露天煤矿智慧化建设关键技术与智能管控理念研究

露天煤矿智慧化建设关键技术与智能管控理念研究

汪亮

神华新疆奇台能源有限责任公司 新疆奇台 830026

【摘要】本文主要从 露天煤矿智慧化建设关键技术与智能管控理念研究进行阐述说明。结合当前行业背景、政策引导以及管控理念的角度来看露天煤矿当中还存在较多的问题，创建智慧化矿山的发展至关重要，研究当前露天煤矿智慧化创建的定义以及建设规划，按照1+4的模式进行智慧矿山的创建，规划分期创建的主要内容，分析智慧化创建当中的技术要点，探究露天煤矿智慧管控平台的重要组成部分。

【关键词】露天煤矿；智慧化创建；技术要点；管控理念

引言：在当前科技不断发展中，我国露天煤矿行业已经经历了数字化创建的关键时期，当前正在迈向智能化以及智慧化的发展阶段。数字矿山的创建主要结合数字地球、数字城市所发展得来，矿山数字化创建过程中主要是以计算机、多媒体技术以及软件技术为主要基础，从而对矿山的整体现象进行数字化再现，这也是数字化矿山与数字中国的一个主要的组成部分。露天煤矿智慧化的创建主要是结合计算机技术实现对信息的采集与处理。

1. 当前我国露天煤矿智慧矿山创建存在的主要问题

露天矿山的智慧化创建主要是从生产、安全以及经营等多个方面对矿山的正常运转进行管控，管控所说的就是管理与控制的意思，主要是从管理学、系统工程、控制理论等等多个层面进行界定，也是企业管理当中的集中表现。智能管控主要是随着科技的进一步发展，融入了人工智能的概念，通过通信技术、软件工程以及信息工程多个学科之间进行相互结合，从而通过渗透来促进企业智能管理水平的提升，这也是现代企业管理发展的全新动向。随着国内众多露天煤矿企业智慧矿山创建的推进，在网络通信创建、生产管控以及无人驾驶当中都取得了些许的成绩。但是也与世界一流的矿产企业发展之间存在明显的差距，仍然存在着许多亟待解决的问题，主要表现在以下几个方面：（1）当前露天矿的自动化程度并不高，并且所感知的范围也不够全面，露天煤矿设备当中主要包含了采、运、排生产设备以及辅助设备，但未能对所有的设备进行实时的监控，维修的过程也难以得到全面的覆盖。（2）基础创建没有全局规划，以及在信息化水平的均衡发展。当前露天煤矿整体缺少完善的信息化布局规划，对于已经开展的信息化创建也只是可以解决局部的问题，缺少专业性的维护，在多个系统运行的过程中难以实现共享的发展，从而研制导致露天煤矿没有形成健全的体系。（3）露天煤矿并没有形成综合性的管控平台，在生产过程当中各个环节的实施上也缺少统一发展，数据储存与结构之间也没有统一的格式，不仅重复率在不断的提升，同时在数据挖掘层面也较少，缺少有效的指标性以及规律性的发展。（4）目前露天矿正在使用的信息化系统主要有边坡监测系统、视频监控系统、车辆防碰撞系统等，各套系统均出自不同厂家，难以整合到一个统一的平台，导致露天矿信息化设备众多，信息利用率却很低。

2. 露天煤矿智慧化创建当中的关键技术

（一）5G通讯技术

以往传统的网络传输技术主要存在数据实时性差、准确性低以及使用效率低的特点。对于实现远程开采以及无人开采来说至关重要，很多设备的控制响应需要精准到毫秒级。网络层面是智慧化创建的基础，“5G”技术具有效率高、可靠性强以及宽带高等等优点，并且为矿山数据传输当中提供了有力的保障，有效解决了生产数据上传、实时处理以及实时决策的问题。但是当前的露天煤矿道路不规则，转弯多以及坡道多，因此盲区较大，造成了俯仰角大，结合露天矿开采工艺的影响，矿坑当中始终处于动态发展的状态，5G基站频繁的迁移，并且迁移之后的地点也会直接影响到5G通讯网络的覆盖。主要包含了采深的增加，5G天线的俯仰角度也严重影响了覆盖的全面性。

2. 数据标准

当前我国大多数现代露天煤矿在智慧化创建过程中结合自身的实际情况以及平台职能，创建独立的系统与平台。这些信息系统，在长期的使用过程中积累了更多的核心业务的关键数据，如果不对数据生命周期进行管理，那么将会带来更多的问题。露天煤矿系统与平台当中都具备独立的数据框架和格式，在创建多个平台当中也会存在数据框架与格式无法合成的现象，从而就会形成“数据孤岛” ，由此可见应当创建数据标准体系。数据体系创建应当包含数据采集与运输、数据储存以及数据服务等等多个方面，每个部分当中都应当形成完整的标准规划，从而规划矿山信息化创建。数据体系和标准是促进信息化矿山创建的基础，会直接关系到智慧矿山的数据共享、合成与联动发展是否成功。

3. 露天煤矿智慧化创建的定义以及框架

1. 露天煤矿智慧化的定义

露天煤矿智慧化创建是当前基础，主要是为了实现了工况的感知和数据采集，在数字化发展过程中会面临系统性的问题，需要从多个角度出发进行考虑，为智能管控创建搭建坚实的数据框架。可以通过先进的计算机技术、传感技术以及网络技术与人工智能技术创建智能化的管控平台，从而对生产过程、安全管理以及经营决策进行实时的监控，管理者可以通过平台进行分析，有效解决经营当中的复杂问题，提升设备的利用率，从而实现露天煤矿的智能化模式。

2. 露天煤矿智慧化的框架

针对我国当前露天矿信息化建设中存在的信息孤岛,各生产部门无法高效协同实现数据资源共享、生产装备自动化程度低、对安全的自动判断和预警不足等问题,在对国内外智慧矿山发展趋势研究基础上,提出了智慧露天矿山定义,分析了智慧露天矿山层次间关系、智慧露天矿山建设原则和分期建设的“1+4”智慧化系统,即:1个基础平台是露天矿山基础支撑智慧化系统,4个业务系统是指露天矿山时空演化智慧化系统、露天矿山设备及工艺智慧化系统、露天矿山生产计划与工程管理智慧化系统、露天矿山综合管理智慧化系统,智慧露天矿总体构架、体系结构和技术框架,规划了各个系统的重点建设内容及项目构成、实现途径和分期目标。

四、结束语

总而言之，在露天煤矿信息化创建的基础上应当深入研究露天煤矿智慧化的定义以及整体的发展框架，规划各个系统当中的项目以及构成部分，充分分析智慧化创建当中的关键技术，研究露天煤矿智慧管理平台当中的主要组成部分。露天煤矿智慧化创建与管理工作是一项复杂的工作，不仅投入大且周期漫长，在进行智慧化创建的过程中应当促进新技术与新理论的结合发展。在整个过程中应当进行科学规划，保证合理有序，避免出现重复创建以及滞后产出的情况。

如此庞大的信息化工程，并不可能一蹴而就，还需要国内信息化设备生产企业和软件开发企业之间展开合作，统一数据传输格式，打通数据传输壁垒，实现数据融合，进而不同厂家、不同系统之间才能建立统一的信息化平台，目前国内华为和海康威视两家企业已经开始对智慧化矿山系统工程建设进行研发，并且已经联合部分信息化设备厂家开展合作。相信不久得将来矿山信息化系统的建设将迎来全面发展。

参考文献：

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