5G時代智慧礦山安全管理模式建設

王立娟

（隆化縣聚合商貿(mào)有限公司，河北 承德 067000）

面對國際市場波動和國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展壓力，早期的粗放式生產(chǎn)、運行和管理模式導致總體成本偏高、效率較低、污染較大，且長期存在安全風險隱患，已不適應新時期的發(fā)展需求。目前，礦產(chǎn)行業(yè)正處于由人力勞動、機械化向信息化、自動化、智能化升級轉型的關鍵時期。5G技術將發(fā)揮其網(wǎng)絡優(yōu)勢，賦予礦區(qū)生產(chǎn)管理新范式，加速綠色、高效、安全的智慧礦山建設。新技術、新器件、新芯片是5G網(wǎng)絡性能顯著提升的基石，在5G初期應用中將給網(wǎng)絡建設帶來一定的成本壓力，新技術的穩(wěn)定性和可靠性也需要實際現(xiàn)場使用的檢驗。但是，現(xiàn)存智慧礦山安全管理模式還沒有與安全情報進行緊密的聯(lián)系，隨著安全管理模式的不斷優(yōu)化改革，傳統(tǒng)模式已無法適應當下發(fā)展的需求。因此，加強5G時代智慧礦山安全管理新模式研究具有重要意義。

1 5G在鐵礦開采智能化建設中的作用

我國是礦石開采大國，鐵礦石開采在工作展開中最讓人重視的問題是鐵礦石開采安全，而現(xiàn)階段，隨著現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，鐵礦石開采過程中會以信息為媒介進行聯(lián)系。傳統(tǒng)的信息交流媒介存在著穩(wěn)定性差，安全系數(shù)較低的應用問題，而最新研發(fā)出的第五代移動通信技術，完美的解決了這一問題現(xiàn)象。大量的信息數(shù)據(jù)如果不及時處理出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，會給智慧礦山的建設和管理工作的應用落實增加一系列的難度系數(shù)。實驗數(shù)據(jù)表明，極大多數(shù)的礦山在發(fā)生安全事故是都是因為其管理系統(tǒng)的工作效率系數(shù)較低，較為傳統(tǒng)的礦山管理模式已經(jīng)不適合當下的時代發(fā)展，不滿足5G時代智慧礦山在不同場景進行信息傳輸?shù)囊?guī)范要求。所以，現(xiàn)階段對5G時代智慧礦山安全管理新模式進行系統(tǒng)的研究分析具有較高的應用意義。其作用主要表現(xiàn)在以下幾點。

1.1 物理控制

鐵礦石智能傳感器在實際應用過程中具有一定的應用優(yōu)勢，所以對諸多種類的數(shù)據(jù)信息進行傳輸。傳感器是智能鐵礦石建設過程中最基本的工作儀器，儀器在實際工作中對各項設備的工作狀態(tài)，工作質(zhì)量以及具體實施工程的周圍環(huán)境以及人員安全等信息數(shù)據(jù)進行全方面的把控。例如，對開采設備的工作位置、具體情況以及工作質(zhì)量等進行把控；對具有巡查效果的儀器設備進行路線規(guī)劃對周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測，避免一切影響工作質(zhì)量的因素。

1.2 智能控制

鐵礦石工作具有一定的難度系數(shù)和復雜性，安全指數(shù)在具體生產(chǎn)過程中難以把控，然而鐵礦石安全生產(chǎn)管理廣受人們的關注。為了減少鐵礦石工作從人員受到傷害的概率，鐵礦石工作往往會采用較少的人員進行工作展開，然而為了保證工作展開的質(zhì)量水平和工作效率符合相關的規(guī)范要求，對遠程智能管控技術進行具有針對性的完善和優(yōu)化。譬如，對挖掘工作展開前要對開采初期的成分進行監(jiān)測，并利用新興技術對工作的距離進行遠程把控。

1.3 綜合管控

鐵礦石智能化建設在實際過程中雖然對工程的開展和行政管理工作的展開具有一定的應用價值，但是并不具有多元化和全面性。鐵礦石智能化建設要確保系統(tǒng)具有多元化，系統(tǒng)化和全面化，以便對問題進行綜合系統(tǒng)的管理和把控，降低管理和跑空操作的難度系數(shù)，讓更多相關的工作人員可以投入鐵礦石智能化建設操作過程中。

2 礦山行業(yè)現(xiàn)狀與問題

相比通信技術本身的創(chuàng)新和演進，5G正在改變社會生活乃至各行各業(yè)。5G在垂直行業(yè)的深度應用將助力傳統(tǒng)行業(yè)轉型，幫助其實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的戰(zhàn)略升級，并將推動加速實現(xiàn)智能制造、智慧電網(wǎng)、智慧城市、智慧園區(qū)等。礦業(yè)是傳統(tǒng)工業(yè)的血液，更是我國經(jīng)濟發(fā)展的基石。近年來，我國的科學技術和智能化都得到了突飛猛進的發(fā)展，礦山智能化水平在實際應用過程中的各個方面以及各個環(huán)節(jié)也得到了有效的提升，但與諸多礦業(yè)發(fā)達國家相比，仍然處于落后發(fā)展階段。受礦山智能化水平發(fā)展的影響，員工對我國礦山智能化水平的提高予以了高度的重視，并展開了一系列的研究工作。

（1）鐵礦石生產(chǎn)過程中存在著嚴重的安全施工問題。從2009年開始，我國鐵礦石生產(chǎn)行業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展，隨之帶來的是各種安全問題。生產(chǎn)不具備良好的生產(chǎn)環(huán)境和條件會對生成過程中的安全指數(shù)造成一定的影響，我國鐵礦石生產(chǎn)安全問題較為嚴重，還會對本行業(yè)的未來發(fā)展造成影響。

（2）鐵礦石生產(chǎn)模式以及所使用的機械設備較為傳統(tǒng)和落后。傳統(tǒng)的礦山應用模式以及相關的機械設備，在使用過程中無法達到現(xiàn)階段行業(yè)的發(fā)展需求和應用效率，這也導致鐵礦石行業(yè)在生產(chǎn)過程中存在生產(chǎn)率下降的現(xiàn)象。而信心化技術對鐵礦石生產(chǎn)行業(yè)的工作模式進行優(yōu)化，可以有效改善鐵礦石生產(chǎn)率低下的問題。

（3）傳統(tǒng)礦山行業(yè)在信息儲存方面存在著一定的應用問題。企業(yè)以及相關部門對信息數(shù)據(jù)的重視程度并不關注，導致礦山行業(yè)在運作過程中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)遺失或不準確等問題，從而影響鐵礦石企業(yè)的發(fā)展前途。

（4）傳統(tǒng)礦山行業(yè)在工作開展過程中還存在著一定的衛(wèi)生環(huán)保問題。礦山行業(yè)在工作開展過程中具有一定的復雜性，無論是哪一階段在實際應用過程中都會對我國的環(huán)境造成一定的影響，例如，工作開展過程中所產(chǎn)生的廢渣和廢水等。而且由于一些礦山行業(yè)不具備自動化技術會出現(xiàn)濫挖濫采現(xiàn)象。

3 智慧礦山安全管理本質(zhì)內(nèi)涵

智慧礦山安全管理分為I、F、D以及A四個成分，各個成分在實際應用過程中都需要互相配合，協(xié)調(diào)應用。四個組成成分分別對應信息數(shù)據(jù)的收集、對安全管理進行系統(tǒng)的研究分析、根據(jù)數(shù)據(jù)結果決定應用方法以及展開科學有效的實際應用。信息數(shù)據(jù)收集主要是對礦山工程中所產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)信息進行實時收集匯總，為礦山安全管理提供基礎保障。安全分析主要是對所搜集的信息數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)、專業(yè)的研究分析，以便對可能發(fā)生的潛在安全問題進行防范。應用方法主要在安全分析進行的基礎上展開，確保應用方法創(chuàng)設的科學性和合理性。實際應用主要是將應用方法落實于實處。

4 安全管理新模式

4.1 露天礦山安全監(jiān)測信息采集

目前，鐵礦石工程在實際作業(yè)過程中需要對生產(chǎn)過程中的信息進行接收和傳輸，而一些較為危險的監(jiān)控區(qū)域因為環(huán)境原因并沒有相應的監(jiān)控設備。為了提高露天礦山安全管理體系的應用質(zhì)量，要在礦山道路及高危范圍安置多個監(jiān)測站點，因此，要求相關的儀器設備在應用中具有耗能低、穩(wěn)定性強等應用性能，同時要保障傳輸?shù)木€路質(zhì)量符合相關的規(guī)范要求。5G信息技術在實際應用過程中需要消耗的時間為0.01s內(nèi)，而可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速度高達106km，完全符合我國礦山工作展開的安全要求。出于礦山安全工作的需要，要在露天礦山的各個工作傳感器上都應用落實5G互聯(lián)網(wǎng)信息技術，以便對工程展開過程中所產(chǎn)生的各項信息數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)科學的收集和研究分析。

4.2 露天礦廠安全生產(chǎn)管控模式

（1）對地質(zhì)信息可以進行系統(tǒng)的勘探。主要是利用三維立體技術對露天礦廠地質(zhì)各項信息進行勘探，以便對各項信息進行實時監(jiān)控、收集和研究分析比對。

（2）對危險信息進行預警系統(tǒng)。主要是利用風險評估報告，對礦廠工作狀態(tài)進行實時監(jiān)管，當出現(xiàn)危險信息時進行及時有效的分辨，并提出應對措施。

（3）智能化工作系統(tǒng)。對鐵礦石掘進工作中存在的矛盾問題進行完善優(yōu)化，以便可以保持智能化掘進。

（4）機器人化智能開采系統(tǒng)。將機械設備賦予擬人化，以固定的工作模式和進程進行施工操作，包括對各項設備系統(tǒng)進行調(diào)控，確保各項工作系統(tǒng)穩(wěn)定推進。

（5）礦山施行綠色環(huán)保系統(tǒng)。鐵礦石開采過程中會對周圍的綠色環(huán)境造成破壞，會影響自然生態(tài)，而綠色環(huán)保系統(tǒng)可以有效解決這一問題，提高鐵礦石資源的利用率，創(chuàng)建綠色環(huán)保的工作狀態(tài)。

（6）礦山機械設備進行智能化把控。對機械設備進行定期的檢測和修護，并根據(jù)實際情況和參數(shù)創(chuàng)設健康報表，以便后續(xù)進行查看。

（7）智慧鐵礦石集中管理系統(tǒng)。利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術以及鐵礦石工程中所產(chǎn)生的各項信息數(shù)據(jù)為依據(jù)，創(chuàng)設具有智能化的信息集中把控平臺，以便對鐵礦石系統(tǒng)進行科學系統(tǒng)的把控和調(diào)節(jié)，以便保障鐵礦石各項系統(tǒng)進行及時有效的調(diào)節(jié)。

5 結語

介紹了5G技術與智能礦山的概念及其在無線數(shù)據(jù)傳輸、目標跟蹤、應急管理中的應用。5G技術的應用可進一步強化智能礦山建設的安全性，確保網(wǎng)絡通信及信息傳輸?shù)膶崟r性，解決通信延時問題，實現(xiàn)運動目標跟蹤及運輸環(huán)境監(jiān)控。在智能礦山5G網(wǎng)絡建設中，應重視成本管控，鼓勵供應商和各企業(yè)參與到5G網(wǎng)絡建設中，以實現(xiàn)5G網(wǎng)絡全面覆蓋，確保各項業(yè)務快速開展，保證網(wǎng)絡的安全性。