技术又包括计算机网络技术、无线通讯技术以及漏泄通讯技术。计算机网络技术主要作用于矿山企业的经营管理,借助计算机网络技术实现调度监控生产情况。无线通讯技术主要应用于采矿工作的实时管理和生产调度,该系统采用无线通讯系统和GPS技术将安装在各大型设备上的车载计算机记录的数据传送到中央计算机进行处理,以切实处理好设备存在的问题,提高设备生产效率,优化采矿作业。漏泄通讯技术以漏泄电缆为主要传输渠道,将漏泄电缆铺设到井下巷道中,组成全矿规模的无线电通讯网,它实现了通讯通道的互不干扰,建立了完整的语言通讯系统,从而实现了对矿山生产过程和生产安全性的远程监控。

2.2智能化采矿技术的实施

智能矿山技术的规划研究和机械系统的研制试验是智能矿山技术实施的前提,建立智能矿山思想,将中国的采矿技术推向国际舞台,实现了区域内智能化采矿的高效性。

(1)区域内智能矿山爆破技术

精确的数据提供为智能化爆破提供了有利条件,利用计算机的计算恩锡,实时掌握爆破爆下的矿石量和废石量,并对矿石进行品味测评,以决定爆下的矿石和废石的去向,从而节省运输费用,增加矿山的经济效益。智能化爆破技术还可对实际爆破效果进行分析,并与原爆破设计对比,及时修正爆破参数,在实施过程中不断提高爆破效果。区域内智能矿山的爆破技术可以有效提高采矿的回收率,并在最大程度上降低贫化率。而且可回避数据库中记录有断层或者其他不便于开采的地质构造,或者对该现象采取相应的解决措施,有效地保障了采场工作人员的生命安全和设备的安全维护。

(2)区域内智能矿山回采设计

在所得数据库的基础上,对区域内智能矿山进行回采设计,及时掌握每个采场的实时情况,在了解场地实际情况的前提下进行设计,然后进行爆破措施和出矿操作。再对采场实行探测操作,以获取采场的最新情况和变化情况,用于指导该采场的回采设计,该设计很大程度上减少了矿区的矿石浪费,降低损失,利用遥控无人驾驶设备充分回收已经进行过爆破的采场所遗留的矿产资源,增加矿山的经济效益。

3结束语

现代化矿山的构建取决于该矿山智能化与信息化的发展,但智能矿山的建设过程中,仍存在许多悬而未决的问题,它需要各学科专家的共同努力来解决,这作为一项关系到矿业长期发展的重要任务将被归为矿业发展的重点项目。我们要尽快落实建立一个可以完美解决矿山问题的方案,使得矿山技术完全达到智能化,这项工程实现了机械与系统同时进行工业化生产的目的,提高了采矿工作的速度,增加了其经济效益。我们要让中国矿山用自己的实际例子告诉世界:智能矿山技术让采矿行业进步了!

来源:矿山安全​天地

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中国砂石协会

2020年03月24日