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矿山物联网技术及其在智慧矿山建设中的应用
摘要:我国物联网技术正处于高速发展状态,并取得良好的成果。伴随着社会经济的飞速发展,互联网技术、数字化技术与云平台技术等也在高速发展期,并在矿山建设过程中发挥了卓越的作用。从目前发展形式可发现,智慧矿山是矿山未来主要发展趋势。从智慧矿山建设过程中可发现,矿山物联网技术可在其中占据卓绝地位,可有效提升矿山的智慧生产有效率,改进生产安全性。本文主要介绍矿山物联网技术,并分析该技术在智慧矿山建设过程中的实际应用情况。
关键词:矿山;物联网技术;智慧矿山;建设
矿资源是中国特色社会主义建设过程中不可缺少的重要资源,也是社会经济继续高速发展期间不可缺少的重要资源[1]。但矿山建设是一项需要大量劳动力,且存在较高危险性的活动,如何降低开矿风险,一直都是从业人员与政府人员的重点关注问题。互联网技术的问世与应用,让矿山行业看到了新的契机,互联网技术迅速入驻矿山行业,并在建设过程中发挥了十分卓越的作用。物联网技术属于信息技术与电子技术等融合的多学科技术,更是进行智慧矿山建设的技术基础,可有效解决现今存在的系统软硬件环境问题,可进一步提升矿山建设效率,提升矿山建设安全性,实现矿山全系数字化,达到智慧矿山目的[2]。
一、物联网技术概述
物联网被称作信息产业第三次技术革命,我国矿山行业将发展物联网技术作为十二五发展规划重要推广内容。经我国多年建设,国内矿山行业信息化遭遇了瓶颈问题--“信息孤岛”。这一问题多因网络结构、系统协议导致,充分引入物联网技术,无疑可有效解决这一问题。物联网技术是一种将信息技术作为主要技术,但有多学科技术交叉的多元化技术,具有较高的系统复杂程度,所以需要持续有步骤、有计划、有目的地进行相关建设。想要构建智慧矿山,就需创建相应的矿山物联网平台,利用平台有效解决系统软硬件的基本环境建设问题,包含凭条架构设计、管理方案设计、数据储存、业务子系统接口与模式设计、第三方业务子系统接入兼容性问题以及异构通信子网关键技术等等。再者,还需在相应物联网平台框架基础上,实现全息数字化显示以及安全生产监控等多项业务功能。
二、智慧矿山的发展现状及未来发展趋势
因为我国多数矿山不具备良好的地质条件,反而有较多矿山处于恶劣环境中,所以矿山生产系统十分复杂,安全生产基础较差,实际生产过程中具有大量问题发生。若不能第一时间采用有效措施处理相关问题,不仅会对矿山正常生产造成不良影响,还可形成重大事故。在这种背景下,我国大型国有矿山行业发展一度处于停滞不前状态,但在物联网技术问世并投入使用后,这个问题得到有效改善。我国大型国有矿山积极引入先进技术,将信息系统作为平台,利用自动化技术进行自动化管理,从而达到远程集中管理矿山生产的目的,利用自动化技术驱使相应设备设施,有效减少矿山生产过程中需要的劳动力,有效提升矿山生产效率。但是,从实际情况看,我国多数矿山安全管理系统和其他系统比较,是一种独立存在的系统,所以存在重复投资、资源浪费以及难以实现信息共享等问题,严重影响矿山行业的实际发展状态。
在以往二十年中,我国矿山行业的信息化建设可分作四个时期,第一个时期重点实现业务信息电子化,应用单独电子设备收集相关数据,并通过文本与报告等模式转变为电子业务信息。第二时期重点进行数字矿山建设,通过相应的数字信息化管理系统实现生产进度、设备设施以及销售信息等有效管理的目的,可在数据库中储存大量结构化业务数据,辅助应用人员实时掌握、管理矿山运营情况。第三时期重点进行全息数字矿山或是虚拟矿山,记录整个矿山的真实情况与各方面数据,并通过虚拟现实技术将矿山真实情境一一展现出来,达到辅助相关工作人员分析决策的目的。第四时期重点进行智慧矿山,基于全息数字矿山,应用物联网技术,联合系统集成与数据融通,实现控制、管理与监督集成,并在其中应用人工智能技术,辅助相应管理人员制定科学智能管理决策,最后利用导航技术以及自动定位技术达到采矿自动化及无人化。但是,我国对矿山行业的安全生产、自动化以及信息化等要求日益升高,在国家政策以及科学部署等多种指导下,通过物联网技术以及虚拟现实技术等,可逐步实现AI人工智能,全面完成智慧矿山建设,并让矿山行业迎来新的发展高峰。
三、物联网技术在智慧矿山建设中的应用
1、实时监控技术
矿山开采过程中,多在井下进行。但井下采矿存在多种限制,难以第一时间发现采矿过程中存在的异常情况,难以第一时间实施有效措施,所以导致生产管理滞后,甚至会诱发安全事故发生。在这种情况下,引入物联网技术,可构建一个完善且有效的实时监控系统,可全面监控井下与井上情况,可实时掌握监督矿山的实际生产状态,有效改善无法第一时间处理矿山生产异常的问题,可避免生产滞后现象。实时监控系统是一种基于智能数字传感器技术、RFID技术以及无线局域网技术等,通过红外、射频以及激光传感器达到实时监控目的,可第一时间掌握工人、设备设施以及井下环境状态,还可明确多种生产环节的运行状态,还可利用接口技术形成相应的矿山智慧网络,为之后矿山进行有效生产管理提供实时有效监控,达到智能化生产调度、指挥决策目的。
2、安全监控系统
矿山行业实际生产经营过程中,安全生产始终是困扰从业人员与管理人员的重要问题,更是必须解决的重要问题。矿山生产工作多在井下进行,所以生产人员、生产环境以及生产设备设施等等有大量不确定性存在,所以经常会有紧急情况发生。所以矿山生产过程中,必须对生产人员、生产设备、生产材料以及生产环境进行有效监视、定位,实时收集相应工作环境下的数据,并将数据反馈给监控人员。现在我国多数矿山均安装了相应的人员定位系统与安全监控系统,但是这些系统是相对独立的,并不能和其他系统进行互通有无,导致安全监控系统与人员定位系统难以充分发挥真正作用。在安全监控系统中应用物联网技术,系统由网络通讯系统、身份卡、安全生产管理系统以及读卡器等多个软件组成,不仅可达到实时定位工作人员与生产设备的目的,还可对获取数据信息进行科学分析、科学计算,可及时预测即将发生的紧急现象,及时将预警信息发给井下生产人员,提升生产人员第一时间启动紧急措施应对相应紧急现象。相较于其他行业,矿山行业中有许多危害存在,所以对安全监控系统、人员定位系统等有更高的要求,且井下生产存在更多危险因素,所以必须积极引入物联网技术,积极优化安全监控系统,提升井下生产安全性与有效性。
3、智能物流系统
矿山生产过程中必须使用的物品之一是爆炸物,但是爆炸物储藏不当会有很高几率造成安全事故。所以,必须有效控制爆炸物的数量,做好爆炸物管理工作。但是,矿山生产过程中多不会对爆炸物制作太过精细的管理方法,多通过传统管理方法进行爆炸物管理爆炸物。积极应用物联网技术,可利用二维码以及RFID识别技术有效管理爆炸物流量。物联网技术还可与车辆管理系统、人员定位系统结合应用,明确爆炸物实际数量,记录爆炸物的实际应用情况,识别接收与使用爆炸物的人员身份,可在现有基础上消除爆炸物管理效果不佳的问题。
小结
在智慧矿山建设过程中应用物联网技术,可促进矿山有效建设,提升矿山生产安全性。
参考文献
[1] 程武祥,于卫阳,谢喜良. 矿山物联网技术及其在智慧矿山建设中的应用[J]. 内蒙古煤炭经济,2021(4):139-140.
[2] 郭金刚. 基于物联网技术的”智慧矿山”建设探讨[J]. 世界有色金属,2018(12):194-195.
京公网安备 11011302003690号