礦山智能化建設(shè)現(xiàn)狀與管理創(chuàng)新的探討

徐麾

[摘? ? 要]文章對礦山智能化的建設(shè)進(jìn)行了全面分析，發(fā)現(xiàn)其在供電、選礦、供排水、主運(yùn)輸、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及綜采工作面中都包含了智能化的建設(shè)內(nèi)容，并從其建設(shè)內(nèi)容中總結(jié)出了拓寬網(wǎng)絡(luò)渠道、統(tǒng)一子系統(tǒng)接口、保障設(shè)備安全可靠、建設(shè)專業(yè)人才隊(duì)伍以及關(guān)鍵技術(shù)攻堅(jiān)等關(guān)鍵點(diǎn)，期望通過搭建智能管理平臺以及構(gòu)建管理架構(gòu)體系的方式，對其智能化管理進(jìn)行創(chuàng)新，完善礦山的智能化建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]智能化建設(shè);礦山建設(shè);管理創(chuàng)新

[中圖分類號]TD67 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–02

Discussion on Current Situation of Mine Intelligent

Construction and Management Innovation

Xu? Hui

[Abstract]The article has conducted a comprehensive analysis of the intelligent construction of mines， and found that it includes intelligent construction content in power supply， ore dressing， water supply and drainage， main transportation， basic network and fully-mechanized mining face， and from its construction content Summarized the key points of broadening network channels， unifying subsystem interfaces， ensuring the safety and reliability of equipment， building a professional talent team， and key technical breakthroughs. It is expected to innovate its intelligent management by building an intelligent management platform and building a management architecture system. ， Improve the intelligent construction of mines.

[Keywords]intelligent construction; mine construction; management innovation

智能化技術(shù)的具體應(yīng)用中涉及了控制學(xué)、信息學(xué)以及語言學(xué)等學(xué)科，其應(yīng)用空間十分廣泛。該技術(shù)主要是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并不斷對其完善與優(yōu)化。由于其擁有巨大的實(shí)用價值，因此礦山企業(yè)需要積極應(yīng)用此類技術(shù)進(jìn)行礦山智能化建設(shè)，并在建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)管理上的創(chuàng)新。

1 礦山智能化建設(shè)內(nèi)容

1.1 供電智能化

對于礦山智能化而言，供電的智能化是其必須要重視的建設(shè)內(nèi)容，部分智能化礦山中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無人值守變電所的愿景。例如，國家電網(wǎng)某供電局的變電所，其引進(jìn)了智能機(jī)器人幫助其進(jìn)行變電所的巡檢，不僅替代了傳統(tǒng)人工工作，還提高了工作效率，確保了工作的全面性。

1.2 選礦智能化

選礦智能化經(jīng)過這么多年的發(fā)展，由之前的人工聽磨音、看濃度、看磨機(jī)、看泵池，升級為全自動化的中央控制?？侩姸?、濃度計(jì)等電子設(shè)備檢測然后再反饋給中央控制室，中央控制室再根據(jù)情況做出調(diào)節(jié)。實(shí)施選礦智能化;①可以推動企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)和管理的改革，降低人員成本，提升生產(chǎn)效率。②可以采集選礦過程中德爾各項(xiàng)數(shù)據(jù)然后進(jìn)行協(xié)同分析，為進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率打下詳細(xì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

礦山需要通過智能傳感技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)對選礦過程中設(shè)備和流程是否正常作出判斷，并且在判斷的基礎(chǔ)上通過人工智能技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)流程智能、操作智能、運(yùn)維智能以優(yōu)化選礦智能化的技術(shù)路線。還可以設(shè)計(jì)虛擬選礦廠，使其完美映射信息系統(tǒng)并與物理系統(tǒng)深度融合，優(yōu)化實(shí)體選礦廠的實(shí)際生產(chǎn)，以更快達(dá)成生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1.3 供排水智能化

大多數(shù)礦山作業(yè)中供排水泵房的智能化建設(shè)已經(jīng)初見成效，部分供排水泵房和變電站一樣實(shí)現(xiàn)了無人值守。其運(yùn)用的智能化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自主巡查以及自主識別、熱成像等功能。除此之外，還可以監(jiān)控管路壓力，對水流量進(jìn)行在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)自動化均衡排水。同時，水體的過濾與凈化工作也能夠通過智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，保障礦山作業(yè)中水資源的循環(huán)與節(jié)能。

1.4 主運(yùn)輸智能化

此類智能化建設(shè)的內(nèi)容是集中控制帶式輸送機(jī)以及給礦機(jī)，為其提供在線監(jiān)測滾筒溫度以及振動頻率的在線監(jiān)控，通過手持智能監(jiān)控軟件的開發(fā)，地上監(jiān)測系統(tǒng)的搭建以及監(jiān)控系統(tǒng)的完善，將主運(yùn)輸?shù)墓ぷ髯兊酶影踩?，降低了主運(yùn)輸中設(shè)備的空轉(zhuǎn)率，平均每日可以節(jié)約近500 kW·h的用電。對于部分較為關(guān)鍵的帶式輸送機(jī)而言，通過引進(jìn)智能皮帶撕裂監(jiān)控裝置的相關(guān)技術(shù)，對輸送機(jī)的工作進(jìn)行檢測，再搭載各項(xiàng)傳感器與成像儀，確保輸送機(jī)得以安全運(yùn)行。

1.5 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)智能化

礦山智能化建設(shè)的內(nèi)容中，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的智能化至關(guān)重要，以國內(nèi)某煤礦的智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為例，其構(gòu)建了生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)，使井上與井下的數(shù)據(jù)傳輸更加可靠，建成了井上下生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)，保障數(shù)據(jù)可靠傳輸。為保證“一網(wǎng)一站”的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)以及電信網(wǎng)三網(wǎng)之間的融合，并搭建了綜合性信息化的網(wǎng)管平臺，該平臺具有實(shí)時監(jiān)控、動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測、即時溝通等功能。掘進(jìn)的工作面也設(shè)置了5G的通信系統(tǒng)，其組成單元包含了地面核心網(wǎng)、基帶控制單元等，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)智能化的建設(shè)使礦山在作業(yè)時能夠擁有大帶寬的網(wǎng)絡(luò)，使其在落實(shí)智能化作業(yè)時可以進(jìn)行低時延、高速率的數(shù)據(jù)傳輸。

2 礦山智能化建設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 拓寬網(wǎng)絡(luò)渠道

當(dāng)前大部分礦山在進(jìn)行作業(yè)時都使用4G網(wǎng)絡(luò)通信，其上行通信速率通常為40 MBit/s，下行的通信速率一般為100 MBit/s，此類速率在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸時能夠正常工作，但進(jìn)行視頻的傳輸或大流量數(shù)據(jù)的傳輸時則會出現(xiàn)卡頓的問題，而智能化建設(shè)必然需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸，因此現(xiàn)行的通信速率難以滿足智能化需求，應(yīng)當(dāng)在井下建5G網(wǎng)絡(luò)，確保300 Mbit/s的上行速率與2 000 Mbit/s的下行速率，在高速率的支持下，數(shù)據(jù)的傳輸能夠獲得更快的速度，智能化建設(shè)能夠得到更好的開展。

2.2 統(tǒng)一子系統(tǒng)接口

當(dāng)前采掘設(shè)備中設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸接口有10余種，其中包括以太網(wǎng)、CAN等，在多種傳輸接口中，以太網(wǎng)的接口在采集數(shù)據(jù)時最為方便，也更容易接入環(huán)網(wǎng)，其數(shù)據(jù)的傳輸過程較為穩(wěn)定，因此在智能化建設(shè)之中應(yīng)當(dāng)將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口推廣出去，統(tǒng)一其數(shù)據(jù)傳輸接口，保證其傳輸效果。

2.3 設(shè)備安全可靠

在幫助礦山進(jìn)行智能化建設(shè)時，必須要確保其相關(guān)設(shè)備安全可靠。設(shè)備是一切技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)，只有安全可靠先進(jìn)的設(shè)備，才能夠保證礦山作業(yè)中獲得的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及進(jìn)行計(jì)算機(jī)運(yùn)算時具有穩(wěn)定性，獲得更科學(xué)準(zhǔn)確的結(jié)果。

2.4 專業(yè)人才隊(duì)伍

礦山智能化建設(shè)離不開專業(yè)的人才隊(duì)伍，智能化建設(shè)不是簡單的小工程，而是需要各類專業(yè)人才齊心協(xié)力共同完成的大數(shù)據(jù)工程，缺少專業(yè)人才隊(duì)伍無法順利進(jìn)行智能化建設(shè)，人才的質(zhì)量對其建設(shè)結(jié)果也存在較大影響。

2.5 關(guān)鍵技術(shù)攻堅(jiān)

礦山在落實(shí)智能化建設(shè)的時候應(yīng)當(dāng)對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻堅(jiān)，智能化建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)較多，其中以下幾種技術(shù)需要被格外注意。

（1）信號探測技術(shù)。在進(jìn)行浮選工作時，信號的探測尤為重要，為現(xiàn)場配備高清影像識別設(shè)備，使其在識別到現(xiàn)場工藝發(fā)生變化時發(fā)出預(yù)警，避免造成不必要的金屬流失。此類技術(shù)包括無線傳感技術(shù)、溫度監(jiān)測技術(shù)等，此類技術(shù)的精進(jìn)是為了更好地保證現(xiàn)場作業(yè)正常有序。

（2）進(jìn)口智能安檢。智能安檢技術(shù)可以對相關(guān)車輛進(jìn)行識別、記錄，保障作業(yè)安全。

（3）鉸接式卡車無人駕駛技術(shù)。鉸接式卡車駕駛是礦山作業(yè)中不可缺少的一部分，因此可以從無人駕駛的技術(shù)方向出發(fā)，實(shí)現(xiàn)鉸接式卡車的智能定位、建圖以及路徑的規(guī)劃，通過中央控制器采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鉸接式卡車的自動運(yùn)行，提高鉸接式卡車在各環(huán)節(jié)中的工作效率。

3 礦山智能化管理創(chuàng)新

3.1 搭建智能管理平臺

智能管控平臺能夠?qū)⑿乱淮拇髷?shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新型信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)開采系統(tǒng)的集中化，使挖掘系統(tǒng)做到機(jī)械化，將系統(tǒng)的自動化程度大大提高，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，科學(xué)地進(jìn)行決策支持。該管理平臺的理論技術(shù)為系統(tǒng)集成理論。除此之外，還將管理理論作為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)多生產(chǎn)環(huán)節(jié)的集成性，使生產(chǎn)管控系統(tǒng)的相關(guān)平臺獲得集成化的特點(diǎn)。

礦山可以利用海量數(shù)據(jù)的分析做出正確的決策，對礦山作業(yè)中使用的各類生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)生的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及運(yùn)行管理實(shí)施集成化控制，最終構(gòu)成智能管理平臺。該平臺還可以對設(shè)備進(jìn)行智能管理。

由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的勢頭越發(fā)迅猛，礦山智能化的程度越來越高，自動化控制項(xiàng)目所需要的基層工作人員越來越少，大量的智能自動化機(jī)器取代了人工崗位，推動著礦山設(shè)備逐步向智能自動化方向靠攏，智能管理平臺能夠?qū)⒋祟愔悄芑O(shè)備集中管理，當(dāng)其出現(xiàn)故障時，平臺能夠自動收集故障數(shù)據(jù)，在第一時間將數(shù)據(jù)傳送給技術(shù)人員，提高故障處理的效率，保證礦山作業(yè)的安全性。

平臺只需要從一個站點(diǎn)出發(fā)就可以對礦山生產(chǎn)作業(yè)流程中全部生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行全面掌控，獲得動態(tài)信息。實(shí)際運(yùn)行該智能管理平臺時還可以設(shè)置適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)在線監(jiān)測并向工作人員進(jìn)行及時預(yù)警。

該平臺智能化的體現(xiàn)還在于其對公共模型以及各項(xiàng)參數(shù)的統(tǒng)一存儲與管理，其能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行定期的全面維護(hù)，保證礦山作業(yè)得以正常運(yùn)行，讓礦山的工作更加規(guī)范，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行和管理的一體化工作、擴(kuò)大其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，將資源最大化利用起來，在決策支持上也具有智能化的特點(diǎn)，為礦山作業(yè)提供堅(jiān)強(qiáng)可靠的支撐。

3.2 構(gòu)建管理架構(gòu)體系

智能化的礦山企業(yè)要想創(chuàng)新管理方式，還需要重新構(gòu)建管理架構(gòu)體系，將智能化優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，為礦山作業(yè)提供切實(shí)可靠的組織保障。礦山在進(jìn)行智能化架構(gòu)構(gòu)建時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循精簡、統(tǒng)一且富有效能的原則，將所有職責(zé)關(guān)系一一理順，推行大部制的管理模式，確保職能可以獲得有機(jī)統(tǒng)一。傳統(tǒng)的管理層級通常包含三級：從公司到部室再到車間。而對車間設(shè)置進(jìn)行改變，將其管理層級改為二級，則管理層級僅為公司到部室，在此基礎(chǔ)上調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)施，設(shè)立財(cái)務(wù)部、供銷部、綜合部以及安全環(huán)保部四大部門與一個生產(chǎn)技術(shù)中心。對四部一中心的主要職責(zé)進(jìn)行準(zhǔn)確地界定。此類新型的管理架構(gòu)具有三大優(yōu)勢。

（1）在管理生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)時能夠更加順暢。對管理人員進(jìn)行了精簡，避免過多管理人員導(dǎo)致職能混亂。

（2）管理人員的相關(guān)素質(zhì)能夠得到有效增強(qiáng)。在實(shí)施四部一中心時，車間設(shè)置的改變使車間得到了升級，新型的車間結(jié)構(gòu)擁有兩大特點(diǎn)。①將外委的施工工序管理取消，以中鋼富全礦業(yè)為例，其將采礦車間以及充填車間取消，讓生產(chǎn)技術(shù)中心對其工作進(jìn)行統(tǒng)一管理。②將自營施工工序合理減少。為了方便進(jìn)行流程管理，其不再按照工序設(shè)置進(jìn)行車間生產(chǎn)，而是對其職責(zé)進(jìn)行重新劃分并有效整合，提高車間的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。以中鋼富全礦業(yè)為例，其新成立了洗選車間，將選礦以及提成車間合并起來，并把礦井下的填充、運(yùn)輸?shù)裙ぷ髀毮芗{入運(yùn)輸車間的工作之中，將車間運(yùn)轉(zhuǎn)效率大大提高。

4 結(jié)束語

礦山在供電、選礦、供排水、主運(yùn)輸以及基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上都進(jìn)行了智能化的建設(shè)，只要對拓寬網(wǎng)絡(luò)渠道、統(tǒng)一子系統(tǒng)接口、設(shè)備安全可靠、專業(yè)人才隊(duì)伍以及關(guān)鍵技術(shù)攻堅(jiān)等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究，搭建好智能管理平臺以及構(gòu)建新的管理架構(gòu)體系，必然能夠?qū)⒌V山的智能化管理進(jìn)行創(chuàng)新，完善礦山的智能化建設(shè)。

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