王集磷礦數字化礦山研究

陳松巍，卜繼霞

（湖北大峪口化工有限責任公司，湖北 鐘祥 431910）

1 前言

我國的礦山數字化水平與國外的相比存在一定的差別，企業對數字化的概念、意義以及建設方法等方面都缺乏一定的認識，礦山中仍采用較為傳統的管理方式，設備采集系統是礦山企業中重要的組成部分，但其已被企業所忽略。為此，本文對采礦中的設備數據采集系統展開了研究和探討。

2 主要的研究與試驗內容

本文結合礦山裝載設備的數據采集，選取國外進口鉸接式卡車和挖掘機作為研究和試驗對象，充分了解試驗對象的電氣、機械和液壓條件，重點研究了電氣試驗對象的數量、位置分布、工作原理和試驗方法，插腳的定義、控制功能、通信技術、傳感器的分布等，并著重對機械尺寸、關鍵部件、開孔塞的設置、測試對象等都有利于安裝傳感器的液壓系統重點進行動力傳遞。普通多網和示波器等儀器測試系統電源、通信方式和工作參數。在確定測試對象的通信方案后，使用通信適配器訪問測試對象的通信網絡并嘗試采集通信數據采用原裝專業診斷系統記錄車輛當前實時數據。打開數據采集模擬試驗主要包括現場數據播放試驗、數據分析和數據采集設備響應驗證。模擬ECU網絡通信測試才能夠有效確保測試對象可以在輸入仿真數據的條件下正常工作；進行現場操作調試，跟蹤測試對象的運行狀態，并按照測試結果修改采集設備軟件，以使其正常工作。

3 巖體參數特性

工程巖體質量包括巖體骨折、結構平面的剪切特性和巖體的變形電阻，這是復雜巖石工程地質的綜合實施例。巖體質量不僅提供基本數據分類，還提供了大規模的巖體機械參數、工程穩定性分析、巖體等。按照周圍巖石的質量，選擇采礦方法和開發系統，以及如何評價周圍巖石的質量更好地結合礦井設計。經過長期的發展，巖石力學的研究逐漸分析和數值模擬的工程經驗，主觀判斷和定性分析，采用大空間多巖石工程開發，傳統方法的可靠性逐漸提高，以巖石試驗為基礎的工程數據分析數值模擬資料顯示，由于巖體是一種非均勻各向異性介質，常規方法的可靠性逐漸降低，裂隙破裂之間的關系不是很密切，試驗機理與工程實踐不符，因此，有利于工程分析必要的試驗力學，在現有的多巖參數減少方法中，具有某些經驗和主體性是不可避免的。這將導致理論值與實際值之間的偏差。太大的偏差將直接影響巖石工程的檢測結果。敏感性分析是通過對模型屬性的研究，并且每個屬性因子都有一個常見的靈敏度分析方法，包括單因素分析方法和多因子分析方法。單因素分析方法在其他因素保持不變的條件下進行。

4 初始地應力分布規律

初始壓力是巖石工程設計的基礎。它影響了巖體批量工程的應力狀態、位移分布和穩定性，以及巖體批量工程的應力特性、空間分布和參數選擇。它是一種受到地形、地質結構、巖石等因素影響的相對穩定的不穩定應力場。巖體結構，埋藏深度和地下水顯示出空間的隨機性和復雜性。如何準確反映初始壓力場，是地下工程所面臨的問題。初始地磁場非常復雜，并且難以通過單一的功能關系表達。除了區域地質和構造函數之外，初始磁場的形成也與地球的各種動態過程有關，例如，板邊界壓縮、地幔熱對流、地球應力、地理拉力、地球旋轉、巖漿通過研究和分析能譜膨脹，結論，原位應力的分布也與巖石性能和機械強度有關，原位存在差異不同巖石的應力分布，如巖石，惡化巖石和沉積巖。傳統的應力估計方法主要包括自重方法、HIMFA方法、橫向應力計算方法等，但這三種方法都有一定的限制。認為自回歸方法相當于巖體，并且僅適用于淺埋巖體的層數。疊加方法認為由巖質質量流動引起的應力狀態類似于靜液壓壓力，其適用于計算橫向應力，并且橫向應力的計算難以反映應力場。當前原位應力測試技術和精密測試儀器的發展，原位應力測量是最直接和有效的方法。其有效性反映在許多工程實踐中，但仍有一些缺點在測量中。

5 采場結構參數綜合評價

采購結構參數的綜合評估是一個非常復雜的問題過程，傳統的評價方法注重經驗的層次性和總結性，優化圖表的結構參數，忽視特征分析等定量指標、主觀和經驗評價方法。一些學者采用數值模擬的方法來評估結構參數圖表。從定量的角度看，在這種方法中，有許多問題是因素相對單一的，因此，存在一定的片面性和片面性限制。因此, 要建立綜合評價體系理論，準確評估也是評估決策的內在要求。在多理論評價決策系統的綜合應用方面，國內外學者應用了模糊數學，分析了遞階過程，遺傳優化算法，集灰色關聯分析在綜合理想分類技術評價過程中的應用解決方案。一些學者運用這些理論方法，通過對組合與多元理論的全面分析，建立了一個綜合評價模型，如層次分析法、模糊數學和模糊分析法等層次結構。已建立多因素多標準評價系統，決策思維具有層次性和程序性，綜合考慮定性和定量指示燈。避免傳統單一評價理論的主觀性及其弊端。

6 系統結構和配置

數據采集系統由服務器、數據服務器和應用程序組成，然后獲取設備完成數據采集，采集的數據打包發送到服務器數據服務器，主要完成數據的預處理和存儲數據應用服務器主要完成用戶應用的訪問控制、數據分析，而訪問控制顯示采集設備主要完成測試對象的數據采集，采集設備內部結構包括多級電源模塊，處理器單元、存儲單元、CAN總線通信、J1708通信、遠程通信、模擬采集、開關量輸入等。采集裝置由IP65防護等級的鑄鋁外殼制成水平。那里有五個外部接口，其中兩個用于連接通信天線和GPS天線，三個SEMIMA-14接口用于連接外部信號和電源。

7 系統工作原理

啟動測試對象后，采集裝置打開電源運行多項任務，內置看門狗電路保證系統可靠性。在本研究中，采集設備有四個用戶任務用于數據采集（通信電纜）數據采集和分析模擬。收藏GPS定位、遠程數據傳輸、看門狗和運行狀態指示，數據采集設備嘗試通過車輛通過通信電纜通過通信電纜通過通信電纜獲取數據，其他采集設備在獲取數據后通過模擬輸入通道采集模擬、開關和頻率信號。另一個任務是從緩存中獲取數據信息，并將數據加載到基于LTE網絡的服務器上，完成數據傳輸和傳輸集合。如果通信協議失敗，系統將嘗試與服務器通信再來一次。如果連續10次通信失敗，系統將自動將對象恢復到數據采集設備的數據傳輸線上。

8 采集系統管理平臺功能

8.1 設備管理功能板塊

在收集設備上載的數據后，服務器在基本處理后存儲數據庫中的數據。應用服務器可以通過數據服務器提供的API接口從數據服務器從數據服務器獲取數據，以顯示和分析。設備管理功能部分由設備賬戶管理、設備點檢查管理、設備維護管理和設備備件管理等共同組成。

8.2 設備監控管理功能板塊

設備監控管理功能模塊主要用于設備運行監控、報警條件設置、報警過程記錄、運行行為統計、啟動時間統計、歷史數據分析、報警統計分析、設備運行分析等功能模塊，設備管理人員首先了解設備出現的異常情況，為可以監控系統運行過程中的故障點，系統能立即提示設備管理員對設備進行檢查和維修，及時排除設備故障，提高設備的系統可靠性。用戶可以自定義數據報警的上限，以滿足個性化系統報警的要求設置。

9 磷礦石浮選設備

膠磷礦浮選設備應根據不同類型膠磷礦的性質選擇合適的選礦工藝。浮選工藝是適應更廣泛的選礦方法；聯合選礦工藝是針對性較強的選礦方法,因其能簡化流程,降低能耗和藥耗,在以后的工作中應著重聯合選礦工藝的研究。磷礦石浮選設備、膠磷礦浮選設備主要采用傳統的槽式浮選機,傳統的槽式浮選設備已經廣泛地應用于國內外的磷礦選礦工業生產。浮選柱是一種新型高效的浮選設備,相對槽式浮選機具有結構簡單、占地面積小、制造周期短、能耗低等優點。

10 結語

由上可知，通過城門山銅礦智能化礦山建設一期項目設備的研究實現了設備數據的自動采集，同時能夠有效解決其中存在的問題，構建出一個統一的數據管理平臺，才可以為采礦設備的智能運維奠定良好的基礎。