秦超

摘 要：地下金屬礦山開采的智能化發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代礦山的高效、安全、低污染開采，有效提高礦山資源的綜合利用水平，對(duì)推動(dòng)有色金屬行業(yè)的振興具有重要意義。本文基于地下金屬礦山開采的智能化技術(shù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，探索智能化開采綜合技術(shù)的實(shí)施及其影響因素，為礦產(chǎn)資源的智能化綜合利用提供有效參考。

關(guān)鍵詞：地下金屬礦山；智能化開采；綜合技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0178-02

隨著我國對(duì)礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)，礦山開采逐步由淺地層開采轉(zhuǎn)為深部開采，傳統(tǒng)采礦方式面臨著成本高、生產(chǎn)作業(yè)危險(xiǎn)性高等問題，新型智能化礦產(chǎn)資源開采綜合技術(shù)的探索，是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展資源結(jié)構(gòu)逐步拓展與優(yōu)化的必然性趨勢，結(jié)合現(xiàn)代地下金屬礦山智能化開采技術(shù)的概述，積極探索實(shí)現(xiàn)地下金屬礦山綠色、安全、可持續(xù)開采的有效途徑。

1 智能化開采綜合技術(shù)概述

1.1 智能化開采綜合結(jié)構(gòu)概述

智能化開采綜合技術(shù)的拓展，是基于傳統(tǒng)采礦技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，綜合定位系統(tǒng)等多種現(xiàn)代智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)資源的綜合性整合應(yīng)用，依據(jù)現(xiàn)代金屬礦山的采礦工藝，智能化開采綜合技術(shù)的結(jié)構(gòu)主要包括：信息采集系統(tǒng)、信息交互管理系統(tǒng)以及智能化系統(tǒng)三部分[1]。信息采集與綜合通信系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)虛擬平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)字化管理，從而達(dá)到數(shù)字化與全部開采過程相關(guān)的信息資源綜合性收集整理；其次，綜合智能化開采技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也借助GIS系統(tǒng)建立礦井綜合信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)金屬礦山信息的信息化、集成化管理，通過GIS系統(tǒng)一方面建立以數(shù)據(jù)庫為中心和基礎(chǔ)的信息管理新平臺(tái)；另一方面，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部信息、功能系統(tǒng)以及過程管理系統(tǒng)的有效集成；最后，人員追蹤定位、礦體模型更新、生產(chǎn)自動(dòng)調(diào)度、自動(dòng)采掘、自動(dòng)運(yùn)輸、生產(chǎn)環(huán)境地下監(jiān)測與控制、設(shè)備監(jiān)測與監(jiān)控維護(hù)等都達(dá)到智能化管理，最終實(shí)現(xiàn)礦山多個(gè)開采環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用[2]。

1.2 智能化開采綜合技術(shù)實(shí)施因素

結(jié)合以上對(duì)地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)基本結(jié)構(gòu)的概述，對(duì)影響地下金屬礦山智能化開采的影響因素總結(jié)，主要包括：其一，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的綜合性應(yīng)用，計(jì)算機(jī)虛擬平臺(tái)和綜合資源的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智能化開采的必然基礎(chǔ)；其二，雙向性網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和通訊渠道的建立，例如：金屬礦山資源的綜合運(yùn)用必須具有良好的信息交互平臺(tái)，保障地下礦產(chǎn)資源開采的信息準(zhǔn)確性，確保開采技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)；其三，地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)資源的綜合性實(shí)現(xiàn)，必須配備有相應(yīng)的智能裝備以及對(duì)應(yīng)的自動(dòng)控制技術(shù)，將收集的信息和技術(shù)人員的操作切實(shí)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。結(jié)合以上對(duì)地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)的分析可知，快速準(zhǔn)確的信息、穩(wěn)定可靠的通信網(wǎng)絡(luò)以及智能裝備在礦山的應(yīng)用等因素缺一不可。

2 地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)實(shí)施的原則

地下金屬礦山智能化開采必須以保障生產(chǎn)安全為第一原則，以提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、提高經(jīng)濟(jì)效益為目的，采用行之有效、質(zhì)量可靠的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。此外，在實(shí)施地下金屬礦山智能開采應(yīng)同時(shí)遵循以下原則：（1）經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則。在設(shè)計(jì)智能化開采系統(tǒng)的時(shí)候，要仔細(xì)分析礦山的各個(gè)采礦工段是否具備采用智能化方式進(jìn)行開采的條件，要針對(duì)不同的采礦環(huán)境采用人工采礦或智能采礦的方式，在確保安全的情況下，尋找最佳經(jīng)濟(jì)效益的方案。（2）整體性原則。智能化開采是多個(gè)開采環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合，信息采集監(jiān)控、信息交互、智能設(shè)備遠(yuǎn)程控制等等組件單獨(dú)使用都不能有效發(fā)揮智能化開采的功能，必須保障智能化開采各個(gè)環(huán)節(jié)的能夠有效銜接，相互配合，整體聯(lián)動(dòng)。（3）開放性原則。隨著現(xiàn)代智能化技術(shù)開發(fā)的發(fā)展與更新，軟件、通信手段、智能裝備等產(chǎn)品更新?lián)Q代速度非?？?，在實(shí)施智能化開采時(shí)必須要考慮今后的改進(jìn)擴(kuò)充，要預(yù)留出接口進(jìn)行擴(kuò)充以幫助系統(tǒng)不斷的完善和進(jìn)步。

3 地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)的實(shí)施

3.1 金屬資源綜合評(píng)估

地下金屬礦山資源智能化綜合評(píng)估技術(shù)的實(shí)施基礎(chǔ)，是基于現(xiàn)代采礦技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS技術(shù)，三維可視技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助模型，對(duì)地下金屬礦產(chǎn)資源開采進(jìn)行全面的信息掃描，并對(duì)地下資源進(jìn)行全面的信息分析，新型智能化平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了地下礦井資源的綜合評(píng)估[3]。例如：GIS技術(shù)可以獲取礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦石分布情況；三維可視技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助模型能夠建立地下礦井三維仿真虛擬模型，從而大大提升了地下金屬礦產(chǎn)資源開采的效率，減少礦產(chǎn)開采的前期投資和運(yùn)輸損耗。

3.2 金屬礦山資源信息收集

金屬礦山資源信息收集也是智能化信息開采的主要分支，智能化開采系統(tǒng)可以將礦產(chǎn)開采的檢測、控制以及調(diào)度等分散的礦產(chǎn)開采步驟結(jié)合為一體，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的系統(tǒng)性操作，保障現(xiàn)代地下金屬開采的地上信息控制與地下同步。例如：金屬礦山開采的傳感器通過雷達(dá)，激光，熱傳導(dǎo)等技術(shù)將地下金屬礦山的開采情況進(jìn)行綜合性分析，并實(shí)現(xiàn)金屬礦山開采信息的及時(shí)性傳達(dá)；同時(shí)建立金屬礦山數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)虛擬信息平臺(tái)，從而保障金屬礦山的開采信息傳輸收集的穩(wěn)定性[4]。

3.3 金屬開采通信結(jié)構(gòu)

地下金屬礦山開采的信息通訊是智能化綜合開采技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要部分，結(jié)合我國現(xiàn)代地下金屬礦山開采的技術(shù)結(jié)構(gòu)主要包括綜合性信息傳輸、通信接收方案以及綜合通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。綜合性信息傳輸是地上人員獲得地下信息的重要途徑，主要包括地下金屬礦山中視頻、圖像等信息資源的傳輸；而通信接收方案主要通過現(xiàn)代通信的數(shù)字信號(hào)保障礦產(chǎn)開采中信息資源的交互，保障礦產(chǎn)開采過程中的信息的內(nèi)部接收以及外部傳輸?shù)姆€(wěn)定性，例如：地下金屬礦山開采中普遍采用普通有線通信信息傳輸以及無線信息傳輸?shù)姆绞?；綜合通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)傳輸中以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息交流平臺(tái)，主要包括建立信息管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，終端接收網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸平臺(tái)等。及時(shí)可靠的信息交互系統(tǒng)在地下金屬礦山的建立，能夠及時(shí)地監(jiān)測井下狀況，同時(shí)為地上操作人員提供操作依據(jù)，有效減少了盲目性開采，避免了安全生產(chǎn)事故的發(fā)生[5]。

3.4 智能化開采

地下金屬礦山智能化開采技術(shù)的最終目的是實(shí)現(xiàn)資源的合理性開采。一方面，智能化系統(tǒng)開采技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)地下金屬礦山開采的人工管理和設(shè)備管理的智能化發(fā)展，例如：為了建立完善的地下金屬礦山開采信息系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)開采的人工信息和設(shè)備信息進(jìn)行標(biāo)號(hào)信息存儲(chǔ)，同時(shí)建立定位跟蹤系統(tǒng)，當(dāng)人工進(jìn)行地下金屬礦山進(jìn)行采礦作業(yè)時(shí)，地上信息系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的定位人員和設(shè)備的地理位置，最大限度的保障了地下金屬礦山開采人員的安全性；另一發(fā)面，地下金屬礦山開采智能化的實(shí)現(xiàn)需要智能裝備及其遠(yuǎn)程控制技術(shù)，例如：采礦技術(shù)人員通過地面上的技術(shù)操作，控制地下井礦中的鑿巖車、鏟運(yùn)車等裝備完成自動(dòng)作業(yè)，自動(dòng)化操作技術(shù)可以在地下金屬礦產(chǎn)開采難度較大的工段進(jìn)行作業(yè)，提升了金屬礦產(chǎn)資源開采的效率，減少金屬開采中的損失，同時(shí)也保障了地下金屬礦山開采的安全性。

4 結(jié)語

地下金屬礦山智能化開采技術(shù)的發(fā)展，是現(xiàn)代資源高效綜合利用的開發(fā)趨勢，結(jié)合現(xiàn)代智能化開采技術(shù)，通過金屬礦山的信息采集，信息集成管理以及智能化開采，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代金屬礦山采礦技術(shù)的逐步創(chuàng)新升級(jí)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭明貴，蔡嗣經(jīng).地下開采金屬礦山擴(kuò)建合理規(guī)模智能化系統(tǒng)[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2008（12）：133-139.

[2]馮興隆，賈明濤，王李管，宋明軍，尚曉明.地下金屬礦山開采技術(shù)發(fā)展趨勢[J].中國鉬業(yè)，2008（02）：9-13.

[3]王新喬，侯志明，侯志超.地下金屬礦山開采中連續(xù)開采關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（06）：86.

[4]吳愛祥，韓斌，古德生，胡華.我國地下金屬礦山連續(xù)開采技術(shù)研究的發(fā)展[J].有色礦山，2002（01）：1-5.

[5]吳愛祥，韓斌，古德生，胡華.國內(nèi)外地下金屬礦山連續(xù)開采技術(shù)研究的發(fā)展[J].礦冶工程，2002（03）：7-10.