地下金属矿山智能化开采技术研究

2021-03-30赖建飞

建材与装饰 2021年32期

关键词：矿山金属智能化

赖建飞

（广西百色百金矿业投资集团有限公司，广西百色 533000）

金属资源为我国经济发展提供动力支持，而工业化发展使金属资源消耗量不断加大，如何对地下金属矿山进行开采，提高资源利用率是矿业改革的主要方向。将智能化开采技术应用在地下金属矿山中应用意义重大，可见，加强对智能化开采技术的探究是必要的。

1 智能化开采技术应用的影响因素与意义

1.1 影响因素

矿山开采过程中影响智能化技术的影响因素如下：

1.1.1 网络通信技术

矿山资源开采是一项对技术要求较高的作业，具体作业开展时，要采用双向通信网络技术，适当完善系统通信渠道，建设通讯信息交互平台，通过对其进行应用，能够全面掌握矿山资源开采中的相关信息，实现智能化开采，从而使开采矿山资源效率能够得到进一步提高。

1.1.2 计算机平台应用

采用智能化开采技术，借助先进的互联网计算机技术，利用资源和虚拟平台，这为智能化开采技术的应用奠定了强有力的基础[1]。

1.1.3 智能设备与自动控制

通过借助完善的智能设备，同时，通过应用先进的自动化控制技术，快速、精准掌握金属资源相关信息，在开采技术支持下，通过合理方式完成对矿山资源的全面开采。

1.2 应用意义

将智能化开采技术应用在地下金属矿山中的意义主要体现在以下几个方面：

1.2.1 加快产业转型与升级

从现阶段我国金属矿山的整体分布情况来看，许多地区都分布了较多综合矿，而单一矿相对较小，而且富矿与贫矿相比要少许多。在此背景下，合理应用智能化采矿技术，可以使原有矿山资源开采方式发生合理转变，而且能够进一步提高企业在市场中核心竞争力，进而为产业合理转型奠定强有力支持。

1.2.2 降低金属矿山资源开采成本

通过对智能化开采技术的应用，可以使地下金属矿开采现状得到改善，降低开采成本，从而提高金属矿山资源开采产量，为人们提供丰富的金属矿产资源[2]。

1.2.3 降低地下金属矿山开采对环境的破坏

在地下金属矿山开采过程中应用智能化技术，能够有效降低过去采用的传统开采技术而带来的各种环境问题，进而为保护生态环境提供支持，同时，也能够实现对开采人员生命安全的保护。

1.2.4 掌握开采人员具体情况

在金属矿山开采中应用智能化开采技术，通过对视频监控系统进行应用，能够掌握开采人员作业情况。

2 地下金属矿山开采需要遵循的原则

在新时期背景下，地下金属矿山开采作业要依据基础原则开展，合理应用智能化开采技术会对开采结果造成直接影响，因此，不仅要充分把握相应的开采技术，而且还要考虑开采作业期间需要遵循的原则，确保开采作业顺利进行。在开采作业进行时，各项工作都必须要坚持以人为本，开采作业要以安全作为基础原则。同时，地下金属矿山开采还需要遵循下列原则：

2.1 经济适用原则

将智能化开采技术应用到地下金属矿山开采中，需要全面分析实际情况，科学设计地下金属矿山开采方案，掌握在不同环境下，明确采矿环境是否满足智能化技术应用需求，不能对相关操作原理进行生搬硬套，应当针对实际情况分析，在结合具体情况基础上，通过灵活方式完成相应处理[3]。除此之外，对于智能化技术的应用要满足信息技术和场地的实际需求，在地下金属矿山开采前期需要投入大量资金，为了确保开采经济性，要全面勘察地下金属矿山具体情况，在确保开采作业安全基础上，实现经济利益最大化。

2.2 整体性原则

智能化技术应用在地下金属矿山开采中，并非单一结构，而是一种相对复杂的信息系统，在实际开采期间，不同系统之间需要相互配合，只有这样才能做好开采作业。针对信息综合管理、分析、传输、采集等各项工作的开展都要利用不同平台实现，为了实现智能化开采，提高地下金属矿山开采的经济效益，不同平台要相互配合，进而进一步提高工作效益。为了充分发挥智能化开采技术，要依据制定流程对其进行应用。

3 智能化开采技术

3.1 智能化开采设计

近几年，可视化、地理信息、计算机辅助设计等各项技术都得到快速发展，这能够简化矿山和矿藏空间信息，通过对差值法进行合理应用，能够将矿石情况和地质结构分别显示在三维模型上，从而全面确定矿区内矿石储备情况。与此同时，通过合理应用建模技术，能够实现对矿区情况的初步布置，改善支护条件，同时增加后续拓展设计深度，大幅降低经济投入。通过对地下金属矿山智能化设计技术的应用，能够实现科学规划，合理开采。

3.2 智能化信息收集系统

将智能化信息收集系统合理应用在地下金属矿山开采中，能够实时反馈信息，从而为生产决策的制定与实施提供数据支撑。传感器是智能化信息收集系统数字化管理的终端，通过对其进行应用，能够实现安全检测、调控、调度，从而为地下金属矿山开采作业顺利进行保驾护航[4]。例如，通过传感技术进行应用，利用激光、视频、雷达、热成像等各种先进手段对现场情况进行监测，通过精准定义机械、热力、化学等对矿物质和地质等各项参数。然后通过对网络发布各项数据，实现数据共享，进入实现远程监控目的，同时，在进行问题处理时，能够提高处理效率，保证地下金属矿山开采环境安全、稳定。

3.3 智能化综合通信系统

智能化综合通信系统具备的意义：实现对综合信息的有效传递，在同一网络中能够同时完成对数据、音频、视频的有效传输；统合通信接入方式，可以采取无线或有线方式进行接入；实现直线、双向网络通讯。

（1）通过对泄露电缆进行应用能够使地下金属矿山移动通信得到改善。在进行地下金属矿山开采作业时，做好移动通信是十分重要的一项内容，目前，移动通信主要是同构对低频感应、中频载波、低频无线等各种不同方式的应用。泄露电缆作为一种外导体不屏蔽信号同轴电缆，可以在线缆长度方向均匀发射，或者接收无线电讯号，在此背景下，移动设备采用泄露电缆完成通讯，考虑到线缆具有特性阻抗以及高频损失，这将会导致信号发生较大损失，因此，在具体作业开展时，在线缆上每间隔一段距离，就要利用放大器弥补信号。漏泄电缆铺设长度长，能够覆盖整个矿山，此外，通过对其进行应用，能够提供64 个语音/数据信道以及24 视频信道，并且拓展简单，而且便于维护，具有较强的操作性。

（2）通过对工业以太网进行合理应用，能够大幅提高地下金属矿山开采时的通信效率。工业以太网是通信作业开展时的骨干，其可以与公共通信网络进行兼容。以太网与TCP/IP 协议可以在一个网络上完成对数据、视频、语音的合理传递，能够在该范围内确保通信速度能够达到要求标准，而且效率可以达到需求。

3.4 智能化开采系统

地下金属矿山开采是一项复杂工作，而且该项工作对技术，相关工作人员的能力要求都较高。在地下金属矿山开采时，合理应用智能化技术，能够完成对周边环境的合理分析，保证机械设备和工作人员安全，进而降低地下金属矿山开采风险，提高开采效率。

（1）通过对智能化技术的合理应用，可以完成对生产环境的全面监测与预警。利用网络传感器能够快速、精准获取到地下金属矿山开采环境的湿度、温度、震感、有害气体等各项内容的全面监测，获取到数据后，快速将数据传输到控制中心，若发现监测大数据出现异常波动，将会发出警报，依据监视器或传感器的具体位置，精准定位，并且存储各项数据，从而让操作人员能够依据获取到的数据完成相应操作[5]。

（2）通过对智能化技术进行应用实现了对各项设备、人员的精准定位。跟踪定位系统主要由软件系统和硬件构成。其中软件系统在应用过程中起到的作用就是存储跟踪定位器的记录报告和实时位置情况，硬件则由标签和读卡器两部分构成，标签集成在地下金属矿山采用的设备，以及工作人员佩戴的安全帽上，其起到的作用就是进行ID 号传输，再将数据传输到指挥室计算机中，利用软硬件系统相互协同方式，最终形成一套完整数据报告，实现对生产作业中采用的各项设备、人员的合理组织。

（3）实现远程控制和自动化生产作业。将远程化技术应用于地下金属矿山开采中，能够实现大型矿山无支护采场开采作业的可能，通过应用远程系统，工作人员在地上控制室就能完成地下金属矿山开采和生产作业的相应操作，例如测量、爆破、开拓、铲运机装卸等各项操作。在远程化基础上，工作人员对计算机控制端进行应用调整设备自动化运行情况，从而提高经济效益和生产效率，减少人力投入，提高各项设备利用率。