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智慧矿山发展与存在的问题

发布日期:2019-08-21  浏览次数:250
 导语

针对智慧矿山这一新兴概念,通过与自动化矿山、信息化矿山、数字化矿山进行关联,总结了其建设过程中存在的问题,并从矿山设计、安全保障、高效生产、经济运营、绿色环保5个方面展望了智慧矿山的愿景

 

智慧矿山展望

 

典型的智慧矿山应云端、矿端、移动端具备设计、安全、生产、经营管理、节能环保等方面的决策模型,并能利用这些模型,在获得订单之后,实现排产计划、安全保障、运输调度、炭洗选、成品装车等各个环节任务的自动分解与执行,并能通过实时反馈信息自动完成任务的再优化。智慧矿山的智能环节主要包括矿山设计、安全保障、高效生产、经济运营和绿色环保5个方面。

(1)矿山设计。应着力推行数字化设计,从元件级构建整座矿山,从而实现透明矿山;智能选型应考虑云端化部署、信息化架构、智能化装备及管控;矿井采掘和洗选应考虑采用柔性工艺,以便能根据实际条件进行适时调整。

(2)安全保障。主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型进行自动决策,保障矿井人、机、环、管全方位的安全,并通过反馈信息主动进行决策再优化。人员安全方面,应在个体防护和系统防护方面开展研究:个体防护能力方面,应具备人员所处环境参数的实时采集、无线语音通话、视频采集上传与远程调看、危险状态逃生信息的实时获取功能,以及应对各种灾害的可靠逃生装备;系统防护能力方面,应能将井下环境的实时监测信息、重点区域的安全状态实时评估及预警信息与井下人员进行实时互联,并具备近感探测功能,从而实现全方位的人员防护。机电设备安全方面,应具备智能化的设备点检与运维管理能力,具备设备在线点检、损耗性部件周期性更换提示、健康状态实时评估等功能。环境安全方面,应具备灾害实时在线监测、井下安全状态实时评估及预测预警、降害措施自动制定能力。安全管理方面,应具备自动进行风险日常管控、自动定期进行安全风险辨识评估及预警分析、多维度自动统计与分析隐患的能力,具有手持终端现场检查能力,实现隐患排查任务的自动派发、现场落实、实时跟踪、及时闭环管理。

(3)高效生产。主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型进行自动决策,保障矿井采、掘、机、运、通、水、电的自动高效运行,并通过反馈信息主动进行决策再优化。矿井采掘工作面的设备应具备高效的自动控制能力,从基本的就地控制,到一键启停、远程集控,直至达到理想状态,实现设备的无人化自动控制与巡检;通风方面,应具备根据用风需求自动进行全矿风量分配与调节的能力;主运和辅运方面,应能根据生产排程计划自动进行运输调度;供电方面,应能根据生产排程计划自动实时进行电力调度,且应具备智能防越级跳闸保护功能;排水方面,应具备根据水资源合理利用及峰谷用电负荷、电价等因素自动选择节能排水方式的功能。

(4)经济运营。主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型进行自动决策,保障矿井经营管理的自动高效运行,并通过反馈信息主动进行决策再优化。应实现根据订单需求,通过云端的智能决策自动进行生产指标分解,矿井安全保障措施、主运与辅运计划、供电计划、排水计划、排矸计划的制定等功能。

(5)绿色环保。应提高矿井的回采率,如采用无煤柱开采方式并进行矸石的井下直接充填利用;提高矿井瓦斯、煤泥、煤矸石、矿井涌水的利用率;提高矿区生态修复率;降低矿井吨煤生产耗电、耗水量;实现矿井水污染、大气污染的全方位在线监测。

 

存在的问题

中国矿山信息化建设虽然取得了举世瞩目的成绩,但仍存在不少问题。

(1)严重缺乏相关标准。由于一开始就缺乏顶层设计与规划,中国矿山在进行信息化建设时,缺乏相关标准的指导与约束,促使了系统厂商的无序竞争,导致建设的大量系统互联互通性极差。

(2)缺乏多学科交叉应用。矿山面临的许多问题都需要结合多学科的知识才能得到有效解决,将多学科的知识软件进行集成应用是其解决途径。然而目前缺乏一个统一、开放的公共平台,无法为多学科知识的融合分析提供渠道。

(3)重硬件轻软件。中国大量矿山在进行信息化建设时,往往非常重视硬件设备的投入,而对软件则吝之又吝。据有关方面统计,煤炭行业在应用软件上的投入仅占信息化投入的20%左右,导致获取的大量信息资源没有得到合理有效的利用,不仅造成了严重的信息资源浪费,而且没有更好地服务于矿井的生产运营。

(4)“信息孤岛”现象严重。中国矿山信息化建设发展到今天,各类子系统已基本实现了网络化集成,但是各系统获取的海量数据却无法得到有效共享,更谈不上进行融合分析。这种各系统单兵作战的模式,使得“信息孤岛”现象在矿山行业异常突出,现代信息技术的强大优势还有待深入挖掘。

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关键词: 智慧矿山
 
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