信息化智能礦山建設(shè)

王帥華

（安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司，安徽 六安237460）

1 礦山信息化現(xiàn)狀

礦山行業(yè)的發(fā)展和其他傳統(tǒng)工業(yè)一樣，都經(jīng)歷了機(jī)械化、自動化、初步信息化等幾個步驟。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在現(xiàn)在礦山建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，使得現(xiàn)代礦山的信息化水平逐漸提高，從最初在辦公、財務(wù)、物資等方面的應(yīng)用擴(kuò)展到安全環(huán)保、調(diào)度指揮、生產(chǎn)執(zhí)行、行政決策等更多方面。

一些大型礦山企業(yè)建立了綜合信息化系統(tǒng)、安全避險“六大”系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)，達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。

2 信息化智能礦山達(dá)到的目標(biāo)

信息化智能礦山通過各種技術(shù)手段對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成、可視化展現(xiàn)、自動化操作和智能化服務(wù)于一體，通過對關(guān)鍵信息的整合、分析，從而對包括安全、生產(chǎn)、調(diào)度、監(jiān)測監(jiān)控、視頻監(jiān)控、人員定位、設(shè)備故障預(yù)警、智能排產(chǎn)等各種需求做出智能響應(yīng)，向礦山各級人員提供全方位基于智能化的信息服務(wù)，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)安全與高效。歸納如下：

（1）高效生產(chǎn)、本質(zhì)安全；

（2）實現(xiàn)運輸、提升、選礦等主要生產(chǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控；

（3）對生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)系統(tǒng)之間的聯(lián)動、報警、應(yīng)急預(yù)案管理，科學(xué)、高效指導(dǎo)生產(chǎn)；

（4）對工業(yè)環(huán)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、調(diào)度和行政通訊、大屏顯示實現(xiàn)數(shù)據(jù)及通訊的高速、可靠、穩(wěn)定傳輸；

（5）實現(xiàn)以設(shè)備為對象的全系統(tǒng)預(yù)警、檢測、故障分析及運行報告等功能的分析應(yīng)用系統(tǒng)，降低故障發(fā)生率，縮短故障維修時間；

（6）針對生產(chǎn)運行管理過程，集成生產(chǎn)執(zhí)行過程相關(guān)的各類實時信息，及時反映生產(chǎn)運行狀態(tài)，實現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的優(yōu)化管理；

（7）以安全生產(chǎn)管理為主線、提升礦山安全生產(chǎn)信息綜合應(yīng)用價值為目標(biāo)，集成與安全生產(chǎn)相關(guān)各類關(guān)鍵信息，為各級管理者提供信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同。

3 信息化智能礦山的結(jié)構(gòu)

3.1 設(shè)備控制層

主要是指企業(yè)在生產(chǎn)、安全等各方面的基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)，主要對自動化設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)控制，主要包括：提升系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、選礦系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。

3.2 過程控制層

主要針對生產(chǎn)一體化監(jiān)控，實現(xiàn)對各類基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，集數(shù)據(jù)通信、處理、采集、控制、協(xié)調(diào)、智能判斷、圖文顯示為一體的綜合數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)，管理者可以實時遠(yuǎn)程了解生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)系統(tǒng)的自動監(jiān)測監(jiān)控狀態(tài)信息，強(qiáng)化各專業(yè)管理的工作主動性，促進(jìn)各專業(yè)對現(xiàn)場異常情況信息分析處理的快速響應(yīng)，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。

3.3 生產(chǎn)執(zhí)行層

圍繞生產(chǎn)計劃目標(biāo)，以安全生產(chǎn)為主線，集成礦生產(chǎn)計劃、作業(yè)工程、生產(chǎn)調(diào)度、安全、設(shè)備等各類相關(guān)信息，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度指揮模式，為各部門的協(xié)同工作搭建平臺，支撐業(yè)務(wù)信息在各管理部門之間的高效流轉(zhuǎn)處理，現(xiàn)場監(jiān)控異常數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)中觸發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)處理流程，報警信息通過網(wǎng)絡(luò)共享，觸發(fā)相關(guān)預(yù)案聯(lián)動，跟蹤處理反饋過程。直接采用實時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

3.4 經(jīng)營管理層

經(jīng)營管理信息系統(tǒng)主要是企業(yè)的人力、財務(wù)、物資、運銷管理系統(tǒng)等。

4 信息化智能礦山建設(shè)包含的主要內(nèi)容

生產(chǎn)調(diào)度方面包括：

（1）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺是礦山信息化建設(shè)的硬件基礎(chǔ)，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的高速傳輸

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多采用總線結(jié)構(gòu)或者環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，還可以采用單環(huán)或雙環(huán)等結(jié)構(gòu)實現(xiàn)冗余。同時要考慮工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全。

（2）中心計算機(jī)系統(tǒng)及機(jī)房設(shè)備

機(jī)房設(shè)備對環(huán)境的要求很高，且在機(jī)房設(shè)計上有許多規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行約束。機(jī)房環(huán)境的要求主要在設(shè)備電源線與信號線的布線及保護(hù)、機(jī)房環(huán)境報警和自動滅火系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及在線式UPS、供電負(fù)荷、接地和防雷等方面有明確的要求。

（3）安全生產(chǎn)一體化監(jiān)控平臺

通過信息化網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺，對所有子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、發(fā)布，完成一個信息集中控制顯示的平臺。

安全生產(chǎn)一體化監(jiān)控平臺將需接入的各子系統(tǒng)信息通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，并將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合處理。應(yīng)具有良好的可靠性，兼容性、擴(kuò)容性。

（4）生產(chǎn)執(zhí)行管理信息系統(tǒng)

安全生產(chǎn)執(zhí)行管理信息系統(tǒng)涉及生產(chǎn)執(zhí)行的各個方面，根據(jù)實際情況具有不同的分類，大致可分為：生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、能源管理、設(shè)備運行管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)計分析、輔助決策分析等。

（5）子系統(tǒng)建設(shè)和接入

將礦山各個相關(guān)子系統(tǒng)接入平臺軟件，構(gòu)成一個系統(tǒng)達(dá)到數(shù)據(jù)共享、信息交流以及管控結(jié)合。不同礦山子系統(tǒng)根據(jù)實際情況存在差異，主要分為：提升系統(tǒng)、選礦系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等。

安全管理方面主要運用在安全避險“六大”系統(tǒng)中的人員定位和無線通訊系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)等。

（1）人員定位和無線通訊系統(tǒng)

集井下人員考勤、跟蹤定位、災(zāi)后急救、日常管理等一體的綜合運用系統(tǒng)。井下定位考勤系統(tǒng)能夠及時、準(zhǔn)確將井下各區(qū)域人員及設(shè)備動態(tài)情況反映到地面計算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設(shè)備分布狀況和運動軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。事故發(fā)生時，救援人員可根據(jù)井下人員定位系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員位置情況，及時采取相應(yīng)救援措施，提高應(yīng)急救援的工作效率。

重點區(qū)域安裝分站（讀卡器），下井人員攜帶定位卡，定位信息通過基站進(jìn)行采集并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綑C(jī)房的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和存儲，在終端上顯示。

無線通訊系統(tǒng)指為需要人員佩備礦用手機(jī)，當(dāng)進(jìn)入井下后，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，可方便地實現(xiàn)井下無線手機(jī)通話。主要功能包括：無線通話、通話查詢、收發(fā)短信、調(diào)度管理等。

（2）監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測井下作業(yè)環(huán)境，包括有毒有害氣體、通風(fēng)系統(tǒng)和地壓監(jiān)測三項內(nèi)容。主要實現(xiàn)方式是使用傳感器對各類監(jiān)測信息進(jìn)行檢測并將數(shù)據(jù)傳輸至相應(yīng)的監(jiān)測分站，再由分站將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器上，通過軟件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分析處理，將結(jié)果顯示在終端設(shè)備上，不符合標(biāo)準(zhǔn)范圍的數(shù)據(jù)采用聲光報警。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過攝像機(jī)對井下主要位置及重要設(shè)備進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集并上傳到服務(wù)器進(jìn)行存儲，并通過軟件實現(xiàn)對視頻實時預(yù)覽、錄像回放及通過終端進(jìn)行顯示。

（3）通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)

井下通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)地表與井下主要作業(yè)點的指揮調(diào)度，實現(xiàn)井下各工作點之間點對點通信，同時實現(xiàn)井下工作點地面主要車間的點對點通信。在災(zāi)變期間能夠及時通知人員撤離和實現(xiàn)與避險人員通話。

辦公管理和行政決策方面每個不同的企業(yè)根據(jù)自身企業(yè)的需求所建立的此類軟件有較大區(qū)別，主要包含的有：ERP系統(tǒng)，對公司的財務(wù)、銷售、物資、工程等進(jìn)行管理，也有些企業(yè)沒有形成ERP系統(tǒng)，對上述模塊的管理采用不同的軟件系統(tǒng)，相對零散；內(nèi)部網(wǎng)站，對公司信息進(jìn)行公布顯示的平臺，主要包括通知、新聞及生產(chǎn)、安全等信息的展示；外部網(wǎng)站，面向互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)站，主要是對企業(yè)以及產(chǎn)品的介紹展示；其他信息系統(tǒng)，是指公司根據(jù)自身的工作需要所建設(shè)的各類信息系統(tǒng)，如：OA辦公系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、郵箱系統(tǒng)等。

5 總結(jié)

信息化智能礦山是一個復(fù)雜且在不斷發(fā)展的綜合概念，涉及的技術(shù)方法和應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)大，在每一個新的階段，概念都會有新的定義進(jìn)行完善。信息化技術(shù)給采礦這個傳統(tǒng)的行業(yè)注入了新的活力，為傳統(tǒng)的高危行業(yè)加強(qiáng)了安全保障，在安全環(huán)保、調(diào)度指揮、生產(chǎn)執(zhí)行、行政決策等各個方面的應(yīng)用使得各個環(huán)節(jié)高效的運行，使得礦山的發(fā)展走上了一個嶄新的道路，信息化智能礦山將成為未來礦山的發(fā)展方向和實現(xiàn)目標(biāo)。

［1］王正祥,李馬,楊莉萍,等.礦山信息化建設(shè)的探討[J].礦山機(jī)械.

［2］吳玉蘭,周莉.淺議礦山信息化建設(shè)[D].中國科學(xué)院上海冶金研究所.

［3］張茂賢,趙其祥.信息化在礦山管理中的應(yīng)用分析[J].中國礦業(yè).

［4］譚細(xì)軍.金屬非金屬地下礦山“六大系統(tǒng)”建設(shè)原則[J].中國礦業(yè).