地下金屬礦山智能化開采綜合技術(shù)研究

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(guó)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(wèn)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(shì)，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(guò)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(guò)GIS系統(tǒng)一方面建立以數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)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(cè)與控制、設(shè)備監(jiān)測(cè)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?？欤趯?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(cè)、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(guò)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(guò)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(cè)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(guó)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(guò)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(guò)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(wú)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(cè)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(guò)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(yǔ)

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(shì)，結(jié)合現(xiàn)代智能化開采技術(shù)，通過(guò)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)

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