采矿工程中采矿新模式初探

朱芳

贵州省盘县柏果镇安全生产监督管理站

采矿工程中采矿新模式初探

朱芳

贵州省盘县柏果镇安全生产监督管理站

矿山是动态的企业，在日常的基本生产中，生产者经常要变换工作地点，这就是传统的控制和通讯系统例如光纤、双绞线、或同轴电缆变得缺少吸引力的原因；而且，井下作业环境的危险程度更是远大于一般的企业，安全一直是矿山企业生产中的重点，在矿山生产技术水平提高的同时，传统的井下信息传递方式已经不能满足现代矿山的管理需求，安全和效率的矛盾日益突出。遥控采矿可大大地增强地下采矿的安全性，同时可以与整个企业网络进行通讯，实现矿山的自动化管理、远程监视与诊断，提高生产率和改善工作条件。本文就遥控采矿新模式进行了相关探讨。

采矿；新模式；无人开采技术；数字化

遥控采矿即为“利用现代的新技术，包括地下通讯、定位、信息处理、监测和控制系统，一定距离内去操作采矿设备和系统”。目前无人开采技术在某些国外先进矿山已进行了研究，而远近距离遥控开采技术应用相当普遍，如美国塞浦路斯公司利用遥控装载机处理危险地段的边坡问题；一些国外发达矿山现有的遥控采矿设备和技术研究项目包括：从日常采矿作业诸如凿岩、炮孔装药和爆破作业的机械化与自动化到通过数据通信从世界的另一端对复杂的地下采矿设备进行遥控与故障处理。

一、遥控采矿新模式特点以及组成部分

计算机系统为核心，其作用相当于人的大脑，负责接受外围信息、发出控制指令。传动系统根据计算机系统的控制指令，提供不同电流电压，控制电机转速和力矩大小。监控系统起监控保护作用，提升机出现异常情况时，监控系统可以及时发现并向计算机系统发出信号。上位机系统为人机接口，显示提升机运行的各种重要参数、故障信息、生产报表、速度曲线等。控制执行系统主要由中间继电器和接触器构成，它主要是执行计算机系统发出的各种指令，具体控制提升机的各个设备。传感器系统可以感知提升机各个设备的运行状态，并将感知的信号反馈到计算机系统。主电机是提升机的重要设备，主电机带动滚筒旋转从而使得罐笼箕斗在井筒中上下运动。

利用数字化直流提升系统运行安全可靠，维护工作量小，动态性能、静态性能指标高，实现了全数字化控制，各种保护完备。在竖井提升系统中具有广泛的应用前景和推广价值，数字化直流提升系统由计算机系统（PLC）、传动系统、监控系统、上位机系统、控制执行系统、传感器系统、主电机、辅助设备构成。辅助设备为罐笼箕斗运行提供必要支持。

二、遥控采矿新技术

1.远程数据传送及监控系统。

在整个提升系统和选矿生产流程如破碎车间、磨浮车间、氰化车间、冶炼车间等关键部位设置彩色摄像单元，然后将图像分别传至各流程控制室，进行现场实时显示、监控；同时，再次将图像进一步传送至矿信息中心服务器，各分管矿长、技术人员通过计算机终端随意吊取、查看某一时段的生产情况，在关键部位设置长时间录象机，以便于及时全天候记录相关图像资料，以备查询，为安全生产提供第一手资料，同时本系统将现场图像源源不断的自动送入国际互联网，使得系统信息的查看，不在受地点、时间的限制，只要需要，系统的管理人员可在任何地点、任何时间，通过拨号上网，就可以轻松随意的查看系统的各级图像信息；企业的领导层，不管他们在外出差，还是在那里，本系统都将在第一时间将现场的真实情况，如企业的生产、经营，设备的运转，物资的存储等图像送到眼前，虽然身在异地，也能运筹帷幄，决胜千里。

2.矿山井下集成信息通信系统（井下人员定位系统）。

过去矿山购买的基础设施，如无线通讯系统、电话系统或者遥感系统，有人已注意到了这些系统如何配合本部门其它设备协同工作，但却很少有人考虑能否连入到其它部门的设备上，每个部门领导不得不为自身有限的购买经费而绞尽脑汁。现在这种情况已经发生了巨大的变化，所有的矿山都在使用一些更现代的电子设备帮助他们工作，以努力争取最大的效益，这些设备应选择专业厂商提供的具有可靠技术支持的产品，因为矿山需要的是一套可升级的通讯基础设施，能够安全地使用于非危险及危险地区，并采用了最新的连接及通讯技术，以保证系统连续可靠地运行，以及在意外事故发生时至少有一种通讯方式可以正常使用。“smart com”系统如同一种通讯高速公路，高度集成的系统允许控制室人员存取矿山设备的实时数据，使得全面的井下通讯成为可能。

（1）人员定位。类似于车辆定位系统，人员定位系统通过确定人员所在位置，同样能对生产有极大的帮助。将信标器安装在矿灯电池盒中，发射出的信号由安装在不同位置的读数器读出。读数器可安装在矿井和巷道入口处，以及禁止进入地区的入口处，当某人经过读数器时，读数器自动读出其身份号码，此信息同样以无线方式传送到控制室。当一个工人从一个区域移动到另一个区域时，会有多个读数器跟踪其运动。如需要与该工人联系，最后一次的位置信息可用于与该人员联络。所有的读数器都有读多个信标的能力，避免了号码冲突。此外，该系统可将人员的工作时间送到财务部门，作为员工的考勤系统。矿山可根据需要自行增加/减少信标器和读数器，例如信标器丢失、损坏、维护移动等。

（2）交通调度。交通调系统自动追踪车辆的运行，在控制软件中，将定义每一个交通区段，交通区段为两个读数器之间的距离。系统不断地跟踪机车位置、状态（卸车、延误、备用和就绪等）、到达及运行时间、装载和卸载时间等，利用这些信息，主控计算机将通过泄漏电缆将控制信号下传到信号灯控制器，自动转换交通灯的颜色。所有井下运行的信息都通过无线数据网络不断地送到中心计算机进行显示、存贮和分析。这样，调度员和运输主管能随时监督设备运行，以便更好的管理运输。此外，当装载点、卸载点临时不用或车辆发生故障时，调度员可通过中心计算机手动发送指令，改变交通灯和道岔的状态，将受影响的机车调派到新的地点去，以减少空闲时间。