刍议智能矿山建设实践及关键技术

刍议智能矿山建设实践及关键技术

沈雪松   李友  

新疆宜化矿业有限公司   831704

摘要：智能矿山建设是利用现代技术提升矿山生产效率、安全性和环保水平的重要途径。建设智能矿山需经历基础设施建设、数据采集与集成、数据处理与分析、智能控制与决策、安全保障、绿色环保、人才培养与推广等多个阶段。关键技术包括自主割煤技术、人员接近探测技术、无线传感器技术、智能油脂集中润滑技术、井口智能安检技术以及梭车无人驾驶技术等。智能矿山建设面临网络安全、数据质量、技术接受、投资回报和法规遵从等重难点问题，需要持续创新和优化。

关键词：智能矿山；建设实践；技术应用

1. 智能矿山概述

智能矿山是指运用现代信息技术、自动化技术、网络技术、人工智能等技术手段，对矿山生产进行智能化管理和控制的矿山。它通过对矿山的全面感知、实时数据采集、分析处理和智能决策支持，实现了矿山的自动化、数字化和智能化，提高了矿山的生产效率、安全水平和资源利用率。

数据采集与传输：通过传感器、无人机、摄像头等设备，实时采集矿山的生产数据、环境数据和设备状态数据，并通过网络实时传输至控制中心。

数据处理与分析：运用大数据、云计算等技术，对采集到的数据进行存储、处理和分析，提取有价值的信息，为决策提供数据支持。

智能控制与决策：基于数据分析结果，通过人工智能算法和模型，实现矿山的自动化控制和智能决策，提高生产效率和安全性。

安全保障：通过网络安全技术，保障矿山数据和生产控制系统的安全，防止数据泄露和恶意攻击。

绿色环保：运用环保技术，减少矿山生产对环境的影响，实现绿色开采。

智能矿山的发展，有助于解决我国矿山面临的一系列问题，如提高矿山生产效率和安全水平，降低生产成本，减少资源浪费，减轻矿山生产对环境的影响等。同时，智能矿山也是我国矿业实现转型升级、实现绿色可持续发展的重要途径。

2. 智能矿山建设实践

2.1智能矿山建设的基本步骤

基础设施建设：智能矿山建设的基础是稳定可靠的网络和数据中心。我们需要建立一个覆盖整个矿区的有线和无线通信网络，确保数据的实时采集和传输。同时，建设一个大数据中心，用于存储、处理和分析大量的数据。

数据采集与集成：在矿山中部署各种传感器、无人机、摄像头等设备，实时采集矿区的环境数据、设备状态数据、生产过程数据等。将这些数据通过API接口或数据传输协议集成到一个统一的数据平台，以便于后续的处理和分析。

数据处理与分析：运用大数据技术对收集到的数据进行存储、清洗、整合和分析。通过数据挖掘和机器学习算法，提取有价值的信息，为决策提供支持。例如，分析设备运行数据，预测设备故障时间，提前进行维护；分析生产数据，优化生产流程，提高生产效率。

智能应用部署：根据矿山的具体需求，部署智能应用系统。例如，引入自动驾驶矿车，减少人工驾驶风险，提高运输效率；使用无人机进行巡检，实时掌握矿区环境变化，提高安全性；构建智能调度系统，优化生产任务分配，提高生产效率；部署设备故障预测系统，提前发现设备潜在故障，减少故障停机时间。

安全保障：智能矿山建设需要面临网络安全风险，因此需要采取一系列安全措施。例如，对数据进行加密传输，保证数据安全性；建立访问控制机制，防止未经授权的访问；进行网络安全监测，及时发现并处理安全事件。

绿色环保：在矿山生产过程中，运用环保技术，减少对环境的影响。例如，采用节水灌溉技术，减少水资源消耗；废水处理技术，减少废水排放；粉尘控制技术，减少粉尘污染。

人才培养与推广：智能矿山建设需要高素质的人才支持。因此，需要加强人才培养，提高员工的信息化素养和技术水平。同时，推广新技术、新方法，使员工能够适应智能矿山建设的需求。

持续优化与升级：智能矿山建设是一个持续的过程。需要根据实际运行情况，不断优化和升级系统，以适应矿山的变化需求。同时，关注新技术的发展，及时引入新技术，提高智能矿山建设的水平。

2.2智能矿山建设的重难点

智能矿山建设是一项复杂而挑战性的任务，它要求集成多种技术如物联网、大数据、云计算和人工智能，并确保这些技术之间的兼容性和互操作性。同时，必须确保收集的数据高质量并且经过良好治理，以支持准确的决策制定。网络安全是另一个关键挑战，因为矿山控制系统是关键基础设施，需要采取严格的措施来保护免受网络攻击和数据泄露的威胁。此外，新技术的引入需要矿工和相关员工的接受和适应，这需要长期且艰巨的培训工作。智能矿山建设也需要考虑投资回报，确保巨额的前期投资能够带来预期的收益。法规遵从性是另一个重要方面，系统必须符合严格的法规和标准，并提供必要的报告和透明度。系统的可靠性和维护也是关键，任何故障都可能导致生产中断和安全隐患。绿色环保是可持续发展的要求，智能矿山建设需要减少能耗、废物管理和生态保护。跨部门协作对于成功实施智能矿山至关重要，因为它涉及多个部门如IT、采矿、安全、环境等。最后，创新和持续改进是保持竞争优势和适应新挑战的关键，这需要建立一个持续创新和改进的机制。

3. 智能矿山建设的关键技术

自主割煤技术：这项技术涉及煤岩识别、采煤机与液压支架的数据交互，以及机器人巡检等。它能够实现采煤机的自动化控制，提高巷道掘进的工程质量和效率。

人员接近探测技术：该技术的关键是在掘进工作面的移动设备上安装360°全景影像辅助识别设备，一旦监测到有人员接近掘进设备，就能发出警报，防止人员伤害。

无线传感器技术：这项技术包括设备的无线温度、振动等状态监测技术，以及工作面环境的无线监测技术。它们可以减少人员的工作量，并确保现场作业的安全。

这些技术的应用能够显著提升矿山的生产效率、安全性和环保水平，是实现矿山自动化、数字化和智能化的关键。

结语：智能矿山建设是矿业发展的重要趋势，通过现代技术的应用，可以显著提升矿山的生产效率、安全性和环保水平。从实践中可以看出，建设智能矿山需要经历基础设施建设、数据采集与集成、数据处理与分析、智能控制与决策、安全保障、绿色环保、人才培养与推广等多个阶段。其中，关键技术如自主割煤技术、人员接近探测技术、无线传感器技术、智能油脂集中润滑技术、井口智能安检技术以及梭车无人驾驶技术等，是实现智能矿山建设的重要支撑。面对网络安全、数据质量、技术接受、投资回报和法规遵从等重难点问题，需要持续的创新和优化，以确保智能矿山建设的顺利进行和长期稳定运行。随着技术的不断进步和应用的深入，智能矿山将为实现矿业的可持续发展做出更大的贡献。

关键词：

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[3]井朝喜, 刘文玉, 柯晓天, 马琦. 数字孪生智能矿山管控平台及智能洗选管控平台建设[J]. 煤矿现代化, 2024, 33 (02): 55-58+63.