吳瓊

摘? 要：當前，國內智能露天礦山建設尚未形成完善的評價體系以及建設思路，建設工作的展開缺乏統(tǒng)一的標準，在智能化的基礎上建立露天礦山評價體系能夠為礦山的發(fā)展提供促進作用。本文將建設智能露天礦山的定義，深入研究智能露天礦山的評價體系內容。

關鍵詞：智能露天礦山;評價體系;研究

前言：

在智慧地球概念的提出下，智能化發(fā)展成為在自動化、信息化之后的又一次革命性突破，煤炭行業(yè)的開采工作中，隨著自動化需求的提升，需要對現(xiàn)有的自動化生產(chǎn)設備進行改造升級;同時，還能深入挖掘露天礦山資源信息，發(fā)現(xiàn)不同信息之間的深度關聯(lián)，提升礦山的自我分析和決策水平。因此，高效、綠色的智能露天礦山在煤炭行業(yè)受到了更多的關注。在此發(fā)展趨勢下，智能露天礦山的發(fā)展速度被大力推動，但是其評價體系尚未建立完全，依然缺乏相應的標準和規(guī)范。

1.智能露天礦山定義

智能露天礦山的關鍵即露天礦山的“智能化”，在結合礦山原有信息以及日常管理信息后，智能化地提供決策建議，提升露天礦山的自我分析以及決策水平，保障露天礦山在“人、機、環(huán)、管”等方面工作的協(xié)調性，通過智能化手段對其進行統(tǒng)籌管理。智能露天礦山可以實現(xiàn)對礦山的生產(chǎn)、設備運行、環(huán)境、目標等內容的分析，并通過自動的感知進行協(xié)調控制，為煤炭企業(yè)的資源配置情況提供充足的數(shù)據(jù)依據(jù)，在露天礦山原本功能的基礎上，增加在線監(jiān)測、自動控制、危害預警以、災害救援、智能開采等功能，保障在露天開采的過程中，能夠實現(xiàn)可視化、自動化以及智能化操作。

2.智能露天礦山評價體系

2.1基礎設施體系

智能露天礦山的基礎設施體系是實現(xiàn)露天礦山智能化建設的基礎，其中主要包括以下幾方面的建設工作：第一，基礎設施建設。規(guī)劃監(jiān)控網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)絡等信息，為數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、安全監(jiān)測等功能提供技術支撐，確保數(shù)據(jù)傳輸期間的安全性以及準確性。第二，調度中心。為實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸、視頻、監(jiān)控等功能進行遠程控制設備、遠程操作設備、屏幕顯示設備等設施的建設，確保所有設備都能受到統(tǒng)一控制，將信息進行集中展示，為生產(chǎn)作業(yè)的統(tǒng)籌發(fā)展提供基礎的環(huán)境條件以及硬件條件。第三，數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)。這一系統(tǒng)包含環(huán)境、資源、生產(chǎn)、設備、能源、安全、運營等多種范圍的數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的規(guī)范，為數(shù)據(jù)的共享及融合提供條件。還要建立數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)，將所有數(shù)據(jù)進行集中儲存以及管理，并增加容災備份功能。第四，監(jiān)控調度與管理。搭建監(jiān)控平臺，對生產(chǎn)過程中的所有調度信息進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)對核心生產(chǎn)設備狀態(tài)的全面性實時監(jiān)控。第五，信息發(fā)布。系統(tǒng)還需要具備環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、調度指令、數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)、經(jīng)濟指標、預警與應急管理等能力，同時還需要具有發(fā)布信息審批流程的功能[1]。第六，系統(tǒng)安全。智能露天礦山評價體系中的網(wǎng)絡系統(tǒng)需要具有充分的安全水平，滿足安全等級技術需求。

2.2地質體系

露天礦山的智能化地質儲量環(huán)節(jié)中，需要進行開采設計、剝采排等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)融合。這一體系智能化需要實現(xiàn)對地質儲量進行統(tǒng)一管理，系統(tǒng)平臺主要進行對礦床三維數(shù)據(jù)的模型搭建;地質數(shù)據(jù)庫中，需要包含剖面數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)等，平臺則是主要進行生成鉆孔數(shù)據(jù)、查詢鉆孔信息等能力，還能直觀地在模型上對礦山的任意位置進行切割形成剖面數(shù)據(jù)，自動化建立鉆孔、水體、基巖等模型，通過對所有模型中關聯(lián)信息的深入分析，得出對露天礦山地質信息的推演，及時發(fā)現(xiàn)露天礦山中的風險隱患，搭建完整的地質體系數(shù)據(jù)庫。

2.3測量體系

在露天礦山的智能化測量工作中，通常使用無人機對其不同時間內數(shù)據(jù)進行采集并生成數(shù)據(jù)模型，發(fā)布至平臺中。智能露天礦山測量體系主要是使用無人機結合3D激光掃描儀的形式，展開對露天礦山數(shù)據(jù)的測量工作，實現(xiàn)自動化測量的目標。

2.4智能穿爆體系

智能露天礦山的穿爆體系需要搭建從炸藥入庫到最終數(shù)據(jù)采集的全過程管理，優(yōu)化其中的爆破設計關節(jié)，運用統(tǒng)一的平臺實現(xiàn)對露天礦山的開采設計與發(fā)布作業(yè)，為采礦、地質、測量、穿爆、安保等多部門統(tǒng)籌管理提供數(shù)據(jù)支撐。智能露天礦山的穿爆體系需要達成無人化操作目標，實現(xiàn)自動進行穿孔、裝藥、識別煤巖、封孔、起爆等環(huán)節(jié)操作，保障工程的安全施工[2]。

2.5采運排及維修體系

露天礦山中的采運排體系中包含間斷工藝、連續(xù)工藝、半連續(xù)工藝等多項內容，生產(chǎn)系統(tǒng)具有較強的復雜性，不僅涉及的部門不同，而且多部門之間的作業(yè)都具有一定的交叉。其整體體系中包含礦山地質數(shù)據(jù)、礦山采剝計劃、剝離設備以及生產(chǎn)設備的運行狀況、設備供電信息等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。礦山的地質信息發(fā)布完成后，生產(chǎn)計劃部門需要以數(shù)據(jù)為基礎設計進行露天礦山的剝離、生產(chǎn)作業(yè)規(guī)劃，而智能化采運排系統(tǒng)的主要作用即保障礦山各設備都能夠進行無人駕駛，在此基礎上實現(xiàn)協(xié)調發(fā)展，共同展開礦山的開采作業(yè)。

智能露天礦山設備檢修系統(tǒng)主要是對礦山開采工程中使用到的所有設備工況進行聯(lián)網(wǎng)，實時關注設備的運行參數(shù)信息，保障一旦設備出現(xiàn)故障問題可以及時發(fā)出預警信號。運用機器學習的形式，達成智能化檢修的目的。在運行設備發(fā)出預警信號后，需要及時將無人駕駛設備從生產(chǎn)狀態(tài)轉換為維修狀態(tài)，調配設備返回維修車間[3]。依據(jù)維修系統(tǒng)中設備的故障信息以及維修建議，進行相應的故障檢查和維修，保障及時處理設備的故障問題，為露天礦山的維修工作提供智能化預警以及維修指導服務。

2.6邊坡監(jiān)測體系

智能露天礦山的邊坡監(jiān)測體系主要是在礦山各處設置監(jiān)測點或是運用雷達的形式對邊坡區(qū)域進行掃描，對其信息進行動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括表面位移、內層位移、水位、壓力等參數(shù)。同時，這一系統(tǒng)還可以與采礦進度計劃進行有機結合，依據(jù)計劃進程，邊坡監(jiān)測系統(tǒng)能夠自動調整監(jiān)測點位以及數(shù)量，若結合三維地質系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)，還能對邊坡臨時滑動狀態(tài)進行模擬，通過計算得出穩(wěn)定幫坡角度，為露天礦山的開采計劃提供促進作用。

2.7安全輔助體系

智能露天礦山的安全輔助體系通常作用于對礦山安全生產(chǎn)的管控工作中，通過融合智能化技術實現(xiàn)對礦山安全生產(chǎn)的技術保障。這一體系通常運用機器學習與深度學習等方式，智能識別露天礦山作業(yè)中的違章行為，并針對違章行為進行處理，與露天礦山的網(wǎng)絡建設情況相結合，達成遠程操控系統(tǒng)作業(yè)的目標，降低前線生產(chǎn)作業(yè)的人員數(shù)量，由機器代替人工，針對礦山生產(chǎn)中的環(huán)節(jié)進行安全檢查，減少生產(chǎn)期間安全事故的發(fā)生頻率，保障現(xiàn)場安全的作業(yè)環(huán)境。

2.8綠色環(huán)境體系

為建立智能露天礦山綠色環(huán)境體系，需要相關人員立足于礦山的整體生命周期角度，針對其開發(fā)設計、生產(chǎn)、閉坑等環(huán)節(jié)對環(huán)境造成的污染進行控制。這一體系的建立必須首先搭建環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)，實現(xiàn)對環(huán)境保護計劃的切實落實，依據(jù)不同時期的生產(chǎn)規(guī)劃，輔助其綠色生產(chǎn)作業(yè)。這一體系也是建立智能露天礦山的基礎工作之一。

結束語：

本文對智能露天礦山的定義以及主要構成體系進行了描述，通過上述情況可知，智能露天礦山的架構具有多種不同的從層次，涵蓋內容非常廣泛。通過搭建完善的智能露天礦山評價體系，能夠加快智能露天礦山的建設水平，提升其發(fā)展速度，推動露天礦山的綠色化、無人化發(fā)展。

參考文獻：

[1]付恩三，劉光偉，白潤才，王亮，張津鵬，魏世壯.智能露天礦山評價體系研究[J].煤炭工程，2022，54（05）：1-8.

[2]王忠鑫，趙明，趙丹丹，辛鳳陽，王金金，曾祥玉.露天煤礦綠色礦山建設支撐保障體系[J].露天采礦技術，2021，36（03）：1-7.

[3]張瑞新，毛善君，趙紅澤，郭蘇煜，賈宏君，趙學彬，孫健東，王群，李淋，馬遠平，王宇新，郭帥，鮑海明，林鈺淇.智慧露天礦山建設基本框架及體系設計[J].煤炭科學技術，2019，47（10）：1-23.