智慧礦山建設架構體系與關鍵技術

余軍溫

阿克蘇拜城縣眾維煤業有限公司 新疆 阿克蘇 842300

科學技術的進步,推動著各個行業、各個領域朝著“智慧化”、信息化建設方向發展,煤炭產業作為我國重要的產業之一,是我國國民經濟的重要組成部分,但在合理開發資源、環境保護、資源的充分利用等方面存在一系列的問題。傳統煤礦礦山企業呈現出封閉性、落后性,其由于自身或外在的原因導致其無法緊跟時代潮流,其面臨了新的局面,急需轉型升級,適應現代化需求。智慧礦山建設,是利用現代信息技術,即人工智能以及智能分析等技術來促進煤礦礦山企業改變運行結構,通過生產技術的整體提高,來解決資源的不合理開發、環境污染等問題,推動多方共同受益局面形成。

一、智慧礦山概念

智慧礦山,是新世紀現代科學技術發展下的產物,其是實質一種將信息化收集、控制自動化、數字信息技術相結合的礦山系統。其具有以下幾方面的特點：首先,可持續性。由于礦山生產工作體系龐大而復雜,傳統礦業不同時期的工作側重點不同,往往會帶來不平衡發展,而智慧礦山將對礦山生產水平、礦山生產與經營管理工作統一、企業未來發展規劃等工作重視有機結合,促進了礦山企業的可持續發展。其次,自動性。智慧礦山將自動化控制技術以及信息化生產技術有機結合,實現人工參與程度減少,運營管理統一控制的目的。最后,統一性。智慧礦山通過現代信息技術的應用,將整個工作進行協調、統一,使得礦山企業在發展過程中,可以有效結合數據反饋以及現代信息技術(人工智能、信息化收集、數字信息化等)對工作進行調控,從而促進產業的發展[1]。

二、智慧礦山建設架構體系

智慧礦山建設過程復雜,需要按照一定的架構體系來開展,為保證智慧礦山建設的架構體系正常開展,具體有以幾方面的環節設置：(1)展示層。通過虛擬現實技術的處理,通過相關數據以及移動設備、網絡系統的運用,將礦山的實際情況進行展示,以促進工作的進一步開展。通過將相關收集資料數據與信息進行展示,為以為環節做好鋪墊。(2)智慧決策與控制層。智慧信息數據決策以及控制環節作為關鍵環節之一,通過大數據技術以及云計算技術的應用,同時,結合綜合性研究,推動礦山工作實現智慧決策。其中主要通過云計算平臺進行調度指揮工作、生產管理工作、安全管理工作、經營決策工作以及應急響應工作等,通過這幾方面的綜合把握,推動礦山工作實現智慧決策。(3)存儲層。在數據傳輸過程中,將數據進行處理、整理、存儲,將數據上傳到云端,避免數據的丟失,實現數據的規范化管理。(4)傳輸層。即將網絡數據的傳輸,按照一定的原則(一體化),推動礦井范圍內全面的網絡系統覆蓋。(5)數據采集與執行層主要是指對礦山企業的相關數據進行收集、整理收集的數據以及決策數據信息的執行等一系列的操作,其是對礦山企業的數據信息進行采集,以及決策數據信息進行執行操作。其中主要包括,綜合自動化系統(輔助運輸監控數據、提升監控數學、排水監控數據等)、環境監測系統(瓦斯監測數據、水文監測數據、沒煙監測數據等)、生產管理系統(生產計劃數據、生產技術數據等)、安全管理系統(危險源數據、一通三防等)、經營管理系統(人力資源數據、物資數據、運銷數據等),通過對五個系統,幾十種數據的采集、整理以及執行[2]。

三、智慧礦山建設關鍵技術

1.空間信息技術

空間信息技術是一種以定位技術、遙感技術等為核心的一種地理信息搜索技術。在智慧礦山建設過程中,通過空間信息技術的使用,可以將數據采集、研究分析、操作處理工作與自動化調度系統結合,促進高效、實用、精準的一體化信息平臺的建設,實現智慧礦山信息管理系統建立。

2.自動化采煤技術

傳統煤礦發展模式逐漸被新的技術應用所改變,智慧礦山,借助“大數據”、“信息化”技術,實現了煤礦企業的發展、升級。自動化采煤技術作為關鍵技術之一,其通過大量使用自動化設備,減少人員的實地操作。該技術的應用,一方面,減少實際人工開采過程,礦井的生產(采煤與掘進配比)失調,提高資源回收率、降低人工成本。另一方面,由于煤礦開采工作存在許多安全隱患,自動化開采技術的應用,大大減少事故損失,通過相關專業人員對操控環節進行把控,有效促進自動化采煤工作開展。其中,自動化采煤技術需要地質識別技術、記憶切割煤礦技術等技術的有機結合,實現自動化采煤工作。

3.虛擬化技術

虛擬化技術,是指通過數據的收集,整理以及分析工作,將與礦山相關的信息與系統進行聯系,解決礦產產業在開采煤礦資源中不可視地區的帶來的問題。通過實地的勘測、數據的收集、以及,相關技術的使用,搭建三維地質模型,進而減少不可視地區帶來的對工作的干擾,通過模擬化、虛擬化模型建設,加強工作人員對工作場景的了解,推動智慧礦山的安全生產落實。

4.礦用傳感器技術

礦用傳感器,其主要的作用在于對礦井相關數據進行實時監測,例如,我國目前吸收消化國內外先進的測塵技術所研發的礦用粉塵傳感器,其對粉末的濃度測量具有測量快速準確、就地顯示、性能強等一系列的特點,給礦產工作帶來便利,礦用傳感器技術其作為智慧礦山的核心技術,但我國現階段使用的礦用傳感器,沒有達到實時監測的程度,需要研究人員進一步的研發,促進智慧礦山落實[3]。

結束語

綜上所述,智慧礦山這一現代科學技術發展下的產物是當前礦山企業發展的趨勢,可以有效解決傳統礦山建設過程中存在的問題,同時,其憑借空間信息技術、自動化采煤技術、虛擬化技術、礦用傳感器技術等關鍵技術,極大程度推動了礦山企業的發展,促進礦山企業不斷改革。