礦業(yè)大數(shù)據(jù)采集

盛寶麗 管志鵬

摘要：本文首先論述了大數(shù)據(jù)采集的建設(shè)背景，其次論述了礦業(yè)核心業(yè)務(wù)及其數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，并且從提升系統(tǒng)自動化、通風(fēng)系統(tǒng)自動化、排水系統(tǒng)自動化、供風(fēng)系統(tǒng)自動化、充填自動化系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)自動化以及選礦自動化幾個方面來論述自動化數(shù)據(jù)流的分析和研究，最后點(diǎn)明了大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和提取。

關(guān)鍵詞：礦業(yè)資源;數(shù)據(jù)工作;自動化

引言：礦產(chǎn)行業(yè)作為中國的重要行業(yè)，不僅能夠帶動目前階段的中國經(jīng)濟(jì)增長，而且有助于其他產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán)發(fā)展，對人們生活有著不可忽視的作用。因此在實(shí)踐中，需要采取各種措施，來做好礦業(yè)大數(shù)據(jù)的采集工作，確保數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性和正確性，從而為我國的礦產(chǎn)行業(yè)做出貢獻(xiàn)。

1.大數(shù)據(jù)采集的建設(shè)背景

山東礦業(yè)（萊州）有限公司三山島金礦作為山東黃金集團(tuán)一流示范礦山建設(shè)試點(diǎn)單位，為了更好的促進(jìn)企業(yè)向前發(fā)展，在大數(shù)據(jù)平臺項(xiàng)目建設(shè)過程中，始終做到圍繞數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，從而做到進(jìn)行好數(shù)據(jù)資產(chǎn)梳理，并通過大數(shù)據(jù)平臺將礦山已有的各個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向的打通。并且將礦山生產(chǎn)過程中大量的結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集、海量存儲，從而形成三山島金礦統(tǒng)一的數(shù)據(jù)湖，融合多種新型技術(shù)，全面管控多方面的生產(chǎn)要素，真正做到快速感知問題、智能處理問題、并且做好決策分析的工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)全面集成、有效協(xié)同的好效果[1]。

2 礦業(yè)核心業(yè)務(wù)及其數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

實(shí)踐過程中，相關(guān)的人員可以依據(jù)三山島金礦的生產(chǎn)和管理的實(shí)際情況，來做好相應(yīng)的統(tǒng)籌工作。其中，數(shù)據(jù)資產(chǎn)所涉及到的業(yè)務(wù)主要包括資源管理（地質(zhì)資源、儲量管理）、生產(chǎn)管理（計劃、調(diào)度、驗(yàn)收）、安全管理、礦石流以及重要礦石數(shù)據(jù)等。在對數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行系統(tǒng)整合時，一定要認(rèn)真仔細(xì)，因?yàn)槊恳粋€環(huán)節(jié)都和其他環(huán)節(jié)有著密切的關(guān)系。此外，根據(jù)生產(chǎn)過程中礦石流經(jīng)各生產(chǎn)工序時發(fā)生的礦石數(shù)量、質(zhì)量和位置的變化情況，礦石流應(yīng)包括：地質(zhì)資源、地質(zhì)儲量、備采礦量、采礦量、出礦量、提升量、原礦量、精礦量，在對此進(jìn)行數(shù)據(jù)工作時，要做到清晰明確，不能忽視其中的任何一個環(huán)節(jié)。從而做到保證礦石流系統(tǒng)的有效開展。

3. 對自動化數(shù)據(jù)流的分析研究

3.1提升系統(tǒng)自動化

礦山企業(yè)生產(chǎn)過程的自動化、數(shù)字化和普通的制造企業(yè)有很大的不同，尤其是分布在不同中段中的采掘生產(chǎn)，因?yàn)樽鳂I(yè)地點(diǎn)比較分散、作業(yè)過程不能保持連續(xù)、以及作業(yè)條件非常惡劣等原因，想要有效的實(shí)現(xiàn)自動化、數(shù)字化有著很大的困難。因此在實(shí)踐中，需要提升系統(tǒng)自動化的功能。提升系統(tǒng)是地下礦山非常主要的運(yùn)輸系統(tǒng)，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對每名人員的安全、設(shè)備的安全以及礦山的整體生產(chǎn)效率有著非常重要的影響，因而想要做好數(shù)字化礦山建設(shè)， 一定要做好提升系統(tǒng)的自動化和數(shù)字化監(jiān)控的功能。提升系統(tǒng)自動化，不僅能夠做到在線監(jiān)測提升系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而且可以早發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的設(shè)備故障，并且對安全系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測，從而能夠保障礦山可以安全并且高效的進(jìn)行生產(chǎn)[1]。

3.2通風(fēng)系統(tǒng)自動化

井下通風(fēng)的狀況對現(xiàn)場出現(xiàn)的工作環(huán)境有著非常直接的影響，從而對井下人員所出現(xiàn)的安全狀況產(chǎn)生一定程度的影響。在實(shí)踐中，相關(guān)人員通過井下工作環(huán)境實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)，能夠及時獲取到井下工作現(xiàn)場所出現(xiàn)的風(fēng)速、溫度等具體狀況，不僅如此，還能夠?qū)崟r監(jiān)測到粉塵的濃度、以及一氧化碳濃度、氮氧化物濃度等，并且可以通過科學(xué)的方法，來計算出具體的通風(fēng)風(fēng)量，并且對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行一定程度的優(yōu)化，保證通風(fēng)的效果能夠達(dá)到最好，從而改善井下所出現(xiàn)的作業(yè)環(huán)境，并且做到保證每一位人員的安全[2]。

3.3排水系統(tǒng)自動化

水作為能夠影響地下金屬礦山安全的一個非常重要的因素，在實(shí)踐中，要非常注重它的作用和影響力。正因如此，出于能夠進(jìn)行安全生產(chǎn)，以及有效節(jié)約能源的目的，需要建設(shè)好排水系統(tǒng)自動化。通過遠(yuǎn)程集成監(jiān)控水倉水位，排水量和泵組信息，能夠有效幫助人員了解到水泵的具體運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以及水位的安全情況，并以此為基礎(chǔ)，對泵組的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行有效的自動控制，從而真正做到安全節(jié)能、并且能夠保障生產(chǎn)的有效進(jìn)行[3]。

3.4供風(fēng)系統(tǒng)自動化

礦山供風(fēng)系統(tǒng)自動化的建設(shè)，主要有三個目的：第一點(diǎn)時可以通過遠(yuǎn)程的監(jiān)控，并且做到根據(jù)實(shí)際的需要，從而來有效進(jìn)行自動開機(jī)，這種做法可以做到幫助實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)進(jìn)行自動調(diào)控的功能，從而完成沒有人進(jìn)行值守的目標(biāo);第二點(diǎn)是壓風(fēng)系統(tǒng)的啟動時間來進(jìn)行優(yōu)化的調(diào)節(jié)，從而可以真正做到生產(chǎn)節(jié)能降耗;第三點(diǎn)是，需要借助遠(yuǎn)程計量系統(tǒng)，來幫助壓風(fēng)動力計量的遠(yuǎn)程自動化。

3.5充填自動化系統(tǒng)

充填自動化系統(tǒng)的建設(shè)目的，是對能夠?qū)崿F(xiàn)充填工藝的各個環(huán)節(jié)中所具有的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，從而做到保證造漿的效果、攪拌桶液位等工藝參數(shù)能夠具有非常穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)而真正保證充填所具有的強(qiáng)度，盡可能延長好充填系統(tǒng)的壽命。并且實(shí)時監(jiān)測充填車間設(shè)備的主要參數(shù)，如果設(shè)備出現(xiàn)不正常狀態(tài)，能夠提早進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，從而提前排除故障系統(tǒng)，來真正做到保證社會可以進(jìn)行高效正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且確保井下能夠進(jìn)行持續(xù)、均衡的生產(chǎn)。

3.6變配電系統(tǒng)自動化

變配電自動化系統(tǒng)，可以借助綜合自動化系統(tǒng)，從而真正做到把高壓供配電系統(tǒng)同以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行較好的連接，并且將高壓供配電系統(tǒng)的相關(guān)信息有效傳輸?shù)缴a(chǎn)調(diào)度指揮中心。相關(guān)的控制人員能夠在調(diào)度室內(nèi)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制高壓供配電系統(tǒng)，從而真正實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)沒有人值守、能夠自動監(jiān)控的目的。

3.7選礦自動化

在進(jìn)行選礦自動化建設(shè)時，首先需要通過選礦廠做好一系列的自動化控制功能，從而真正對破碎系統(tǒng)做到連鎖控制、自動調(diào)節(jié)給礦量及破碎機(jī)排礦口、自動檢測好礦倉料位;并且對一系列的數(shù)據(jù)量做好自動的控制，從而真正能夠達(dá)到最佳的配比、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化功能，做到讓選礦的處理量以及選礦的回收率得到提高;實(shí)現(xiàn)對很多設(shè)備以及系統(tǒng)的自動控制。

4. 大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與提取

4.1對大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合

在對礦山生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合時，可以通過大數(shù)據(jù)集成平臺的辦法，來實(shí)現(xiàn)礦山大數(shù)據(jù)的采集、分析等一系列的功能，提供多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、海量數(shù)據(jù)分析以及成果的可視化展示和全流程的管理與運(yùn)維。從而真正做到實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的共享交流，為管理決策提供有效的數(shù)據(jù)服務(wù)支持。三山島金礦數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的架構(gòu)

結(jié)合目前三山島金礦的管理實(shí)際，所涉及到的數(shù)據(jù)管理體系架構(gòu)主要由兩層架構(gòu)組成。下層架構(gòu)為基礎(chǔ)層，描述了底層礦山生產(chǎn)經(jīng)營過程中產(chǎn)生的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和使用的信息管理系統(tǒng);上層信息架構(gòu)描述了對信息的管理過程。

4.2三山島金礦實(shí)時數(shù)據(jù)采集

在做好對三山島金礦實(shí)時數(shù)據(jù)采集工作時，需要做好實(shí)時采集的關(guān)鍵能力設(shè)計，其中主要包括以下幾個方面。第一，支持Rest API：通過Rest API接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)消息通道的創(chuàng)建、傳輸和消費(fèi)。第二，可靠性保障機(jī)制：消息發(fā)送時消息落盤后返回結(jié)果，消息消費(fèi)時需要確認(rèn)消費(fèi)結(jié)果，保證消息生產(chǎn)和消費(fèi)的可靠性。第三，彈性伸縮：在租戶使用Topic數(shù)量增加時可動態(tài)擴(kuò)展，支持彈性水平擴(kuò)展的能力。第四，支持多語言SDK/Agent：能夠?qū)又髁鏖_源采集工具，完成數(shù)據(jù)采集、傳輸和分發(fā)，預(yù)置數(shù)據(jù)抽取、格式轉(zhuǎn)換、壓縮等處理算子。

結(jié)論：總而言之，在實(shí)踐的過程中，真正做好礦業(yè)大數(shù)據(jù)的采集工作，需要相關(guān)人員運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)手段，并且采取一系列恰當(dāng)合理的辦法，來做好數(shù)據(jù)的整合，并且有效保證提交數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量，從而真正意義上促進(jìn)我國礦業(yè)資源的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚永杰，郭佳.全國礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查數(shù)據(jù)采集與信息系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)[J].地理信息世界，2011，9（05）：6.

[2]林燕，王永志，李景朝.全國礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查數(shù)據(jù)采集與整理標(biāo)準(zhǔn)化研究[J].地理信息世界，2018，9（05）：10-14+18.

[3]王永志，林燕，李景朝.全國礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查數(shù)據(jù)采集與信息系統(tǒng)建設(shè)[J].中國礦業(yè)，2017，20（07）：45-49.