智能露天矿山评价体系研究

吴琼

摘  要：当前，国内智能露天矿山建设尚未形成完善的评价体系以及建设思路，建设工作的展开缺乏统一的标准，在智能化的基础上建立露天矿山评价体系能够为矿山的发展提供促进作用。本文将建设智能露天矿山的定义，深入研究智能露天矿山的评价体系内容。

关键词：智能露天矿山;评价体系;研究

前言：

在智慧地球概念的提出下，智能化发展成为在自动化、信息化之后的又一次革命性突破，煤炭行业的开采工作中，随着自动化需求的提升，需要对现有的自动化生产设备进行改造升级;同时，还能深入挖掘露天矿山资源信息，发现不同信息之间的深度关联，提升矿山的自我分析和决策水平。因此，高效、绿色的智能露天矿山在煤炭行业受到了更多的关注。在此发展趋势下，智能露天矿山的发展速度被大力推动，但是其评价体系尚未建立完全，依然缺乏相应的标准和规范。

1.智能露天矿山定义

智能露天矿山的关键即露天矿山的“智能化”，在结合矿山原有信息以及日常管理信息后，智能化地提供决策建议，提升露天矿山的自我分析以及决策水平，保障露天矿山在“人、机、环、管”等方面工作的协调性，通过智能化手段对其进行统筹管理。智能露天矿山可以实现对矿山的生产、设备运行、环境、目标等内容的分析，并通过自动的感知进行协调控制，为煤炭企业的资源配置情况提供充足的数据依据，在露天矿山原本功能的基础上，增加在线监测、自动控制、危害预警以、灾害救援、智能开采等功能，保障在露天开采的过程中，能够实现可视化、自动化以及智能化操作。

2.智能露天矿山评价体系

2.1基础设施体系

智能露天矿山的基础设施体系是实现露天矿山智能化建设的基础，其中主要包括以下几方面的建设工作：第一，基础设施建设。规划监控网络、物联网络等信息，为数据采集、视频监控、安全监测等功能提供技术支撑，确保数据传输期间的安全性以及准确性。第二，调度中心。为实现网络传输、视频、监控等功能进行远程控制设备、远程操作设备、屏幕显示设备等设施的建设，确保所有设备都能受到统一控制，将信息进行集中展示，为生产作业的统筹发展提供基础的环境条件以及硬件条件。第三，数据采集以及数据服务系统。这一系统包含环境、资源、生产、设备、能源、安全、运营等多种范围的数据，要求数据具有统一的规范，为数据的共享及融合提供条件。还要建立数据服务系统，将所有数据进行集中储存以及管理，并增加容灾备份功能。第四，监控调度与管理。搭建监控平台，对生产过程中的所有调度信息进行统一管理，实现对核心生产设备状态的全面性实时监控。第五，信息发布。系统还需要具备环境监测数据、调度指令、数据管理、生产安全数据、经济指标、预警与应急管理等能力，同时还需要具有发布信息审批流程的功能[1]。第六，系统安全。智能露天矿山评价体系中的网络系统需要具有充分的安全水平，满足安全等级技术需求。

2.2地质体系

露天矿山的智能化地质储量环节中，需要进行开采设计、剥采排等环节的数据融合。这一体系智能化需要实现对地质储量进行统一管理，系统平台主要进行对矿床三维数据的模型搭建;地质数据库中，需要包含剖面数据、钻孔数据等，平台则是主要进行生成钻孔数据、查询钻孔信息等能力，还能直观地在模型上对矿山的任意位置进行切割形成剖面数据，自动化建立钻孔、水体、基岩等模型，通过对所有模型中关联信息的深入分析，得出对露天矿山地质信息的推演，及时发现露天矿山中的风险隐患，搭建完整的地质体系数据库。

2.3测量体系

在露天矿山的智能化测量工作中，通常使用无人机对其不同时间内数据进行采集并生成数据模型，发布至平台中。智能露天矿山测量体系主要是使用无人机结合3D激光扫描仪的形式，展开对露天矿山数据的测量工作，实现自动化测量的目标。

2.4智能穿爆体系

智能露天矿山的穿爆体系需要搭建从炸药入库到最终数据采集的全过程管理，优化其中的爆破设计关节，运用统一的平台实现对露天矿山的开采设计与发布作业，为采矿、地质、测量、穿爆、安保等多部门统筹管理提供数据支撑。智能露天矿山的穿爆体系需要达成无人化操作目标，实现自动进行穿孔、装药、识别煤岩、封孔、起爆等环节操作，保障工程的安全施工[2]。

2.5采运排及维修体系

露天矿山中的采运排体系中包含间断工艺、连续工艺、半连续工艺等多项内容，生产系统具有较强的复杂性，不仅涉及的部门不同，而且多部门之间的作业都具有一定的交叉。其整体体系中包含矿山地质数据、矿山采剥计划、剥离设备以及生产设备的运行状况、设备供电信息等系统数据。矿山的地质信息发布完成后，生产计划部门需要以数据为基础设计进行露天矿山的剥离、生产作业规划，而智能化采运排系统的主要作用即保障矿山各设备都能够进行无人驾驶，在此基础上实现协调发展，共同展开矿山的开采作业。

智能露天矿山设备检修系统主要是对矿山开采工程中使用到的所有设备工况进行联网，实时关注设备的运行参数信息，保障一旦设备出现故障问题可以及时发出预警信号。运用机器学习的形式，达成智能化检修的目的。在运行设备发出预警信号后，需要及时将无人驾驶设备从生产状态转换为维修状态，调配设备返回维修车间[3]。依据维修系统中设备的故障信息以及维修建议，进行相应的故障检查和维修，保障及时处理设备的故障问题，为露天矿山的维修工作提供智能化预警以及维修指导服务。

2.6边坡监测体系

智能露天矿山的边坡监测体系主要是在矿山各处设置监测点或是运用雷达的形式对边坡区域进行扫描，对其信息进行动态监测，监测数据包括表面位移、内层位移、水位、压力等参数。同时，这一系统还可以与采矿进度计划进行有机结合，依据计划进程，边坡监测系统能够自动调整监测点位以及数量，若结合三维地质系统的相关数据，还能对边坡临时滑动状态进行模拟，通过计算得出稳定帮坡角度，为露天矿山的开采计划提供促进作用。

2.7安全辅助体系

智能露天矿山的安全辅助体系通常作用于对矿山安全生产的管控工作中，通过融合智能化技术实现对矿山安全生产的技术保障。这一体系通常运用机器学习与深度学习等方式，智能识别露天矿山作业中的违章行为，并针对违章行为进行处理，与露天矿山的网络建设情况相结合，达成远程操控系统作业的目标，降低前线生产作业的人员数量，由机器代替人工，针对矿山生产中的环节进行安全检查，减少生产期间安全事故的发生频率，保障现场安全的作业环境。

2.8绿色环境体系

为建立智能露天矿山绿色环境体系，需要相关人员立足于矿山的整体生命周期角度，针对其开发设计、生产、闭坑等环节对环境造成的污染进行控制。这一体系的建立必须首先搭建环境监测预警系统，实现对环境保护计划的切实落实，依据不同时期的生产规划，辅助其绿色生产作业。这一体系也是建立智能露天矿山的基础工作之一。

结束语：

本文对智能露天矿山的定义以及主要构成体系进行了描述，通过上述情况可知，智能露天矿山的架构具有多种不同的从层次，涵盖内容非常广泛。通过搭建完善的智能露天矿山评价体系，能够加快智能露天矿山的建设水平，提升其发展速度，推动露天矿山的绿色化、无人化发展。

参考文献：

[1]付恩三，刘光伟，白润才，王亮，张津鹏，魏世壮.智能露天矿山评价体系研究[J].煤炭工程，2022，54（05）：1-8.

[2]王忠鑫，趙明，赵丹丹，辛凤阳，王金金，曾祥玉.露天煤矿绿色矿山建设支撑保障体系[J].露天采矿技术，2021，36（03）：1-7.

[3]张瑞新，毛善君，赵红泽，郭苏煜，贾宏君，赵学彬，孙健东，王群，李淋，马远平，王宇新，郭帅，鲍海明，林钰淇.智慧露天矿山建设基本框架及体系设计[J].煤炭科学技术，2019，47（10）：1-23.