智能露天礦山評(píng)價(jià)體系研究

吳瓊

摘? 要：當(dāng)前，國(guó)內(nèi)智能露天礦山建設(shè)尚未形成完善的評(píng)價(jià)體系以及建設(shè)思路，建設(shè)工作的展開(kāi)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在智能化的基礎(chǔ)上建立露天礦山評(píng)價(jià)體系能夠?yàn)榈V山的發(fā)展提供促進(jìn)作用。本文將建設(shè)智能露天礦山的定義，深入研究智能露天礦山的評(píng)價(jià)體系內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：智能露天礦山;評(píng)價(jià)體系;研究

前言：

在智慧地球概念的提出下，智能化發(fā)展成為在自動(dòng)化、信息化之后的又一次革命性突破，煤炭行業(yè)的開(kāi)采工作中，隨著自動(dòng)化需求的提升，需要對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí);同時(shí)，還能深入挖掘露天礦山資源信息，發(fā)現(xiàn)不同信息之間的深度關(guān)聯(lián)，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(yè)受到了更多的關(guān)注。在此發(fā)展趨勢(shì)下，智能露天礦山的發(fā)展速度被大力推動(dòng)，但是其評(píng)價(jià)體系尚未建立完全，依然缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

1.智能露天礦山定義

智能露天礦山的關(guān)鍵即露天礦山的“智能化”，在結(jié)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(jī)、環(huán)、管”等方面工作的協(xié)調(diào)性，通過(guò)智能化手段對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)籌管理。智能露天礦山可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行、環(huán)境、目標(biāo)等內(nèi)容的分析，并通過(guò)自動(dòng)的感知進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，為煤炭企業(yè)的資源配置情況提供充足的數(shù)據(jù)依據(jù)，在露天礦山原本功能的基礎(chǔ)上，增加在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制、危害預(yù)警以、災(zāi)害救援、智能開(kāi)采等功能，保障在露天開(kāi)采的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化、自動(dòng)化以及智能化操作。

2.智能露天礦山評(píng)價(jià)體系

2.1基礎(chǔ)設(shè)施體系

智能露天礦山的基礎(chǔ)設(shè)施體系是實(shí)現(xiàn)露天礦山智能化建設(shè)的基礎(chǔ)，其中主要包括以下幾方面的建設(shè)工作：第一，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。規(guī)劃監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等信息，為數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、安全監(jiān)測(cè)等功能提供技術(shù)支撐，確保數(shù)據(jù)傳輸期間的安全性以及準(zhǔn)確性。第二，調(diào)度中心。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸、視頻、監(jiān)控等功能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制設(shè)備、遠(yuǎn)程操作設(shè)備、屏幕顯示設(shè)備等設(shè)施的建設(shè)，確保所有設(shè)備都能受到統(tǒng)一控制，將信息進(jìn)行集中展示，為生產(chǎn)作業(yè)的統(tǒng)籌發(fā)展提供基礎(chǔ)的環(huán)境條件以及硬件條件。第三，數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)包含環(huán)境、資源、生產(chǎn)、設(shè)備、能源、安全、運(yùn)營(yíng)等多種范圍的數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的規(guī)范，為數(shù)據(jù)的共享及融合提供條件。還要建立數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集中儲(chǔ)存以及管理，并增加容災(zāi)備份功能。第四，監(jiān)控調(diào)度與管理。搭建監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的所有調(diào)度信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)核心生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的全面性實(shí)時(shí)監(jiān)控。第五，信息發(fā)布。系統(tǒng)還需要具備環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、調(diào)度指令、數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、預(yù)警與應(yīng)急管理等能力，同時(shí)還需要具有發(fā)布信息審批流程的功能[1]。第六，系統(tǒng)安全。智能露天礦山評(píng)價(jià)體系中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要具有充分的安全水平，滿足安全等級(jí)技術(shù)需求。

2.2地質(zhì)體系

露天礦山的智能化地質(zhì)儲(chǔ)量環(huán)節(jié)中，需要進(jìn)行開(kāi)采設(shè)計(jì)、剝采排等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)融合。這一體系智能化需要實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)儲(chǔ)量進(jìn)行統(tǒng)一管理，系統(tǒng)平臺(tái)主要進(jìn)行對(duì)礦床三維數(shù)據(jù)的模型搭建;地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，需要包含剖面數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)等，平臺(tái)則是主要進(jìn)行生成鉆孔數(shù)據(jù)、查詢(xún)鉆孔信息等能力，還能直觀地在模型上對(duì)礦山的任意位置進(jìn)行切割形成剖面數(shù)據(jù)，自動(dòng)化建立鉆孔、水體、基巖等模型，通過(guò)對(duì)所有模型中關(guān)聯(lián)信息的深入分析，得出對(duì)露天礦山地質(zhì)信息的推演，及時(shí)發(fā)現(xiàn)露天礦山中的風(fēng)險(xiǎn)隱患，搭建完整的地質(zhì)體系數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3測(cè)量體系

在露天礦山的智能化測(cè)量工作中，通常使用無(wú)人機(jī)對(duì)其不同時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并生成數(shù)據(jù)模型，發(fā)布至平臺(tái)中。智能露天礦山測(cè)量體系主要是使用無(wú)人機(jī)結(jié)合3D激光掃描儀的形式，展開(kāi)對(duì)露天礦山數(shù)據(jù)的測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量的目標(biāo)。

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(kù)到最終數(shù)據(jù)采集的全過(guò)程管理，優(yōu)化其中的爆破設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)，運(yùn)用統(tǒng)一的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦山的開(kāi)采設(shè)計(jì)與發(fā)布作業(yè)，為采礦、地質(zhì)、測(cè)量、穿爆、安保等多部門(mén)統(tǒng)籌管理提供數(shù)據(jù)支撐。智能露天礦山的穿爆體系需要達(dá)成無(wú)人化操作目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)行穿孔、裝藥、識(shí)別煤巖、封孔、起爆等環(huán)節(jié)操作，保障工程的安全施工[2]。

2.5采運(yùn)排及維修體系

露天礦山中的采運(yùn)排體系中包含間斷工藝、連續(xù)工藝、半連續(xù)工藝等多項(xiàng)內(nèi)容，生產(chǎn)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，不僅涉及的部門(mén)不同，而且多部門(mén)之間的作業(yè)都具有一定的交叉。其整體體系中包含礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)、礦山采剝計(jì)劃、剝離設(shè)備以及生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況、設(shè)備供電信息等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。礦山的地質(zhì)信息發(fā)布完成后，生產(chǎn)計(jì)劃部門(mén)需要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行露天礦山的剝離、生產(chǎn)作業(yè)規(guī)劃，而智能化采運(yùn)排系統(tǒng)的主要作用即保障礦山各設(shè)備都能夠進(jìn)行無(wú)人駕駛，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，共同展開(kāi)礦山的開(kāi)采作業(yè)。

智能露天礦山設(shè)備檢修系統(tǒng)主要是對(duì)礦山開(kāi)采工程中使用到的所有設(shè)備工況進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)關(guān)注設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)信息，保障一旦設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題可以及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)的形式，達(dá)成智能化檢修的目的。在運(yùn)行設(shè)備發(fā)出預(yù)警信號(hào)后，需要及時(shí)將無(wú)人駕駛設(shè)備從生產(chǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為維修狀態(tài)，調(diào)配設(shè)備返回維修車(chē)間[3]。依據(jù)維修系統(tǒng)中設(shè)備的故障信息以及維修建議，進(jìn)行相應(yīng)的故障檢查和維修，保障及時(shí)處理設(shè)備的故障問(wèn)題，為露天礦山的維修工作提供智能化預(yù)警以及維修指導(dǎo)服務(wù)。

2.6邊坡監(jiān)測(cè)體系

智能露天礦山的邊坡監(jiān)測(cè)體系主要是在礦山各處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)或是運(yùn)用雷達(dá)的形式對(duì)邊坡區(qū)域進(jìn)行掃描，對(duì)其信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括表面位移、內(nèi)層位移、水位、壓力等參數(shù)。同時(shí)，這一系統(tǒng)還可以與采礦進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，依據(jù)計(jì)劃進(jìn)程，邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整監(jiān)測(cè)點(diǎn)位以及數(shù)量，若結(jié)合三維地質(zhì)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，還能對(duì)邊坡臨時(shí)滑動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬，通過(guò)計(jì)算得出穩(wěn)定幫坡角度，為露天礦山的開(kāi)采計(jì)劃提供促進(jìn)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(duì)礦山安全生產(chǎn)的管控工作中，通過(guò)融合智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山安全生產(chǎn)的技術(shù)保障。這一體系通常運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)等方式，智能識(shí)別露天礦山作業(yè)中的違章行為，并針對(duì)違章行為進(jìn)行處理，與露天礦山的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況相結(jié)合，達(dá)成遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)作業(yè)的目標(biāo)，降低前線生產(chǎn)作業(yè)的人員數(shù)量，由機(jī)器代替人工，針對(duì)礦山生產(chǎn)中的環(huán)節(jié)進(jìn)行安全檢查，減少生產(chǎn)期間安全事故的發(fā)生頻率，保障現(xiàn)場(chǎng)安全的作業(yè)環(huán)境。

2.8綠色環(huán)境體系

為建立智能露天礦山綠色環(huán)境體系，需要相關(guān)人員立足于礦山的整體生命周期角度，針對(duì)其開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、閉坑等環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境造成的污染進(jìn)行控制。這一體系的建立必須首先搭建環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境保護(hù)計(jì)劃的切實(shí)落實(shí)，依據(jù)不同時(shí)期的生產(chǎn)規(guī)劃，輔助其綠色生產(chǎn)作業(yè)。這一體系也是建立智能露天礦山的基礎(chǔ)工作之一。

結(jié)束語(yǔ)：

本文對(duì)智能露天礦山的定義以及主要構(gòu)成體系進(jìn)行了描述，通過(guò)上述情況可知，智能露天礦山的架構(gòu)具有多種不同的從層次，涵蓋內(nèi)容非常廣泛。通過(guò)搭建完善的智能露天礦山評(píng)價(jià)體系，能夠加快智能露天礦山的建設(shè)水平，提升其發(fā)展速度，推動(dòng)露天礦山的綠色化、無(wú)人化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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