矿山自动化与信息技术的应用

2021-12-01丁辉

世界有色金属 2021年9期

丁辉

（甘肃能源化工职业学院，甘肃兰州 730207）

在中国现有的矿山中，自动化和信息技术被矿产企业广泛使用。对于矿山的施工来说，矿山自动化技术可以科学地装备人力资源，提高劳动生产率，改善矿产开采及生产的安全性，实现更大的经济效益提升。矿山自动化还可以降低环境污染，带来相当大的社会效益。本文简述了矿山自动化与信息技术的基本概念，并且分析了矿山开采中信息技术的应用。

1 矿山自动化与信息技术的基本概念

矿山自动化的基本要素是传感器、信息网络和自动化执行机构。而矿山信息系统网络是连接整个矿山的信息和数据收集系统，矿山信息网络系统的计算机信息管理系统是矿山自动化和矿山数字化的基础，矿山信息系统网络也是矿山自动化维护的重要角色[1]。实时自动化控制是矿山自动化的基本能力，由于企业内外状况多变，矿山自动化就可以改变矿山内部设备条件进行高效率开采，输出值可达到最高人工水平。矿山工程是我国资源开发的最重要的项目之一。随着计算机技术在世界范围内的提高和迅速发展，信息技术化已成为未来大多数工业发展的必然趋势。矿业工程必须采用先进的工业科学技术，走科技化建设之路，节约矿业工程的生产资料，促进矿业工程的可持续绿色发展之路。信息技术主要基于信息方面的运用，在应用信息的过程中，必须建立有效的信息基础。要让矿山信息与技术互补，通过有效的信息化管理形式，我们可以制定科学的矿山开采计划，实现对矿山开采的有效指导，在控制矿山开采的后期阶段，所有步骤都必须从矿山实际情况中进行有效管理，企业为了确保所有开采工作都有规律进展，必须实施有效的信息管理[2]。信息技术本身是一个科学应用，它对整个矿山的生产具有明显的指挥控制作用。

2 矿山自动化的运用

矿山自动化系统的主要功能是：使用各种传感器，实时观察检测各子系统，将检测到的数据的状态、环境数据、故障诊断传递到相关工作人员的计算机设备上。并将数据实时处理到信息网络中，并生成各种图表。以此来监测和控制采掘作业的各个细节。为了使施工系统在健康稳定的状态下正常运行，实时检测施工系统和施工设备的故障、施工通信的中断，可以保障整个施工网络的正常经营，实现检测和控制的整合，由此可以大幅削减矿产企业的人力资源数量和相应的成本[2]。自动系统软件包括图形处理软件、历史数据查询软件、实时数据处理和数据获取软件、实时检测软件、工业系统配置软件和数据实时上传软件。软件采用共享数据库服务器、工业应用服务器和浏览器软件，实现实时监控和系统整体信息控制。数据通信使用多线程技术和动态链接库，提供可随时显示的监视数据、曲线、图形、警报点的矢量化结构图，并实时汇报数据。为了实现无缝连接的数据与人工对接系统，相关工作人员要选择与矿工相同的机器配置，并且工作人员要为矿山的自动化设备配备相同的仪器。软件具有实时性、开放性强、操作性高的数据存取能力。这需要集中管理各项矿山自动化技术，以满足设备安全、生产管理正常运作的需要，如异常警报、失控警报、违法操作、机器运行故障等警报信息，相关工作人员要设置统一安全警报信息平台，及时分析和处理警报信息。矿山自动化系统是可以检测所有矿产开采及生产环节数据的综合自动化系统，它可以全面收集关于工作方面的内容，可以收集设备实时生产的数据、生产技术数据、运转管理数据、地震数据，实现井下实时动态信息的获取[3]。数据存储层贯通数据流通的整个过程，同时，自动化具有在线检测集成生产单位的管理功能，数据传输层的大部分由企业网络管理和产业数据构成，它通过无线和有线数据的组合形成具有完整网络覆盖，最终到达管理决策层。

随着科学技术的快速发展，在矿业自动化的发展进程中，地下采矿装置的演进趋势是无人化、液压、自动化、与微计算机控制，辅助设备的一体化与多功能化。从设备规格的增加到设备的性能优化、适应性增强；操作可行性、安全性、便利性的增加；微计算机控制、设备故障预测等。面对国家环保开发的号召，大多矿产企业还追加了因环境而变化的内燃机泵等新的输电系统，这大大降低了设备在操作时引起的环境污染，降低了劳动者的健康危害。在企业开采矿产的进程里，先进的开采设备不仅保障了开采工作人员的生命安全，而且保证了产品的质量，大大的减少了生产所用时间，提高了采矿的效率。由于矿产开采自动化设备在各大矿山企业的普及，在矿山矿业资源的开采自动化，硬岩的连续开采，机械化的综合隧道技术的开发中，在矿山资源开采的行动下，地下移动破碎机和连续运输装置的连续开采等方面，使用了大量高效装备。在矿山设备自动化的开发过程中为了适应矿山复杂变化的地理环境和气候环境，大多数矿山企业就利用遥控采矿装置来大大提高采矿的灵活性。许多矿山企业为了增加矿产资源的开采量，为了保障矿山施工人员的安全，大多会使用遥控、无线通信、在线检测等先进信息技术来遥控矿山自动化设备。在矿产资源开采过程中，遥控开采矿会也是装配矿山设备的重要部分。在过去的矿山开采过程中，由于开采环境的影响，大多数开采人员必须很长一段时间都在阴冷、黑暗的环境中工作，在开采环境异常的情况下，这些致命的开采环境就会把他们的生命暴露在危险之中。因此，矿山开采机器人的研发就具有了重大意义。首先，矿山机器人基本上可以适应各种矿山环境，同时，矿山自动化机器人在高危环境的矿山场地上作业，就减少了矿山开采中人员的伤亡，有效地保护矿工的生命安全。最后企业在研发矿山自动化机器人的进程中，机器人研发师可以依照矿山实际环境情况，来调节矿山机器人的组装材料和内部结构，使矿山机器人可以在高寒、高温、潮湿、粉尘等恶劣的工作环境中运行。

3 信息技术在矿山中的运用

目前，我国矿山生产环境恶劣，生产过程复杂。从这些问题上来看，企业应该基于电子信息技术的运用、计划、统一、整理、经营信息的管理，确立矿山安全管理监视、识别模式的整合设定，根据收集的信息进行进一步的数据分析。在优化信息系统后，要通过工业数据收集和监控数据整合，依靠矿山安全信息管理、监控和识别，获取矿山安全信息数据。电子信息技术在矿山工程生产活动中的应用不仅可以为矿山生产提供有效的应急处理计划，还可以全面提升矿山生产的安全性。目前，由于一些客观原因，矿山资源开采项目的难度与安全检测问题较多。企业可以通过引进能够改善矿山安全率的电子信息技术，来逐步形成整合的数据整合、安全检测信息传递和安全问题处理的工业信息处理系统。在这个阶段，中国的矿山技术面临着全面安全监视的问题。企业虽然设置了安全监视装置，但是矿产开采人员不能迅速高效的看到安全通知。如果在矿山工程中发生了安全性事故，被困人员将无法及时救助，这也会降低矿山救助工作的效率。因此，企业可以使用电子信息技术进行实时监测，通过监测到的数据，发现事故的早期苗条，及时进行修理或其他应对措施。从而防患于未然，大大降低事故发生率，提高生产安全性。即便发生意外情况，也可以迅速找到被传感器监测到的人员，并实现高效的救助活动。提高矿山安全性生产监测效率提高电子信息技术在矿山安全开采中的应用，规范矿山开采秩序，通过运用信息技术，完善安全监控机制，这有效的提高了看矿山的安全性和生产效率，使矿山企业在提高管理水平的同时，也加强了矿山的开采速度。地下人员安全测试系统的组成结构相对简单，主要分为进口与出口点，在初始设置阶段，通信线路和计算机需要在不同的时间连接，需要在不同的测试点设置不同的机器[4]。考虑到现有的安全系统，相关人员要在应用过程中对安全性测试系统进行时间分析，并考察矿山设计形式的要求，设置出口系统，并且关于包含了各地区有效控制的注意事项。从大部分矿山资源的来看，在信息记录阶段，必须从矿山整体开始，有必要有效地分析所有种类的信息，不同部门的信息，矿山智能系统是包括信息数据和数据分析在内的安全管理系统，矿山设备通过改进管理系统，可以实现较为安全的安全管理矿山。地下紧急避难系统是在矿山发生紧急危机时，使用的系统。在紧急避难所，可以通过使用信息系统，建立自救、通信系统，使地下工作人员能够顺利地通过地面工作人员、自我帮助系统等取得营救。例如压缩器可以把新鲜空气压缩到地下开采场地，无论地下开采人员是开采还是营救，新鲜空气都会源源不断的运输到地下开采的场地，以此来为工作人员提供新鲜的氧气。通过自动化的信息系统，可以在检测到危险情况时，自动启动压缩器工作。