礦山數字化系統技術應用

【摘要】隨著數字化信息技術的不斷快速發展，其越來越多的被應用到礦山工作的各個方面，這不僅提升了礦山的生產效率，而且也有效的服務于礦山安全生產管理方面。在這種背景下，本文從采掘作業；運輸作業及綜合管理作業三個層面著手，分析了的數字化系統技術在礦山工作中的應用。

【關鍵詞】礦山；數字化系統；技術；應用

一、礦山采掘數字化系統技術應用

（一）采掘數字化系統開發環境

一是系統關鍵技術的解決方案。在不改變現有采掘工藝環境的前提下，進行采掘管理系統的開發，首先要建立切合生產實際的礦量管理數學模型，主要是建立礦石損失、貧化數學模型和驗收礦量管理及二級礦量管理計算程序。應用計算機技術將地質信息進行編錄，建立礦山地質信息庫。在Auto CAD下編錄分層礦塊圖塊，將品級、成份、面積、斷面水平等地質信息按圖塊屬性編錄，然后提取屬性于數據庫中。二是系統開發平臺的確定。現在該礦山已經組建了大型局域網絡，各生產車間與管理部門的信息通訊網絡已基本實現。因此，采集數據端應用VB6.0開發礦量管理計算子系統。后臺應用Microsoft Access XP數據庫管理和存儲數據。網絡運行環境可為Windows XP Server +IIS5.0+Microsoft Access XP。

（二）采掘數字化系統程序設計

主程序的目的是應用網絡環境，將子系統計算的主要采掘數據發布于局域網上，便于采掘生產車間和相關生產管理部門進行輔助決策和生產管理。由于Web不支持dwg格式文件。因此，在子程序端數據錄入時要將dwg格式的圖形文件另存為dwf格式文件，并且上傳到服務器上。服務器主程序設計應用VBScript程序開發語言，通過微軟Internet Explorer瀏覽器進行數據操作和數據瀏覽。主程序設計了如下窗體：其中主要采集數據部分完全是手工輸入，對于采掘生產量的管理可以做到日采出礦石量、日采場貯存量等數據的準動態管理，但是，由于鏟裝作業位置不能動態跟蹤，所以生產質量數據還做不到動態管理。采用上述管理模式和最小品位線的現場標定，使得在驗收礦量管理上，盈虧噸率極小，而且波動較小。在原礦生產質量上，礦石損失率和礦石貧化率數值更為真實可信，而且礦石損失率和貧化率都比以往有所降低。礦區剝采比和采掘計劃執行率指標的完成都非常好。本程序設計的主要目的是實現生產采掘礦量準動態管理，使生產作業者可以實時掌握生產作業的產量和質量情況。減少盲目作業；更主要的是科學地計算礦石采出質量，合理計算礦石損失率、貧化率，真實反映采掘作業情況。

二、礦山運輸數字化系統技術應用

（一）數字化礦山運輸系統

數字化礦山運輸系統是結合信息、通信、電子、控制及管理等技術運用于各種運輸軟硬件建設，以使整體運輸運輸的營運管理自動化，或提升運輸服務品質與安全性的系統。也就是說通過信息、通信、電子、控制及管理等技術的應用，使礦山運輸設備的管理者可以掌握即時路況，有效地調派運輸工具，也可以通過運輸管理策略的運用及運輸信息的發布，得以避開危險物與節省運輸時間。運輸者也可利用得到的即時信息進行運輸規劃，不僅可以改善礦山運輸系統使用的環境，而且也可以減輕運輸者使用礦山運輸系統的壓力，因此可以提升礦山運輸系統營運效率外，也可以提升運輸設備安全，減少運輸風險，改善運輸務品質。

（二）系統技術

目前國內外礦山數字化運輸系統采用的無線通訊系統可分為兩大部分：廣域無線通訊與短距通訊。其中，廣域無線電依其傳輸的方向性又可區分為單向通訊系統與雙向通訊系統兩類型；而短距通訊則可區分為紅外線通訊、微波通訊、藍牙通訊及無線標準區域網絡等系統。

目前一般數字化運輸設備采用的通訊方式均為廣域無線通訊，包含有如下三個方面內容。一是Mobile Data移動數據，其是在移動狀況下的使用者終端設備（又稱移動臺），能夠發射或接收數據資料的服務，也稱專用移動數據系統。移動數據采用分封式交換通訊技術，其傳送速為19.6Kbps。二是USSD（Unstructured Supplementary Services Data），USSD輸入信息時是遞送數字簡碼，所以在使用USSD服務時，使用者只需輸入服務代碼及參數，USSD輸入時有字數限制，目前傳輸速率達9.6 kbps。三是Web/Client-Server/Pda平臺。網絡礦山運輸監控系統的可行性設計分為三部分：運輸設備內位置接收器，接收自動化回報信息；信息管理系統，連接移動中的運輸設備與網絡服務系統外、從運輸設備內位置接收器去接收設備的位置；網絡服務系統，提供運輸設備位置、電子地圖影像及運輸信息。

（三）系統構成

一是動態監控系統。為了應對臨時運輸的需求以及快速傳遞信息，系統借助監控中心的監視器顯示運輸設備的即時位置。運輸設備調度者可根據歷史資料，告知操作者適當的路徑資料，以注意易發生危險的路段。同時，可監控駕駛人的怠速、行駛速度及剎車輸設備等狀況。此外，系統因為可實現安全駕駛及具有保全的功能，也有降低運輸設備損害的效果。

二是行運輸設備管理系統。操作者可輕易確實的準備行運輸設備日報表。系統紀錄的平日行運輸設備狀況，可用來作營運管理的分析基礎，也可對個別駕駛人進行其駕駛習慣與考核時使用。另外，經由行駛軌跡的功能，運輸設備運行結果可表示于地圖上，同時輔以營運狀況的資料，可分析檢查運輸設備計劃實施的優劣。

三是無線移動通訊系統（OmniOne）。OmniOne是數字無線移動化通訊系統，讓操作者能夠利用OmniOne系統下的移動設備接收載貨指示、接受或是否決載貨，并發送出運輸狀況更新等信息，借助使用與OminTRACS相同的信息規格，運輸工具能夠整合各系統的信息，形成與運輸管理部門的良好溝通。

四是ViaWeb。ViaWeb是基于網絡礦產資源追蹤服務，讓運輸管理部門以及運輸者能夠直接獲知正確持續性的礦產資源運送狀況，ViaWeb能夠展現運輸設備目前的位置以及狀態，也能提出潛在問題的警告。

三、礦山管理數字化系統技術應用

（一）系統構成

通過礦山入口網的建置，礦山的運作模式，由以往的單人單機作業，可演變為可同時支援多人通過區域網絡連線連接至網站，進行協同操作的模式。管理部門作業電子化后，簡化了紙本文件的備份、保存、倉儲與管理等問題。不管是資源開采，還是資源運輸，均須內化成礦山適用的資源，才能有效產生作用，并持續運作。

具體的系統包含如下三個方面的構成。一是OA作業系統。這包括如下內容：提供員工進行溝通、協調、合作平臺（如公告欄、行程管理、電子郵件系統、信息分享）的群組軟件；管理24小時收送電子郵件的系統，包含應對個人資料保護法規定，善盡良善管理人的責任，于員工寄送郵件時，審核信件內容是否含有機密或個人資料；管理礦山內部文件、信息、檔案、訓練教材等文件分享平臺；管理內部簽核流程，提供跨單位聯系，及時發送相關簽核信息的流程引擎核心輔助系統。二是管理單位相關系統。這包括如下內容：提供礦山內、外進行規章修訂、發布、公告與管理性作業的系統；管理有形資產、辦公設備、軟硬件信息產品等固定資產的系統；管理有關開采及運輸作業的系統；管理有關來文、發文等公文收發與簽核作業的系統；管理合同文件系統；管理紙本郵務信件郵遞作業的系統；管理評量供應商服務能力的系統；管理門禁申請、調閱門禁相關紀錄等的系統；管理申請公務用品的系統；管理重要資料保管作業的系統。三是職能單位系統。（1）人事單位相關系統，包括如下內容：提供礦山管理員工例行差勤、薪資管理、考核等作業的系統；管理與請采購相關應回避的利益相關者的系統。（2）財務單位相關系統，提供礦山管理財務與會計相關作業的系統。（3）業務單位相關系統，提供礦山管理與處理牽涉業務系統功能的需求或問題的系統。（4）系統單位相關系統，包括：提供礦山管理軟、硬件申請作業的系統；管理網絡相關資源申請的系統。（5）安控單位相關系統，提供礦山管理例行作業的系統、表單申請系統。（6）稽核單位相關系統，提供礦山管理內部稽核、外部稽核、自行查核、一般查核、專案查核等攸關礦山風險管控作業的系統。

（二）系統運行保障

礦山綜合管理數字化系統的運行需要配備相應的保障措施，具體而言包括如下方面的內容。

一是完善的作業規劃。管理部門軟件的服務對象為礦山所有員工，使用者需求與系統功能項目應能于系統引進或開發之前即進行完善規劃。落實使用者需求訪談、雛型系統試用、系統重要里程階段測試驗證作業，使軟件開發者與使用者雙方及早建立共識，借助早期的檢核、修正、調整或強化系統功能，以符合作業需求，除可避免系統上線后改版或須進行功能調校的不便、困擾與作業影響外，更有助于專案推展，使管理部門作業自動化產生預期功效，而非造成額外的負擔。在各使用單位日常作業日益仰賴與倚重系統功能與服務下，如何持續滿足各使用單位個別不同的需求、強化管理部門軟件系統功能、建置有益內部溝通、協同合作與信息分享的共同平臺，是系統上線后有待努力與強化的作業。另外，需要遵循相應法規。管理部門軟件因使用單位、業務專屬性等的不同致需求各異，但不論需求如何，礦山基本須遵循的法規或權責單位的個別需求是不容疏忽的，應予納入妥為規劃；而較復雜的系統在精簡人事原則下，不易由礦山內的編制人員進行開發，故大多采購現成的產品，再根據使用單位需求予以客制化，完成改版后供其使用，因此，使用單位對相關遵循的法規及系統運作，須有深入的了解及管控。

二是確保持續作業。對大型礦山而言，提供員工可以24小時作業的辦公環境，如員工通過網絡連線至礦山管理部門系統，進行收發信件、執行相關作業、快速回應施工需求等，已漸成常態，且為必然趨勢，如何持續檢視系統環境以確保系統執行時的安全與穩定，或是以現有硬件虛擬化技術協助強化與建置完善的同地備份或異地備援機制，以求持續不斷改善作業環境，也屬永不停歇的重點工作。

三是硬件虛擬化必須要很好的達到。由于管理部門軟件已成礦山日常運作不可或缺的一環，通過已成熟的虛擬化技術與產品，將管理部門軟件自實體設備轉移至虛擬化環境運行，不僅可提高系統的安全性、穩定性與可用性，也能降低系統毀損無法運作的風險，以及提高系統備份還原或備援作業的便利性，同時簡化礦山應對災變發生時，須于異地備援中心進行備份還原作業時，所需的人力投入與系統復原時間。另外，還需要關注協同辦公軟件的開發與應用。利用協同辦公軟件可通過及時、群組分享的平臺，提供群組成員共享信息，簡化溝通時間、促進成員間的知識分享與腦力激蕩，激發新的思維與解決方案，更快速、更有效地完成工作。協同辦公軟件，或稱群組軟件，是幫助群組使用者間相互通訊與協調活動的軟件，有助于礦山管理數字化系統的整合。

四、小結

總體而言，數字化技術在礦山中的應用是未來礦山作業的大勢所趨。這種應用要想順利實現，除了要在軟硬件設計方面給予足夠的人力、物力、財力的支持外，還需要從制度與組織設計層面來為數字化技術的落實應用提供保障，從而確保整個數字化系統能夠得到最廣泛的認識與了解，推動器高效率的應用。

參考文獻

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