智能露天礦山評價體系研究

吳瓊

摘? 要：當前，國內智能露天礦山建設尚未形成完善的評價體系以及建設思路，建設工作的展開缺乏統一的標準，在智能化的基礎上建立露天礦山評價體系能夠為礦山的發展提供促進作用。本文將建設智能露天礦山的定義，深入研究智能露天礦山的評價體系內容。

關鍵詞：智能露天礦山;評價體系;研究

前言：

在智慧地球概念的提出下，智能化發展成為在自動化、信息化之后的又一次革命性突破，煤炭行業的開采工作中，隨著自動化需求的提升，需要對現有的自動化生產設備進行改造升級;同時，還能深入挖掘露天礦山資源信息，發現不同信息之間的深度關聯，提升礦山的自我分析和決策水平。因此，高效、綠色的智能露天礦山在煤炭行業受到了更多的關注。在此發展趨勢下，智能露天礦山的發展速度被大力推動，但是其評價體系尚未建立完全，依然缺乏相應的標準和規范。

1.智能露天礦山定義

智能露天礦山的關鍵即露天礦山的“智能化”，在結合礦山原有信息以及日常管理信息后，智能化地提供決策建議，提升露天礦山的自我分析以及決策水平，保障露天礦山在“人、機、環、管”等方面工作的協調性，通過智能化手段對其進行統籌管理。智能露天礦山可以實現對礦山的生產、設備運行、環境、目標等內容的分析，并通過自動的感知進行協調控制，為煤炭企業的資源配置情況提供充足的數據依據，在露天礦山原本功能的基礎上，增加在線監測、自動控制、危害預警以、災害救援、智能開采等功能，保障在露天開采的過程中，能夠實現可視化、自動化以及智能化操作。

2.智能露天礦山評價體系

2.1基礎設施體系

智能露天礦山的基礎設施體系是實現露天礦山智能化建設的基礎，其中主要包括以下幾方面的建設工作：第一，基礎設施建設。規劃監控網絡、物聯網絡等信息，為數據采集、視頻監控、安全監測等功能提供技術支撐，確保數據傳輸期間的安全性以及準確性。第二，調度中心。為實現網絡傳輸、視頻、監控等功能進行遠程控制設備、遠程操作設備、屏幕顯示設備等設施的建設，確保所有設備都能受到統一控制，將信息進行集中展示，為生產作業的統籌發展提供基礎的環境條件以及硬件條件。第三，數據采集以及數據服務系統。這一系統包含環境、資源、生產、設備、能源、安全、運營等多種范圍的數據，要求數據具有統一的規范，為數據的共享及融合提供條件。還要建立數據服務系統，將所有數據進行集中儲存以及管理，并增加容災備份功能。第四，監控調度與管理。搭建監控平臺，對生產過程中的所有調度信息進行統一管理，實現對核心生產設備狀態的全面性實時監控。第五，信息發布。系統還需要具備環境監測數據、調度指令、數據管理、生產安全數據、經濟指標、預警與應急管理等能力，同時還需要具有發布信息審批流程的功能[1]。第六，系統安全。智能露天礦山評價體系中的網絡系統需要具有充分的安全水平，滿足安全等級技術需求。

2.2地質體系

露天礦山的智能化地質儲量環節中，需要進行開采設計、剝采排等環節的數據融合。這一體系智能化需要實現對地質儲量進行統一管理，系統平臺主要進行對礦床三維數據的模型搭建;地質數據庫中，需要包含剖面數據、鉆孔數據等，平臺則是主要進行生成鉆孔數據、查詢鉆孔信息等能力，還能直觀地在模型上對礦山的任意位置進行切割形成剖面數據，自動化建立鉆孔、水體、基巖等模型，通過對所有模型中關聯信息的深入分析，得出對露天礦山地質信息的推演，及時發現露天礦山中的風險隱患，搭建完整的地質體系數據庫。

2.3測量體系

在露天礦山的智能化測量工作中，通常使用無人機對其不同時間內數據進行采集并生成數據模型，發布至平臺中。智能露天礦山測量體系主要是使用無人機結合3D激光掃描儀的形式，展開對露天礦山數據的測量工作，實現自動化測量的目標。

2.4智能穿爆體系

智能露天礦山的穿爆體系需要搭建從炸藥入庫到最終數據采集的全過程管理，優化其中的爆破設計關節，運用統一的平臺實現對露天礦山的開采設計與發布作業，為采礦、地質、測量、穿爆、安保等多部門統籌管理提供數據支撐。智能露天礦山的穿爆體系需要達成無人化操作目標，實現自動進行穿孔、裝藥、識別煤巖、封孔、起爆等環節操作，保障工程的安全施工[2]。

2.5采運排及維修體系

露天礦山中的采運排體系中包含間斷工藝、連續工藝、半連續工藝等多項內容，生產系統具有較強的復雜性，不僅涉及的部門不同，而且多部門之間的作業都具有一定的交叉。其整體體系中包含礦山地質數據、礦山采剝計劃、剝離設備以及生產設備的運行狀況、設備供電信息等系統數據。礦山的地質信息發布完成后，生產計劃部門需要以數據為基礎設計進行露天礦山的剝離、生產作業規劃，而智能化采運排系統的主要作用即保障礦山各設備都能夠進行無人駕駛，在此基礎上實現協調發展，共同展開礦山的開采作業。

智能露天礦山設備檢修系統主要是對礦山開采工程中使用到的所有設備工況進行聯網，實時關注設備的運行參數信息，保障一旦設備出現故障問題可以及時發出預警信號。運用機器學習的形式，達成智能化檢修的目的。在運行設備發出預警信號后，需要及時將無人駕駛設備從生產狀態轉換為維修狀態，調配設備返回維修車間[3]。依據維修系統中設備的故障信息以及維修建議，進行相應的故障檢查和維修，保障及時處理設備的故障問題，為露天礦山的維修工作提供智能化預警以及維修指導服務。

2.6邊坡監測體系

智能露天礦山的邊坡監測體系主要是在礦山各處設置監測點或是運用雷達的形式對邊坡區域進行掃描，對其信息進行動態監測，監測數據包括表面位移、內層位移、水位、壓力等參數。同時，這一系統還可以與采礦進度計劃進行有機結合，依據計劃進程，邊坡監測系統能夠自動調整監測點位以及數量，若結合三維地質系統的相關數據，還能對邊坡臨時滑動狀態進行模擬，通過計算得出穩定幫坡角度，為露天礦山的開采計劃提供促進作用。

2.7安全輔助體系

智能露天礦山的安全輔助體系通常作用于對礦山安全生產的管控工作中，通過融合智能化技術實現對礦山安全生產的技術保障。這一體系通常運用機器學習與深度學習等方式，智能識別露天礦山作業中的違章行為，并針對違章行為進行處理，與露天礦山的網絡建設情況相結合，達成遠程操控系統作業的目標，降低前線生產作業的人員數量，由機器代替人工，針對礦山生產中的環節進行安全檢查，減少生產期間安全事故的發生頻率，保障現場安全的作業環境。

2.8綠色環境體系

為建立智能露天礦山綠色環境體系，需要相關人員立足于礦山的整體生命周期角度，針對其開發設計、生產、閉坑等環節對環境造成的污染進行控制。這一體系的建立必須首先搭建環境監測預警系統，實現對環境保護計劃的切實落實，依據不同時期的生產規劃，輔助其綠色生產作業。這一體系也是建立智能露天礦山的基礎工作之一。

結束語：

本文對智能露天礦山的定義以及主要構成體系進行了描述，通過上述情況可知，智能露天礦山的架構具有多種不同的從層次，涵蓋內容非常廣泛。通過搭建完善的智能露天礦山評價體系，能夠加快智能露天礦山的建設水平，提升其發展速度，推動露天礦山的綠色化、無人化發展。

參考文獻：

[1]付恩三，劉光偉，白潤才，王亮，張津鵬，魏世壯.智能露天礦山評價體系研究[J].煤炭工程，2022，54（05）：1-8.

[2]王忠鑫，趙明，趙丹丹，辛鳳陽，王金金，曾祥玉.露天煤礦綠色礦山建設支撐保障體系[J].露天采礦技術，2021，36（03）：1-7.

[3]張瑞新，毛善君，趙紅澤，郭蘇煜，賈宏君，趙學彬，孫健東，王群，李淋，馬遠平，王宇新，郭帥，鮑海明，林鈺淇.智慧露天礦山建設基本框架及體系設計[J].煤炭科學技術，2019，47（10）：1-23.