5G時(shí)代智慧礦山安全管理模式建設(shè)

王立娟

（隆化縣聚合商貿(mào)有限公司，河北 承德 067000）

面對國際市場波動和國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力，早期的粗放式生產(chǎn)、運(yùn)行和管理模式導(dǎo)致總體成本偏高、效率較低、污染較大，且長期存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，已不適應(yīng)新時(shí)期的發(fā)展需求。目前，礦產(chǎn)行業(yè)正處于由人力勞動、機(jī)械化向信息化、自動化、智能化升級轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。5G技術(shù)將發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，賦予礦區(qū)生產(chǎn)管理新范式，加速綠色、高效、安全的智慧礦山建設(shè)。新技術(shù)、新器件、新芯片是5G網(wǎng)絡(luò)性能顯著提升的基石，在5G初期應(yīng)用中將給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來一定的成本壓力，新技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性也需要實(shí)際現(xiàn)場使用的檢驗(yàn)。但是，現(xiàn)存智慧礦山安全管理模式還沒有與安全情報(bào)進(jìn)行緊密的聯(lián)系，隨著安全管理模式的不斷優(yōu)化改革，傳統(tǒng)模式已無法適應(yīng)當(dāng)下發(fā)展的需求。因此，加強(qiáng)5G時(shí)代智慧礦山安全管理新模式研究具有重要意義。

1 5G在鐵礦開采智能化建設(shè)中的作用

我國是礦石開采大國，鐵礦石開采在工作展開中最讓人重視的問題是鐵礦石開采安全，而現(xiàn)階段，隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵礦石開采過程中會以信息為媒介進(jìn)行聯(lián)系。傳統(tǒng)的信息交流媒介存在著穩(wěn)定性差，安全系數(shù)較低的應(yīng)用問題，而最新研發(fā)出的第五代移動通信技術(shù)，完美的解決了這一問題現(xiàn)象。大量的信息數(shù)據(jù)如果不及時(shí)處理出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，會給智慧礦山的建設(shè)和管理工作的應(yīng)用落實(shí)增加一系列的難度系數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，極大多數(shù)的礦山在發(fā)生安全事故是都是因?yàn)槠涔芾硐到y(tǒng)的工作效率系數(shù)較低，較為傳統(tǒng)的礦山管理模式已經(jīng)不適合當(dāng)下的時(shí)代發(fā)展，不滿足5G時(shí)代智慧礦山在不同場景進(jìn)行信息傳輸?shù)囊?guī)范要求。所以，現(xiàn)階段對5G時(shí)代智慧礦山安全管理新模式進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析具有較高的應(yīng)用意義。其作用主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1.1 物理控制

鐵礦石智能傳感器在實(shí)際應(yīng)用過程中具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢，所以對諸多種類的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。傳感器是智能鐵礦石建設(shè)過程中最基本的工作儀器，儀器在實(shí)際工作中對各項(xiàng)設(shè)備的工作狀態(tài)，工作質(zhì)量以及具體實(shí)施工程的周圍環(huán)境以及人員安全等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全方面的把控。例如，對開采設(shè)備的工作位置、具體情況以及工作質(zhì)量等進(jìn)行把控；對具有巡查效果的儀器設(shè)備進(jìn)行路線規(guī)劃對周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，避免一切影響工作質(zhì)量的因素。

1.2 智能控制

鐵礦石工作具有一定的難度系數(shù)和復(fù)雜性，安全指數(shù)在具體生產(chǎn)過程中難以把控，然而鐵礦石安全生產(chǎn)管理廣受人們的關(guān)注。為了減少鐵礦石工作從人員受到傷害的概率，鐵礦石工作往往會采用較少的人員進(jìn)行工作展開，然而為了保證工作展開的質(zhì)量水平和工作效率符合相關(guān)的規(guī)范要求，對遠(yuǎn)程智能管控技術(shù)進(jìn)行具有針對性的完善和優(yōu)化。譬如，對挖掘工作展開前要對開采初期的成分進(jìn)行監(jiān)測，并利用新興技術(shù)對工作的距離進(jìn)行遠(yuǎn)程把控。

1.3 綜合管控

鐵礦石智能化建設(shè)在實(shí)際過程中雖然對工程的開展和行政管理工作的展開具有一定的應(yīng)用價(jià)值，但是并不具有多元化和全面性。鐵礦石智能化建設(shè)要確保系統(tǒng)具有多元化，系統(tǒng)化和全面化，以便對問題進(jìn)行綜合系統(tǒng)的管理和把控，降低管理和跑空操作的難度系數(shù)，讓更多相關(guān)的工作人員可以投入鐵礦石智能化建設(shè)操作過程中。

2 礦山行業(yè)現(xiàn)狀與問題

相比通信技術(shù)本身的創(chuàng)新和演進(jìn)，5G正在改變社會生活乃至各行各業(yè)。5G在垂直行業(yè)的深度應(yīng)用將助力傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型，幫助其實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的戰(zhàn)略升級，并將推動加速實(shí)現(xiàn)智能制造、智慧電網(wǎng)、智慧城市、智慧園區(qū)等。礦業(yè)是傳統(tǒng)工業(yè)的血液，更是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。近年來，我國的科學(xué)技術(shù)和智能化都得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，礦山智能化水平在實(shí)際應(yīng)用過程中的各個(gè)方面以及各個(gè)環(huán)節(jié)也得到了有效的提升，但與諸多礦業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍然處于落后發(fā)展階段。受礦山智能化水平發(fā)展的影響，員工對我國礦山智能化水平的提高予以了高度的重視，并展開了一系列的研究工作。

（1）鐵礦石生產(chǎn)過程中存在著嚴(yán)重的安全施工問題。從2009年開始，我國鐵礦石生產(chǎn)行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，隨之帶來的是各種安全問題。生產(chǎn)不具備良好的生產(chǎn)環(huán)境和條件會對生成過程中的安全指數(shù)造成一定的影響，我國鐵礦石生產(chǎn)安全問題較為嚴(yán)重，還會對本行業(yè)的未來發(fā)展造成影響。

（2）鐵礦石生產(chǎn)模式以及所使用的機(jī)械設(shè)備較為傳統(tǒng)和落后。傳統(tǒng)的礦山應(yīng)用模式以及相關(guān)的機(jī)械設(shè)備，在使用過程中無法達(dá)到現(xiàn)階段行業(yè)的發(fā)展需求和應(yīng)用效率，這也導(dǎo)致鐵礦石行業(yè)在生產(chǎn)過程中存在生產(chǎn)率下降的現(xiàn)象。而信心化技術(shù)對鐵礦石生產(chǎn)行業(yè)的工作模式進(jìn)行優(yōu)化，可以有效改善鐵礦石生產(chǎn)率低下的問題。

（3）傳統(tǒng)礦山行業(yè)在信息儲存方面存在著一定的應(yīng)用問題。企業(yè)以及相關(guān)部門對信息數(shù)據(jù)的重視程度并不關(guān)注，導(dǎo)致礦山行業(yè)在運(yùn)作過程中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)遺失或不準(zhǔn)確等問題，從而影響鐵礦石企業(yè)的發(fā)展前途。

（4）傳統(tǒng)礦山行業(yè)在工作開展過程中還存在著一定的衛(wèi)生環(huán)保問題。礦山行業(yè)在工作開展過程中具有一定的復(fù)雜性，無論是哪一階段在實(shí)際應(yīng)用過程中都會對我國的環(huán)境造成一定的影響，例如，工作開展過程中所產(chǎn)生的廢渣和廢水等。而且由于一些礦山行業(yè)不具備自動化技術(shù)會出現(xiàn)濫挖濫采現(xiàn)象。

3 智慧礦山安全管理本質(zhì)內(nèi)涵

智慧礦山安全管理分為I、F、D以及A四個(gè)成分，各個(gè)成分在實(shí)際應(yīng)用過程中都需要互相配合，協(xié)調(diào)應(yīng)用。四個(gè)組成成分分別對應(yīng)信息數(shù)據(jù)的收集、對安全管理進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析、根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果決定應(yīng)用方法以及展開科學(xué)有效的實(shí)際應(yīng)用。信息數(shù)據(jù)收集主要是對礦山工程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集匯總，為礦山安全管理提供基礎(chǔ)保障。安全分析主要是對所搜集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)、專業(yè)的研究分析，以便對可能發(fā)生的潛在安全問題進(jìn)行防范。應(yīng)用方法主要在安全分析進(jìn)行的基礎(chǔ)上展開，確保應(yīng)用方法創(chuàng)設(shè)的科學(xué)性和合理性。實(shí)際應(yīng)用主要是將應(yīng)用方法落實(shí)于實(shí)處。

4 安全管理新模式

4.1 露天礦山安全監(jiān)測信息采集

目前，鐵礦石工程在實(shí)際作業(yè)過程中需要對生產(chǎn)過程中的信息進(jìn)行接收和傳輸，而一些較為危險(xiǎn)的監(jiān)控區(qū)域因?yàn)榄h(huán)境原因并沒有相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備。為了提高露天礦山安全管理體系的應(yīng)用質(zhì)量，要在礦山道路及高危范圍安置多個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)，因此，要求相關(guān)的儀器設(shè)備在應(yīng)用中具有耗能低、穩(wěn)定性強(qiáng)等應(yīng)用性能，同時(shí)要保障傳輸?shù)木€路質(zhì)量符合相關(guān)的規(guī)范要求。5G信息技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要消耗的時(shí)間為0.01s內(nèi)，而可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速度高達(dá)106km，完全符合我國礦山工作展開的安全要求。出于礦山安全工作的需要，要在露天礦山的各個(gè)工作傳感器上都應(yīng)用落實(shí)5G互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，以便對工程展開過程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的收集和研究分析。

4.2 露天礦廠安全生產(chǎn)管控模式

（1）對地質(zhì)信息可以進(jìn)行系統(tǒng)的勘探。主要是利用三維立體技術(shù)對露天礦廠地質(zhì)各項(xiàng)信息進(jìn)行勘探，以便對各項(xiàng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、收集和研究分析比對。

（2）對危險(xiǎn)信息進(jìn)行預(yù)警系統(tǒng)。主要是利用風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告，對礦廠工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)信息時(shí)進(jìn)行及時(shí)有效的分辨，并提出應(yīng)對措施。

（3）智能化工作系統(tǒng)。對鐵礦石掘進(jìn)工作中存在的矛盾問題進(jìn)行完善優(yōu)化，以便可以保持智能化掘進(jìn)。

（4）機(jī)器人化智能開采系統(tǒng)。將機(jī)械設(shè)備賦予擬人化，以固定的工作模式和進(jìn)程進(jìn)行施工操作，包括對各項(xiàng)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，確保各項(xiàng)工作系統(tǒng)穩(wěn)定推進(jìn)。

（5）礦山施行綠色環(huán)保系統(tǒng)。鐵礦石開采過程中會對周圍的綠色環(huán)境造成破壞，會影響自然生態(tài)，而綠色環(huán)保系統(tǒng)可以有效解決這一問題，提高鐵礦石資源的利用率，創(chuàng)建綠色環(huán)保的工作狀態(tài)。

（6）礦山機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能化把控。對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的檢測和修護(hù)，并根據(jù)實(shí)際情況和參數(shù)創(chuàng)設(shè)健康報(bào)表，以便后續(xù)進(jìn)行查看。

（7）智慧鐵礦石集中管理系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及鐵礦石工程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)為依據(jù)，創(chuàng)設(shè)具有智能化的信息集中把控平臺，以便對鐵礦石系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的把控和調(diào)節(jié)，以便保障鐵礦石各項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)節(jié)。

5 結(jié)語

介紹了5G技術(shù)與智能礦山的概念及其在無線數(shù)據(jù)傳輸、目標(biāo)跟蹤、應(yīng)急管理中的應(yīng)用。5G技術(shù)的應(yīng)用可進(jìn)一步強(qiáng)化智能礦山建設(shè)的安全性，確保網(wǎng)絡(luò)通信及信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，解決通信延時(shí)問題，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動目標(biāo)跟蹤及運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控。在智能礦山5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，應(yīng)重視成本管控，鼓勵(lì)供應(yīng)商和各企業(yè)參與到5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，以實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋，確保各項(xiàng)業(yè)務(wù)快速開展，保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。