浅谈智慧矿山发展状况

浅谈智慧矿山发展状况

张柯宇1

1. 西安科技大学，电控学院，陕西 西安，710054

摘要:智慧矿山是在数字矿山的基础上发展而来的，是未来矿山的发展方向。通过对智慧矿山的定义,简要阐述了智慧矿山的主要内容、体系，并分析了智慧矿山的主要特征。叙述了智慧矿山的运行管理，论述了智慧矿山建设对我国未来矿山发展的重要性。

关键词:智慧矿山;技术;智能化;信息系统;建设

在“百年初心，煤海逐梦”的口号引领下，为使学生对所学知识有更生层次的理解。2023年7月西安科技大学“扬帆煤海，逐梦天山”发展成就观察团，赴新疆天池能源有限责任公司进行参观学习。在南露天煤矿和将二矿学习的过程中，通过公司负责人的讲解使我对智慧矿山有了些新的认识。

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实时导航与遥控、GIS管理与辅助决策和3DGM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。

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人到矿山生产环境中，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”;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。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管理。

在此次参观学习中，工作人员向我们介绍了诸多智能矿山项目。基于工业互联网的露天煤矿综合预警平台。露天煤矿综合预警平台由2.1万个实时数据测点、511路视频监控以及8个信息化模块构成，共有风险管理、隐患管理、网格化管理、报警管理等17个功能模块，可实现环境信息、设备温度、振动、电流、电压及煤炭产量、运量、销量等数据统一存储、管理和分析；在智能调度系统与防疲劳驾驶系统的支持下，运输车辆有条不紊地在无人值守的破碎站卸煤，并由输煤廊道直接运往几公里外的电厂；智能巡检机器人也替代了传统的人工巡检，全天候在输煤廊道上监测廊道的运行状态。边坡雷达监测系统、火灾预警系统以及水害监测系统实时监测矿场的各项环境数据，并与预警工单联动，时刻保障矿区的安全生产；天池能源南矿正在积极探索无人驾驶技术，联合国内行业一流院校和自动化驾驶设备生产厂家，紧张调试基于5G技术的无人驾驶运输车辆及远程遥控挖掘设备，已有24辆自动驾驶运输车辆在矿区试运行；智能交接班系统，运行、检修日志以及各类生产指标报表报送由人工填报;定期工作不能自动生成操作票，不能自动判断试验结果是否正常，值班日志不能自动生成。智能交接班实现生产指标每小时自动报送、工作票执行情况全自动规范生成;实现DCS系统、智能两票智能设备业务协同，自动创建值班看板，辅助值班员快速掌握现场设备运行状况。能更直观展示从机组性能指标和能损分布状况，运行人员根据耗差分析的结果及时对工况进行调整；智能指标评价系统，原SIS系统生产计划、绩效考核、管理考评、季节性变化对指标的影响需人工记录、人工填报。指标评价系统对运行参数调整的情况和最优值进行比较，将耗差情况实时滚动显示，当某个经济指标和最优参数存在偏差时，用报警色进行提示，让运行操作人员实时掌握各项指标的现状和变化情况，对各项指标详细分析，结合DCS系统及人工评价，实现值际绩效的自动生成，驱动值班人员及时调整设备运行参数。其中最令我感兴趣的是智能培训系统，大多数培训主要采用线下授课模式，效果不直观、不形象、比较死板、培训周期慢;设备拆卸均靠检修规程无三维立体化模型，不能立体化展现拆卸过程，不利于检修人员迅速掌握设备检修要领，对于刚开始就业的人来说可谓是举步维艰。。智能培训设备三维模型使检修人员能够快速掌握设备解体、安装、检修知识;设备检修拆解实现全程模拟，精准提示工序、质检点、危险点，可部分替代现场的操作演练，有效提升检修培训的效率和质量。

可以看出智能矿山建设是针对矿区的资源开采特点和智慧矿山的发展需求，从矿山生产系统的智能化、安全与监控的智慧化和保障系统的网络化等入手，构建矿山的技术、生产、职业健康、安全和监测的物联网，实现矿山无缝感知、智慧调控和融合预警，主要开展：铜坑锌多金属薄矿体机械化高效开采及安全智慧化调度系统、崩落转充填矿山工艺系统智能化升级改造工程、通风系统变频节能及数字控制改造工程、井下排水系统自动化控制升级工程、运输提升系统可视化与自动化控制改造、多灾源矿区安全六大系统及灾难预警系统构建

到目前为止，我国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。

智慧矿山是在数字矿山的基础上发展而来的，是未来矿山企业发展的方向。智慧矿山以物联网和互联网为主要载体,通过各种传感网络感知实时矿山,为矿山企业提供了一个统一管理平台。智慧矿山涵盖了矿山的所有信息,实现了对矿山的实时监控和可视化、数字化及智能化控制,将信息技术、通信技术、自动控制技术和3S技术与现代采矿技术紧密地融合在一起，构建了一个人与人、人与物、物与物相联系的统一体,并将促进矿山各部门的相互联系和协同作业。

通过智慧矿山的建设，实现矿区各子系统的一体化安全防控监测，提升矿区安全生产管理水平。减少矿山的废石堆场和尾矿库的环境破坏，实现采场采动次生应力的转移，保障矿山开采的安全。可规避多灾源矿山重大事故的发生，确保矿区工作人员的安全，延长矿山寿命；应用先进实用的智能化技术装备，实现大幅度节能；对矿山生产中重金属废水、废尾砂、采掘废石等污染源采用先进的技术工艺进行处置并实现智能化监控，可实现矿山达标排放或减排或无废外排，促进多灾源矿区实现节能减排、绿色生产目标。由此可见，必须加快智慧矿山的建设,并应用于矿山生产实践、市场经营管理与决策中，实现对矿山企业管理的科学化、自动化,以安全、高效开采为最终目标,保证矿山企业经济的可持续发展和矿区生态环境的稳定性。