智慧礦山建設(shè)架構(gòu)體系及其關(guān)鍵技術(shù)探討

馮丙辰

摘 要： 在礦山行業(yè)中，智慧礦山建設(shè)屬于我國礦山建設(shè)的前端領(lǐng)域。當(dāng)前相關(guān)研究人員對(duì)智慧礦山建設(shè)進(jìn)行了初步的研究。但大多數(shù)是針對(duì)礦山某一特定種類方面進(jìn)行智慧化研究，嚴(yán)重缺少智慧化礦山整體開發(fā)建設(shè)及發(fā)展方向的深入研究。在此基礎(chǔ)上，以宏觀方面為研究落腳點(diǎn)，對(duì)智慧礦山的建設(shè)架構(gòu)體系以及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究探討，提出了發(fā)展的建議。

關(guān)鍵詞： 智慧礦山;架構(gòu)體系;關(guān)鍵技術(shù)

【中圖分類號(hào)】F205 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）21-0123-01

1 智慧礦山

智慧礦山是21世紀(jì)的專有名詞，作為IBM提出來的智慧地球理念的衍生品，智慧礦山是一個(gè)集信息化收集、自動(dòng)化工作、數(shù)字化運(yùn)行的多方位的由先進(jìn)技術(shù)依托的礦山系統(tǒng)，也是未來礦山行業(yè)的發(fā)展模型。由于智慧礦山目前仍然處于起步階段，相關(guān)的研究并不十分充分，在具體的實(shí)踐中也出現(xiàn)了不同的技術(shù)難題需要克服，諸如智慧礦山的體系框架不夠詳細(xì)，關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用不夠完善等問題還需學(xué)者的研究探討。

2 智慧礦山建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題

①在我國智慧礦山的建設(shè)過程中欠缺有關(guān)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于我們國家的智慧礦山建設(shè)而言，在起始之初就缺乏頂層設(shè)計(jì)的有關(guān)指導(dǎo)以及制度約束，在這種情況下，導(dǎo)致了許多信息系統(tǒng)廠家在市場(chǎng)上無序競(jìng)爭(zhēng)，從而直接影響了信息系統(tǒng)的互聯(lián)性。②智慧礦山的建設(shè)過程中，多類學(xué)科的交叉應(yīng)用相對(duì)較少。礦山企業(yè)面臨的諸多問題都需要通用應(yīng)用多學(xué)科的知識(shí)才可以將問題解決。其解決問題最為有效的途徑是：運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行集成化應(yīng)用。然而在當(dāng)前階段，有我國的礦山企業(yè)缺乏一個(gè)開放性以及統(tǒng)一化的企業(yè)信息平臺(tái)，因此也就無法為多學(xué)科集中應(yīng)用以及分析提供有關(guān)的途徑。③智慧礦山信息化建設(shè)中重視硬件建設(shè)卻忽略了軟件建設(shè)。我們國家的礦山企業(yè)在進(jìn)行智慧礦山信息化建設(shè)過程當(dāng)中，需要投入大量的資金用于礦山系統(tǒng)建設(shè)，但是在智慧礦山的信息化系統(tǒng)建設(shè)過程中，僅僅重視信息建設(shè)中的硬件投入，卻往往忽略了軟件投入，在軟件建設(shè)方面的資金投入相對(duì)較少。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬礦山在信息化軟件方面的投入僅僅占總信息化資金投入的20%左右。在這種情況下，往往會(huì)導(dǎo)致大量的信息資源嚴(yán)重浪費(fèi)，不能更好的服務(wù)于礦山的運(yùn)營以及日常的生產(chǎn)管理。④我國的礦山信息化建設(shè)“信息孤島化”現(xiàn)象較為嚴(yán)重。我國的礦山信息化建設(shè)截止到目前，信息系統(tǒng)中的子系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，但是由于各個(gè)子系統(tǒng)所獲取的信息數(shù)據(jù)無法共享，所以在根本上無法實(shí)現(xiàn)信息的融和，導(dǎo)致信息系統(tǒng)中的“信息孤島”現(xiàn)象更加的嚴(yán)重。所以隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還需要繼續(xù)深入發(fā)掘。

3 智慧礦山建設(shè)中要應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 空間信息技術(shù)與智慧礦山技術(shù)

空間信息技術(shù)主要是以遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、定位技術(shù)為核心，為全面實(shí)現(xiàn)空間信息技術(shù)應(yīng)用提供重要保障。礦山行業(yè)發(fā)展中要對(duì)空間信息技術(shù)相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行著重分析，再整合調(diào)度指揮系統(tǒng)與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值，保障礦山安全生產(chǎn)過程中能保障多項(xiàng)數(shù)據(jù)有效獲取，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速分析與整理，能建立完善的礦山信息管理機(jī)制，建立三維立體的信息展示平臺(tái)。在智能礦山設(shè)備與各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用中，主要有遠(yuǎn)程控制技術(shù)、智能設(shè)別技術(shù)、工作面監(jiān)控系統(tǒng)、輸送機(jī)控制系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等。

3.2 智慧礦山的真三維地質(zhì)模型和相關(guān)的集成應(yīng)用技術(shù)

在礦山的深入挖掘之中，不同的礦井內(nèi)部的通道的延伸都需要利用到智慧礦山的真三維地質(zhì)模型，將地下原本不可視的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為信息可視的數(shù)據(jù)，并通過專業(yè)人員的實(shí)時(shí)監(jiān)督進(jìn)行動(dòng)態(tài)的修正。另外，在礦山安全方面也可以通過搭載三維地質(zhì)模型，在礦井開采之前就進(jìn)行相應(yīng)的安全模型構(gòu)建，充分考慮到地下的不同地質(zhì)層的不同特點(diǎn)來對(duì)礦井的安全問題進(jìn)行評(píng)估，保證智慧礦山的安全生產(chǎn)。

3.3 智慧礦山的礦用傳感器技術(shù)

礦用傳感器技術(shù)是智慧礦山的核心技術(shù)之一，它在礦井下的惡劣條件中能夠滿足智慧礦山對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井?dāng)?shù)據(jù)的高要求。但是在我國目前的智慧礦山搭建使用的礦用傳感器，都不能夠達(dá)到完全的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)此還需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行一定程度的研發(fā)。除此之外，礦用傳感器技術(shù)除了在礦井使用之外，在礦山的環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)以及安全監(jiān)測(cè)中都能夠得到一定程度的應(yīng)用，甚至在水文的監(jiān)測(cè)方面也需要傳感器技術(shù)，因此相關(guān)科研人員對(duì)于傳感器技術(shù)的研發(fā)勢(shì)在必行。

智慧礦山所需要的關(guān)鍵技術(shù)不止上文所提的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，但是只有在基礎(chǔ)技術(shù)的夯實(shí)建設(shè)之上才能夠真正實(shí)現(xiàn)智慧礦山的建設(shè)，真正的利用不同的高新技術(shù)建設(shè)智慧礦山。

3.4 礦山數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)通信技術(shù)

礦山生產(chǎn)發(fā)展過程中多個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生較多信息，為了促使信息能有效傳遞與更新，便于信息發(fā)布與交流，需要保障元數(shù)據(jù)以及分類編碼能規(guī)范化發(fā)展，組建更加完善的信息數(shù)據(jù)資源目錄，能建立更加完善的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。在數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)用過程中要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸格式進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備能有效對(duì)接。選用先進(jìn)性更高的技術(shù)和設(shè)備，提升數(shù)據(jù)獲取精確性。當(dāng)前要發(fā)揮出高效數(shù)據(jù)傳輸算法應(yīng)用價(jià)值，優(yōu)化井下生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞實(shí)效性。

3.5 制定有關(guān)的技術(shù)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)

智慧礦山建設(shè)架構(gòu)體系在正式開展之前，需要制定有關(guān)的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)先制定一些關(guān)鍵性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及頂層設(shè)計(jì)，其中包括了智慧礦山的有關(guān)指標(biāo)以及相關(guān)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、礦山的建設(shè)架構(gòu)、智慧化決策平臺(tái)、一體化技術(shù)要求等等有關(guān)的技術(shù)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)論：在我國的現(xiàn)代化建設(shè)中，許多行業(yè)都進(jìn)入到了智慧、自動(dòng)的建設(shè)行列之中，自動(dòng)化和智慧化是未來社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，礦山行業(yè)自然也應(yīng)當(dāng)根據(jù)先進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行一定的改變。

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