礦山智能化建設現狀與管理創新的探討

徐麾

[摘? ? 要]文章對礦山智能化的建設進行了全面分析，發現其在供電、選礦、供排水、主運輸、基礎網絡以及綜采工作面中都包含了智能化的建設內容，并從其建設內容中總結出了拓寬網絡渠道、統一子系統接口、保障設備安全可靠、建設專業人才隊伍以及關鍵技術攻堅等關鍵點，期望通過搭建智能管理平臺以及構建管理架構體系的方式，對其智能化管理進行創新，完善礦山的智能化建設。

[關鍵詞]智能化建設;礦山建設;管理創新

[中圖分類號]TD67 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–02

Discussion on Current Situation of Mine Intelligent

Construction and Management Innovation

Xu? Hui

[Abstract]The article has conducted a comprehensive analysis of the intelligent construction of mines， and found that it includes intelligent construction content in power supply， ore dressing， water supply and drainage， main transportation， basic network and fully-mechanized mining face， and from its construction content Summarized the key points of broadening network channels， unifying subsystem interfaces， ensuring the safety and reliability of equipment， building a professional talent team， and key technical breakthroughs. It is expected to innovate its intelligent management by building an intelligent management platform and building a management architecture system. ， Improve the intelligent construction of mines.

[Keywords]intelligent construction; mine construction; management innovation

智能化技術的具體應用中涉及了控制學、信息學以及語言學等學科，其應用空間十分廣泛。該技術主要是以計算機技術為基礎，并不斷對其完善與優化。由于其擁有巨大的實用價值，因此礦山企業需要積極應用此類技術進行礦山智能化建設，并在建設過程中實現管理上的創新。

1 礦山智能化建設內容

1.1 供電智能化

對于礦山智能化而言，供電的智能化是其必須要重視的建設內容，部分智能化礦山中已經實現了無人值守變電所的愿景。例如，國家電網某供電局的變電所，其引進了智能機器人幫助其進行變電所的巡檢，不僅替代了傳統人工工作，還提高了工作效率，確保了工作的全面性。

1.2 選礦智能化

選礦智能化經過這么多年的發展，由之前的人工聽磨音、看濃度、看磨機、看泵池，升級為全自動化的中央控制。靠電耳、濃度計等電子設備檢測然后再反饋給中央控制室，中央控制室再根據情況做出調節。實施選礦智能化;①可以推動企業進行生產和管理的改革，降低人員成本，提升生產效率。②可以采集選礦過程中德爾各項數據然后進行協同分析，為進一步提升生產效率打下詳細的數據基礎。

礦山需要通過智能傳感技術和大數據技術對選礦過程中設備和流程是否正常作出判斷，并且在判斷的基礎上通過人工智能技術的運用實現流程智能、操作智能、運維智能以優化選礦智能化的技術路線。還可以設計虛擬選礦廠，使其完美映射信息系統并與物理系統深度融合，優化實體選礦廠的實際生產，以更快達成生產經濟指標。

1.3 供排水智能化

大多數礦山作業中供排水泵房的智能化建設已經初見成效，部分供排水泵房和變電站一樣實現了無人值守。其運用的智能化技術能夠實現自主巡查以及自主識別、熱成像等功能。除此之外，還可以監控管路壓力，對水流量進行在線監測，實現自動化均衡排水。同時，水體的過濾與凈化工作也能夠通過智能化技術實現，保障礦山作業中水資源的循環與節能。

1.4 主運輸智能化

此類智能化建設的內容是集中控制帶式輸送機以及給礦機，為其提供在線監測滾筒溫度以及振動頻率的在線監控，通過手持智能監控軟件的開發，地上監測系統的搭建以及監控系統的完善，將主運輸的工作變得更加安全，降低了主運輸中設備的空轉率，平均每日可以節約近500 kW·h的用電。對于部分較為關鍵的帶式輸送機而言，通過引進智能皮帶撕裂監控裝置的相關技術，對輸送機的工作進行檢測，再搭載各項傳感器與成像儀，確保輸送機得以安全運行。

1.5 基礎網絡智能化

礦山智能化建設的內容中，基礎網絡的智能化至關重要，以國內某煤礦的智能網絡建設為例，其構建了生產環網，使井上與井下的數據傳輸更加可靠，建成了井上下生產環網，保障數據可靠傳輸。為保證“一網一站”的網絡設置，實現互聯網、廣播電視網以及電信網三網之間的融合，并搭建了綜合性信息化的網管平臺，該平臺具有實時監控、動態數據監測、即時溝通等功能。掘進的工作面也設置了5G的通信系統，其組成單元包含了地面核心網、基帶控制單元等，基礎網絡智能化的建設使礦山在作業時能夠擁有大帶寬的網絡，使其在落實智能化作業時可以進行低時延、高速率的數據傳輸。

2 礦山智能化建設關鍵點

2.1 拓寬網絡渠道

當前大部分礦山在進行作業時都使用4G網絡通信，其上行通信速率通常為40 MBit/s，下行的通信速率一般為100 MBit/s，此類速率在進行數據的傳輸時能夠正常工作，但進行視頻的傳輸或大流量數據的傳輸時則會出現卡頓的問題，而智能化建設必然需要進行大量數據的傳輸，因此現行的通信速率難以滿足智能化需求，應當在井下建5G網絡，確保300 Mbit/s的上行速率與2 000 Mbit/s的下行速率，在高速率的支持下，數據的傳輸能夠獲得更快的速度，智能化建設能夠得到更好的開展。

2.2 統一子系統接口

當前采掘設備中設置的數據傳輸接口有10余種，其中包括以太網、CAN等，在多種傳輸接口中，以太網的接口在采集數據時最為方便，也更容易接入環網，其數據的傳輸過程較為穩定，因此在智能化建設之中應當將以太網數據接口推廣出去，統一其數據傳輸接口，保證其傳輸效果。

2.3 設備安全可靠

在幫助礦山進行智能化建設時，必須要確保其相關設備安全可靠。設備是一切技術運用的基礎，只有安全可靠先進的設備，才能夠保證礦山作業中獲得的數據真實可靠，在進行數據傳輸以及進行計算機運算時具有穩定性，獲得更科學準確的結果。

2.4 專業人才隊伍

礦山智能化建設離不開專業的人才隊伍，智能化建設不是簡單的小工程，而是需要各類專業人才齊心協力共同完成的大數據工程，缺少專業人才隊伍無法順利進行智能化建設，人才的質量對其建設結果也存在較大影響。

2.5 關鍵技術攻堅

礦山在落實智能化建設的時候應當對關鍵技術進行攻堅，智能化建設中的關鍵技術較多，其中以下幾種技術需要被格外注意。

（1）信號探測技術。在進行浮選工作時，信號的探測尤為重要，為現場配備高清影像識別設備，使其在識別到現場工藝發生變化時發出預警，避免造成不必要的金屬流失。此類技術包括無線傳感技術、溫度監測技術等，此類技術的精進是為了更好地保證現場作業正常有序。

（2）進口智能安檢。智能安檢技術可以對相關車輛進行識別、記錄，保障作業安全。

（3）鉸接式卡車無人駕駛技術。鉸接式卡車駕駛是礦山作業中不可缺少的一部分，因此可以從無人駕駛的技術方向出發，實現鉸接式卡車的智能定位、建圖以及路徑的規劃，通過中央控制器采集到的各項數據，實現鉸接式卡車的自動運行，提高鉸接式卡車在各環節中的工作效率。

3 礦山智能化管理創新

3.1 搭建智能管理平臺

智能管控平臺能夠將新一代的大數據技術、云計算技術以及物聯網技術等新型信息技術實現開采系統的集中化，使挖掘系統做到機械化，將系統的自動化程度大大提高，監控系統能夠實現可視化，科學地進行決策支持。該管理平臺的理論技術為系統集成理論。除此之外，還將管理理論作為指導，實現多生產環節的集成性，使生產管控系統的相關平臺獲得集成化的特點。

礦山可以利用海量數據的分析做出正確的決策，對礦山作業中使用的各類生產設備、產生的各項生產數據以及運行管理實施集成化控制，最終構成智能管理平臺。該平臺還可以對設備進行智能管理。

由于科學技術發展的勢頭越發迅猛，礦山智能化的程度越來越高，自動化控制項目所需要的基層工作人員越來越少，大量的智能自動化機器取代了人工崗位，推動著礦山設備逐步向智能自動化方向靠攏，智能管理平臺能夠將此類智能化設備集中管理，當其出現故障時，平臺能夠自動收集故障數據，在第一時間將數據傳送給技術人員，提高故障處理的效率，保證礦山作業的安全性。

平臺只需要從一個站點出發就可以對礦山生產作業流程中全部生產設備進行全面掌控，獲得動態信息。實際運行該智能管理平臺時還可以設置適當的運行參數，實現動態在線監測并向工作人員進行及時預警。

該平臺智能化的體現還在于其對公共模型以及各項參數的統一存儲與管理，其能夠對數據進行定期的全面維護，保證礦山作業得以正常運行，讓礦山的工作更加規范，實現運行和管理的一體化工作、擴大其經濟優勢，將資源最大化利用起來，在決策支持上也具有智能化的特點，為礦山作業提供堅強可靠的支撐。

3.2 構建管理架構體系

智能化的礦山企業要想創新管理方式，還需要重新構建管理架構體系，將智能化優勢充分發揮出來，為礦山作業提供切實可靠的組織保障。礦山在進行智能化架構構建時應當嚴格遵循精簡、統一且富有效能的原則，將所有職責關系一一理順，推行大部制的管理模式，確保職能可以獲得有機統一。傳統的管理層級通常包含三級：從公司到部室再到車間。而對車間設置進行改變，將其管理層級改為二級，則管理層級僅為公司到部室，在此基礎上調整機構設施，設立財務部、供銷部、綜合部以及安全環保部四大部門與一個生產技術中心。對四部一中心的主要職責進行準確地界定。此類新型的管理架構具有三大優勢。

（1）在管理生產經營系統時能夠更加順暢。對管理人員進行了精簡，避免過多管理人員導致職能混亂。

（2）管理人員的相關素質能夠得到有效增強。在實施四部一中心時，車間設置的改變使車間得到了升級，新型的車間結構擁有兩大特點。①將外委的施工工序管理取消，以中鋼富全礦業為例，其將采礦車間以及充填車間取消，讓生產技術中心對其工作進行統一管理。②將自營施工工序合理減少。為了方便進行流程管理，其不再按照工序設置進行車間生產，而是對其職責進行重新劃分并有效整合，提高車間的運轉效率。以中鋼富全礦業為例，其新成立了洗選車間，將選礦以及提成車間合并起來，并把礦井下的填充、運輸等工作職能納入運輸車間的工作之中，將車間運轉效率大大提高。

4 結束語

礦山在供電、選礦、供排水、主運輸以及基礎網絡上都進行了智能化的建設，只要對拓寬網絡渠道、統一子系統接口、設備安全可靠、專業人才隊伍以及關鍵技術攻堅等關鍵點進行重點研究，搭建好智能管理平臺以及構建新的管理架構體系，必然能夠將礦山的智能化管理進行創新，完善礦山的智能化建設。

參考文獻

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