礦山自動化與信息技術的應用

丁 輝

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

在中國現有的礦山中，自動化和信息技術被礦產企業廣泛使用。對于礦山的施工來說，礦山自動化技術可以科學地裝備人力資源，提高勞動生產率，改善礦產開采及生產的安全性，實現更大的經濟效益提升。礦山自動化還可以降低環境污染，帶來相當大的社會效益。本文簡述了礦山自動化與信息技術的基本概念，并且分析了礦山開采中信息技術的應用。

1 礦山自動化與信息技術的基本概念

礦山自動化的基本要素是傳感器、信息網絡和自動化執行機構。而礦山信息系統網絡是連接整個礦山的信息和數據收集系統，礦山信息網絡系統的計算機信息管理系統是礦山自動化和礦山數字化的基礎，礦山信息系統網絡也是礦山自動化維護的重要角色[1]。實時自動化控制是礦山自動化的基本能力，由于企業內外狀況多變，礦山自動化就可以改變礦山內部設備條件進行高效率開采，輸出值可達到最高人工水平。礦山工程是我國資源開發的最重要的項目之一。隨著計算機技術在世界范圍內的提高和迅速發展，信息技術化已成為未來大多數工業發展的必然趨勢。礦業工程必須采用先進的工業科學技術，走科技化建設之路，節約礦業工程的生產資料，促進礦業工程的可持續綠色發展之路。信息技術主要基于信息方面的運用，在應用信息的過程中，必須建立有效的信息基礎。要讓礦山信息與技術互補，通過有效的信息化管理形式，我們可以制定科學的礦山開采計劃，實現對礦山開采的有效指導，在控制礦山開采的后期階段，所有步驟都必須從礦山實際情況中進行有效管理，企業為了確保所有開采工作都有規律進展，必須實施有效的信息管理[2]。信息技術本身是一個科學應用，它對整個礦山的生產具有明顯的指揮控制作用。

2 礦山自動化的運用

礦山自動化系統的主要功能是：使用各種傳感器，實時觀察檢測各子系統，將檢測到的數據的狀態、環境數據、故障診斷傳遞到相關工作人員的計算機設備上。并將數據實時處理到信息網絡中，并生成各種圖表。以此來監測和控制采掘作業的各個細節。為了使施工系統在健康穩定的狀態下正常運行，實時檢測施工系統和施工設備的故障、施工通信的中斷，可以保障整個施工網絡的正常經營，實現檢測和控制的整合，由此可以大幅削減礦產企業的人力資源數量和相應的成本[2]。自動系統軟件包括圖形處理軟件、歷史數據查詢軟件、實時數據處理和數據獲取軟件、實時檢測軟件、工業系統配置軟件和數據實時上傳軟件。軟件采用共享數據庫服務器、工業應用服務器和瀏覽器軟件，實現實時監控和系統整體信息控制。數據通信使用多線程技術和動態鏈接庫，提供可隨時顯示的監視數據、曲線、圖形、警報點的矢量化結構圖，并實時匯報數據。為了實現無縫連接的數據與人工對接系統，相關工作人員要選擇與礦工相同的機器配置，并且工作人員要為礦山的自動化設備配備相同的儀器。軟件具有實時性、開放性強、操作性高的數據存取能力。這需要集中管理各項礦山自動化技術，以滿足設備安全、生產管理正常運作的需要，如異常警報、失控警報、違法操作、機器運行故障等警報信息，相關工作人員要設置統一安全警報信息平臺，及時分析和處理警報信息。礦山自動化系統是可以檢測所有礦產開采及生產環節數據的綜合自動化系統，它可以全面收集關于工作方面的內容，可以收集設備實時生產的數據、生產技術數據、運轉管理數據、地震數據，實現井下實時動態信息的獲取[3]。數據存儲層貫通數據流通的整個過程，同時，自動化具有在線檢測集成生產單位的管理功能，數據傳輸層的大部分由企業網絡管理和產業數據構成，它通過無線和有線數據的組合形成具有完整網絡覆蓋，最終到達管理決策層。

隨著科學技術的快速發展，在礦業自動化的發展進程中，地下采礦裝置的演進趨勢是無人化、液壓、自動化、與微計算機控制，輔助設備的一體化與多功能化。從設備規格的增加到設備的性能優化、適應性增強；操作可行性、安全性、便利性的增加；微計算機控制、設備故障預測等。面對國家環保開發的號召，大多礦產企業還追加了因環境而變化的內燃機泵等新的輸電系統，這大大降低了設備在操作時引起的環境污染，降低了勞動者的健康危害。在企業開采礦產的進程里，先進的開采設備不僅保障了開采工作人員的生命安全，而且保證了產品的質量，大大的減少了生產所用時間，提高了采礦的效率。由于礦產開采自動化設備在各大礦山企業的普及，在礦山礦業資源的開采自動化，硬巖的連續開采，機械化的綜合隧道技術的開發中，在礦山資源開采的行動下，地下移動破碎機和連續運輸裝置的連續開采等方面，使用了大量高效裝備。在礦山設備自動化的開發過程中為了適應礦山復雜變化的地理環境和氣候環境，大多數礦山企業就利用遙控采礦裝置來大大提高采礦的靈活性。許多礦山企業為了增加礦產資源的開采量，為了保障礦山施工人員的安全，大多會使用遙控、無線通信、在線檢測等先進信息技術來遙控礦山自動化設備。在礦產資源開采過程中，遙控開采礦會也是裝配礦山設備的重要部分。在過去的礦山開采過程中，由于開采環境的影響，大多數開采人員必須很長一段時間都在陰冷、黑暗的環境中工作，在開采環境異常的情況下，這些致命的開采環境就會把他們的生命暴露在危險之中。因此，礦山開采機器人的研發就具有了重大意義。首先，礦山機器人基本上可以適應各種礦山環境，同時，礦山自動化機器人在高危環境的礦山場地上作業，就減少了礦山開采中人員的傷亡，有效地保護礦工的生命安全。最后企業在研發礦山自動化機器人的進程中，機器人研發師可以依照礦山實際環境情況，來調節礦山機器人的組裝材料和內部結構，使礦山機器人可以在高寒、高溫、潮濕、粉塵等惡劣的工作環境中運行。

3 信息技術在礦山中的運用

目前，我國礦山生產環境惡劣，生產過程復雜。從這些問題上來看，企業應該基于電子信息技術的運用、計劃、統一、整理、經營信息的管理，確立礦山安全管理監視、識別模式的整合設定，根據收集的信息進行進一步的數據分析。在優化信息系統后，要通過工業數據收集和監控數據整合，依靠礦山安全信息管理、監控和識別，獲取礦山安全信息數據。電子信息技術在礦山工程生產活動中的應用不僅可以為礦山生產提供有效的應急處理計劃，還可以全面提升礦山生產的安全性。目前，由于一些客觀原因，礦山資源開采項目的難度與安全檢測問題較多。企業可以通過引進能夠改善礦山安全率的電子信息技術，來逐步形成整合的數據整合、安全檢測信息傳遞和安全問題處理的工業信息處理系統。在這個階段，中國的礦山技術面臨著全面安全監視的問題。企業雖然設置了安全監視裝置，但是礦產開采人員不能迅速高效的看到安全通知。如果在礦山工程中發生了安全性事故，被困人員將無法及時救助，這也會降低礦山救助工作的效率。因此，企業可以使用電子信息技術進行實時監測，通過監測到的數據，發現事故的早期苗條，及時進行修理或其他應對措施。從而防患于未然，大大降低事故發生率，提高生產安全性。即便發生意外情況，也可以迅速找到被傳感器監測到的人員，并實現高效的救助活動。提高礦山安全性生產監測效率提高電子信息技術在礦山安全開采中的應用，規范礦山開采秩序，通過運用信息技術，完善安全監控機制，這有效的提高了看礦山的安全性和生產效率，使礦山企業在提高管理水平的同時，也加強了礦山的開采速度。地下人員安全測試系統的組成結構相對簡單，主要分為進口與出口點，在初始設置階段，通信線路和計算機需要在不同的時間連接，需要在不同的測試點設置不同的機器[4]。考慮到現有的安全系統，相關人員要在應用過程中對安全性測試系統進行時間分析，并考察礦山設計形式的要求，設置出口系統，并且關于包含了各地區有效控制的注意事項。從大部分礦山資源的來看，在信息記錄階段，必須從礦山整體開始，有必要有效地分析所有種類的信息，不同部門的信息，礦山智能系統是包括信息數據和數據分析在內的安全管理系統，礦山設備通過改進管理系統，可以實現較為安全的安全管理礦山。地下緊急避難系統是在礦山發生緊急危機時，使用的系統。在緊急避難所，可以通過使用信息系統，建立自救、通信系統，使地下工作人員能夠順利地通過地面工作人員、自我幫助系統等取得營救。例如壓縮器可以把新鮮空氣壓縮到地下開采場地，無論地下開采人員是開采還是營救，新鮮空氣都會源源不斷的運輸到地下開采的場地，以此來為工作人員提供新鮮的氧氣。通過自動化的信息系統，可以在檢測到危險情況時，自動啟動壓縮器工作。

4 結語

科學技術與現代信息的發展使得礦山開采變得更加便捷，大多采礦企業會在開采的過程中采用自動化技術，以此來提高開采的效率，節約人工成本，增加經濟效益。也能最大減少開采過程中人員的傷亡，提高生產安全。而信息技術的使用則能有效整合礦山中的信息資源，提高礦山生產的現代化水平。