智慧矿山建设架构体系与关键技术

余军温

阿克苏拜城县众维煤业有限公司 新疆 阿克苏 842300

科学技术的进步,推动着各个行业、各个领域朝着“智慧化”、信息化建设方向发展,煤炭产业作为我国重要的产业之一,是我国国民经济的重要组成部分,但在合理开发资源、环境保护、资源的充分利用等方面存在一系列的问题。传统煤矿矿山企业呈现出封闭性、落后性,其由于自身或外在的原因导致其无法紧跟时代潮流,其面临了新的局面,急需转型升级,适应现代化需求。智慧矿山建设,是利用现代信息技术,即人工智能以及智能分析等技术来促进煤矿矿山企业改变运行结构,通过生产技术的整体提高,来解决资源的不合理开发、环境污染等问题,推动多方共同受益局面形成。

一、智慧矿山概念

智慧矿山,是新世纪现代科学技术发展下的产物,其是实质一种将信息化收集、控制自动化、数字信息技术相结合的矿山系统。其具有以下几方面的特点：首先,可持续性。由于矿山生产工作体系庞大而复杂,传统矿业不同时期的工作侧重点不同,往往会带来不平衡发展,而智慧矿山将对矿山生产水平、矿山生产与经营管理工作统一、企业未来发展规划等工作重视有机结合,促进了矿山企业的可持续发展。其次,自动性。智慧矿山将自动化控制技术以及信息化生产技术有机结合,实现人工参与程度减少,运营管理统一控制的目的。最后,统一性。智慧矿山通过现代信息技术的应用,将整个工作进行协调、统一,使得矿山企业在发展过程中,可以有效结合数据反馈以及现代信息技术(人工智能、信息化收集、数字信息化等)对工作进行调控,从而促进产业的发展[1]。

二、智慧矿山建设架构体系

智慧矿山建设过程复杂,需要按照一定的架构体系来开展,为保证智慧矿山建设的架构体系正常开展,具体有以几方面的环节设置：(1)展示层。通过虚拟现实技术的处理,通过相关数据以及移动设备、网络系统的运用,将矿山的实际情况进行展示,以促进工作的进一步开展。通过将相关收集资料数据与信息进行展示,为以为环节做好铺垫。(2)智慧决策与控制层。智慧信息数据决策以及控制环节作为关键环节之一,通过大数据技术以及云计算技术的应用,同时,结合综合性研究,推动矿山工作实现智慧决策。其中主要通过云计算平台进行调度指挥工作、生产管理工作、安全管理工作、经营决策工作以及应急响应工作等,通过这几方面的综合把握,推动矿山工作实现智慧决策。(3)存储层。在数据传输过程中,将数据进行处理、整理、存储,将数据上传到云端,避免数据的丢失,实现数据的规范化管理。(4)传输层。即将网络数据的传输,按照一定的原则(一体化),推动矿井范围内全面的网络系统覆盖。(5)数据采集与执行层主要是指对矿山企业的相关数据进行收集、整理收集的数据以及决策数据信息的执行等一系列的操作,其是对矿山企业的数据信息进行采集,以及决策数据信息进行执行操作。其中主要包括,综合自动化系统(辅助运输监控数据、提升监控数学、排水监控数据等)、环境监测系统(瓦斯监测数据、水文监测数据、没烟监测数据等)、生产管理系统(生产计划数据、生产技术数据等)、安全管理系统(危险源数据、一通三防等)、经营管理系统(人力资源数据、物资数据、运销数据等),通过对五个系统,几十种数据的采集、整理以及执行[2]。

三、智慧矿山建设关键技术

1.空间信息技术

空间信息技术是一种以定位技术、遥感技术等为核心的一种地理信息搜索技术。在智慧矿山建设过程中,通过空间信息技术的使用,可以将数据采集、研究分析、操作处理工作与自动化调度系统结合,促进高效、实用、精准的一体化信息平台的建设,实现智慧矿山信息管理系统建立。

2.自动化采煤技术

传统煤矿发展模式逐渐被新的技术应用所改变,智慧矿山,借助“大数据”、“信息化”技术,实现了煤矿企业的发展、升级。自动化采煤技术作为关键技术之一,其通过大量使用自动化设备,减少人员的实地操作。该技术的应用,一方面,减少实际人工开采过程,矿井的生产(采煤与掘进配比)失调,提高资源回收率、降低人工成本。另一方面,由于煤矿开采工作存在许多安全隐患,自动化开采技术的应用,大大减少事故损失,通过相关专业人员对操控环节进行把控,有效促进自动化采煤工作开展。其中,自动化采煤技术需要地质识别技术、记忆切割煤矿技术等技术的有机结合,实现自动化采煤工作。

3.虚拟化技术

虚拟化技术,是指通过数据的收集,整理以及分析工作,将与矿山相关的信息与系统进行联系,解决矿产产业在开采煤矿资源中不可视地区的带来的问题。通过实地的勘测、数据的收集、以及,相关技术的使用,搭建三维地质模型,进而减少不可视地区带来的对工作的干扰,通过模拟化、虚拟化模型建设,加强工作人员对工作场景的了解,推动智慧矿山的安全生产落实。

4.矿用传感器技术

矿用传感器,其主要的作用在于对矿井相关数据进行实时监测,例如,我国目前吸收消化国内外先进的测尘技术所研发的矿用粉尘传感器,其对粉末的浓度测量具有测量快速准确、就地显示、性能强等一系列的特点,给矿产工作带来便利,矿用传感器技术其作为智慧矿山的核心技术,但我国现阶段使用的矿用传感器,没有达到实时监测的程度,需要研究人员进一步的研发,促进智慧矿山落实[3]。

结束语

综上所述,智慧矿山这一现代科学技术发展下的产物是当前矿山企业发展的趋势,可以有效解决传统矿山建设过程中存在的问题,同时,其凭借空间信息技术、自动化采煤技术、虚拟化技术、矿用传感器技术等关键技术,极大程度推动了矿山企业的发展,促进矿山企业不断改革。