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数字智能化矿山建设的探索

韩庆龙
  
城市规划集
2022年12期
楚雄市吕合镇石鼓煤业开发有限责任公司 云南省 675009

摘 要:矿山是我国的一个最基础性的行业,而对矿山建设的发展,我国也提出了很高的要求。随着现在科技技术地不断发展,矿山的建设也逐渐走向了数字化和智能化。但是我国相比较国外来说,数字化智能化建设还存在有一些不足之处,本篇文章对于矿山建设的背景,矿山建设的现状,包括矿山建设的内容及有效策略,提出了以下分析。

关键字:数字化;智能化;矿山建设

数字化智能化的矿山建设是指采用现在比较发达的信息技术、网络技术等智能化控制系统,对矿山的每一个环节,比如安全、生产、管理等进行数字化智能化的管理。数字化矿山建设是为安全生产提供了必要保障,可以围绕开采的自然环境条件进行信息、采集和分析,进行有效的监测,为矿山的开采计划和事故处理,做好分析,提供信息安全的保障工作。

在矿山开采过程中,露天开采的边界,开采的顺序,开采的计划,车辆的使用调度,设备的维修等等,开车过程中的每个环节,需要考虑的因素很复杂,所以比较依赖人工智能技术。而数字化智能化的矿山建设,会有效地收集这些相关数据,而且在每一个环节建立数据模型,合理的控制开采成本,为企业管理者提供比较科学的信息依据。本文就对矿山的背景、现状和建设的内容,建设的有效策略作简要分析。

一、矿山建设的背景

1.1数字化智能化两者相结合

随着科技的不断发展,信息技术在矿山建设中也逐渐开始发展起来,而其中数字化和智能化成为了主要内容,两者相互依存,推动信息化技术的发展。矿山信息化系统是一个比较复杂的系统,各个功能部分相互制衡,要想更大可能的发挥它的功能,就需要对每个部分充分了解,然后将各个部分统一起来,形成数字化智能化的矿山系统。

随着国家大力推广信息化技术矿山管理,对于各个生产环节的主要设备都施行了自动化检测,实时监控矿井下的情况,大大提高了生产效率,减少了工作人员,为井下矿工的安全提供了保证,提高了生产的经济效益。而随着中国矿业的不断发展,信息化建设虽然有了较大的发展态势,但是总体情况仍然较弱,与发达国家的差距比较大。

矿山信息化中的最主要的两部分是数字化和智能化,只有不断地把两者融合在一起,开发新的管理模式,才能促进矿山信息化的发展,并且能很好地整合矿山的生产、管理等方面,及时为生产经营者、管理者提供有效的信息数据,提升矿业的发展,从而满足市场的需求。

1.2矿山企业的特点

进行数字化和智能化系统设计之前,要先对矿山的基本情况有所了解,特别是矿山企业的特点要非常清楚,这样才能更好地建设数字化智能化的矿山。

矿山的对象是自然资源,自然资源收到自然环境的影响,比如:地理位置、矿物质形态、物质元素分布等,而且自然资源的分布比较复杂,也存在不确定性。随着自然资源的不断开采,人们的认知会发生改变,开采的方式也会发生变化。

对于矿山,一般都在地下,生产环境比较恶劣,通道比较狭长,噪音比较大,正常的通讯工作难以运行,会使生产过程中的控制系统,变得很难实现。而在矿山企业中,生产系统内部的信息流通也比较难以实现。所以数字化智能化的矿山建设,可以有效地实现矿山企业的效益,使利润最大化,并且以生产过程的控制为目标,涵盖整个矿山生产经营的过程,使整个过程实现信息化、数字化、智能化。

二、矿山的现状及发展前景

2.1矿山的现状

数字化智能化矿山建设,是实现自然资源可持续发展一个基础,也可以减少矿难事故的发生。近些年来,矿山企业根据自身的情况,不断地去发展智能化矿山建设,以信息化、数字化、智能化为主要内容,而国家安全监督管理总局也推进了有关科研的研究,推广了一些智能化技术手段。并且随着我国信息技术的不断成熟和发展,也形成了一些具有实际使用价值的数字化智能化系统,为矿山的生产安全,管理决策提供了有效帮助。

随着信息化技术的推广,我国矿业采用数字化智能化已经达到了将近1000个,也实现了开采机器人的不同作业,大大提供了矿业的产能。我国智能挖掘机的研发成功,也提升了矿产的开采速度,使我国达到了世界的先进水平。而井下的一些智能操作系统等相继的使用,包括露天煤矿的无人驾驶汽车也都得到了有效的应用,大大增加了矿山的企业效能。国家针对煤矿智能化数字化建设,也相继制定了有关规定,并且对技术研发也提供了大量资金的支持,进一步的完善智能化控制系统的建设体系。我国一些大型煤炭集团,也大量采用了整套的智能化装备系统,提升了软件和硬件上的升级。

2.2发展前景

数字化智能化矿山的建设,是一个复杂的,比较庞大的系统。而且我国目前矿种的种类较多,每个矿山又存在着自然条件不一样的差别,所以对于这些智能化系统,要有不同标准。要根据当地矿山的自身情况和开采条件,选择不同的智能化建设。而智能化建设一般分为信息化,数字化,信息相融合,单系统的智能化,单矿山的智能化,矿山集体的综合化等。目前还有较大的发展空间。在2020年,国家针对数字化智能化建设,提出了目标、任务和内容,要求各个煤矿要实现基本智能化,构建智能化系统。而随着社会经济的不断发展,市场需求的不断增加,也为开发数字化智能化系统提出了要求。

数字化智能化矿山系统,一般来源于不同的厂家,各方面兼容性较差,而各个企业之间如何开展沟通交流,变成成套设备也是要进行提升的。建成整套的设备会更加方便提升系统的智能化,也更加方便在生产过程中收集各类信息,而综合性整套的系统,也会更加适应矿产智能化技术的发展,提升我国煤矿行业智能化的水平。

而我国矿产智能化的建设,还处在初级阶段,能提供相关服务的企业虽然较多,但是大多数企业的规模较小,而具备一套完整设备的企业就更少。但是随着智能化行业的逐步提升,也出现了规模较大系统较为完善的企业,这些企业也在不断地完善自身的管理体系,加大投入自身的研发,并且努力提升售后的相关服务。总之,煤炭行业在这个大数据信息技术的建设下,适应了现代工业发展的需求,保障了国家能源的安全生产,实现了煤炭行业的高速发展,因此数字化智能化矿山的建设,具备持久性和必然性。而国家政策的加持和技术的不断研发创新,也会使这个行业得到迅速发展。

三、数字智能化矿山建设

3.1数字智能化矿山建设目标

随着信息技术在矿业的不断发展和运用,矿山的开采由传统向自动化方向转变。根据矿山的实际情况,可以把数字智能化矿山建设的目标定成,以计算机和网络技术为主要手段,把矿山的所有有效数据,进行数字化储存和运输,并且进行深加工,传送与各个生产环节的管理当中,实现矿山生产的智能化,提高资源的综合能力,降低开采的成本,使利润最大化。

具体可分为:第一个目标。以计算机网络信息技术和煤炭的生产技术,企业的管理决策系统等有效结合,通过软件实现管理的自动化和智能化,把生产过程的每个环节进行有效的控制。第二个目标。要确保开采过程中人员的生命安全,提高开采的产量,开采煤炭的质量,保证企业的经营效率,提高企业的竞争能力。第三个目标。让这些信息的采集、输送和分析,服务于矿山开采的管理和决策,提供安全的、智能化的信息网络技术。要想提高矿山的整体管理水平,就要确保数字化和智能化的顺利实现,而信息化、智能化、数字化的建设也能有效地促进企业形成信息资源共享。

3.2数字智能化矿山建设的内容

数字化智能化矿山建设,是一个较为复杂的系统,而且各个环节,各个部分之间是相互制约的,相互制衡的。对于这样的系统,我们必须要准确的了解每个系统的情况,让每个系统进行同步,这样才能有效地、快速地做出及时决策,为矿山的开采提供最有效的帮助,也能最大限度地发挥数字智能化矿山建设的作用。

数字化智能化矿山建设,要建立以太环网,要把使用性、实用性、易操作性、完整性等结合在一起,让每个系统能有效地融合,确保矿井下、矿井上每一个生产环节的信息,进行有效的结合,并且要对这些信息数据,有综合性的分析和评估,这样才能更好地实现管理和控制一体化,也能进行及时的调度和指挥,进行有效决策。

一般数字化智能化矿山建设的内容,包括有网络系统监测管理系统,井下监测系统,开采区域电量监控系统,通风监测系统,井下人员定位系统,矿山下的观测和分析系统,火灾实时监测系统,信息监测系统,生产管理成本系统,设备管理系统等等,通过这些系统可以把信息综合起来,为生产过程中的监测、监控、调度以及安全预警,自动化管理形成有机结合,而整个系统是一个复杂的,相互制约的系统。

3.3数字化智能化矿山建设的重点

数字化智能化矿山建设的重点是依据矿山的实际情况来进行的,而数字化智能化建设系统,是基于矿山自身情况,才能进行实时的监督和监测,把这些汇集到一起的信息,传输到系统的中心,方便使用者和决策者进行操作管理。而数字化智能化矿山建设是需要各个系统共同完成的,过程比较复杂,不是简单一个系统,就可以完成所有的需要。需要投入很大的精力、时间和科研人员不断地进行研发,才能实现。针对矿山建设的目标和内容,也对现在的科学技术提出了很高的要求,所以在制定数字化智能化矿山建设时,要根据当地企业的基本情况,来进行有效的设计。

生态化绿色矿山建设将作为重中之重,我们在进行矿山建设的时候,要提升矿山开采的效率,要保护周边的自然环境,着力于打造一种安全的、绿色的、和谐的矿山。利用数字化智能化技术,实时地对大气、水等生态环境,包括污染源,进行全面的监控和感知。实行绿色矿山建设,保护生态环境的协调发展,确保生态优先,合理地进行矿山的智能化监测,对矿山表面环境及时治理和修复。智能化数字化矿山建设不仅仅需要吸收信息技术智能化,还要注重资源的保护,促使资源能有效地可持续发展。

四、数字智能化矿山建设的有效策略

4.1改变管理层的管理方式

矿山企业的领导,应该加强自身对数字化智能化的重视,积极地进行推广和使用,在对矿山业务进行划分的时候,要根据矿山的具体情况,把责任落实到每一个人、每一个部门、每一个环节,都能充分的使用数字化智能化矿山建设系统,这样可以有效的改变系统不能正常使用的情况。同时要对信息进行有效管理,根据每个管理部门需求的不同,把信息进行分类,把这些信息完全集中在同一个使用平台上,这样方便管理人员查找信息,简化操作步骤,有效地提高了工作的效率。

4.2把采矿的步骤进行精细化

在进行开采过程中,要根据地质的情况,开采过程中的实际情况,进行开采设计,建立开采的设计模型,包括巷道的线路,开矿的边界划分,这样能够有效地控制开采的位置,保证开采的效率。另外在进行边界划分的时候,要确定是否和实际勘测结果相一致,确保设计和具体施工的时候是相同的,要精准的控制开采过程,降低开采的消耗,减少废石料的混入,降低损失率。

4.3借鉴国外的先进技术

在数字化智能化矿山建设方面,国外的技术是比较先进的,而且国外的理论和技术,也是较为成熟的、全面的。所以我国在建设数字化智能化矿山的时候,可以借鉴国外先进的技术,取其精华,去其糟粕。从借鉴到有效地融合,结合企业内部自身的情况,进行创新和发展,不断地去学习吸取国外的先进经验技术,找出适合自身企业最有效的数字化智能化矿山建设系统。

4.4建设安全监测预警系统

在地下开采过程中,有可能会发生岩石的塌陷,岩石的爆炸,火灾或者是采空区的塌陷等危害,所以矿山企业必须要建立一个有效的,安全的监测管理预警系统。随着我国数字化技术的不断发展,矿山事故的预警,已经从传统的经验转变成科学的预警方法,比如采用雷达监测,有害气体的感应,火灾的预警等先进技术,为我国矿山安全提供了有力保证。井下的综合检测管理系统和卫星定位系统,也在矿山安全生产监测预警系统中有着广泛的应用。

五、结束语

我国随着地质行业的逐渐兴起,矿业了也受到了重视。互联网时代的飞速发展,给数字化智能化矿山建设,也提供了新的机遇和挑战,将数字化智能化融入到矿山产业中,也能有效地提升矿山企业的发展。数字化智能化矿山建设,是一个科学的发展过程,是比较符合当前信息化社会发展的需求。数字化智能化矿山建设,对我国煤炭行业的发展,企业竞争力的提升,都发挥了积极的作用。而数字化智能化矿山建设不是单一的,要进行合理的规划,科学的管理,并且要不断地培养高科技人才,同时要借鉴国外的技术和先进的理论,要根据自身企业的发展,进行不断地创新和改进,这样才能使我国矿山企业得到稳定的发展。

参考文献:

【1】金丽君.矿山企业数字化矿山建设的探讨[J].中国矿山工程,2014:79-81.

【2】何申中,王留俊,毕林,陈鑫,李成生.海螺集团全椒数字化智能矿山建设探讨[J].现代矿业,2019:9-13.

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