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大数据说智慧矿山解决方案

时间:2020-08-14来源:今日头条浏览数:74

当前,我国国民经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,正处在转变发展方式、优化经济结构、新旧动能转换的攻关期。大数据的发展让数据分析与智慧矿山相结合。

智慧矿山解决方案

在“两化”深度融合的大形势下,工业领域正迎来产业发展的巨大变革。互联网、人工智能技术飞速发展,给许多传统行业都带来了颠覆性变革。 将高新技术与传统技术装备、管理融合,实现产业转型升级正成为越来越重要的发展趋势。智慧矿山正是在这样的背景下提出和快速发展起来的。

井工煤炭资源开采是人类在地下进行的生产活动。矿山地质条件复杂多变,为创建适于设备运行与人员工作的安全可靠的开采环境,井下需同时运行探测、通风、排水、防火、供电、工作面开采装备、运输等多达90 多个子系统。这些子系统就像人体的器官,共同形成了一个大规模复杂运行体系。经过多年发展,这一体系先后经历了机械化、单机自动化、综合自动化、数字化等阶段。目前,煤矿安全高效矿井系统的机械化程度达到 90% 以上,单机自动化也日趋完善,建成了一批千万吨级矿井群,并开发了初级的多系统数字矿山综合自动化系统。然而,目前煤矿总体的信息化程度还有待进一步提高,生产过程中的各种数据和信息还无法实现有效关联,还缺乏“智慧的大脑”对所有子系统实施协调、联控,因而生产的过程控制、设备健康管理、安全风险防控、生态环保等都还没有实现最优化的管控。

智慧化是矿山技术发展的最高形式,只有实现了智慧化才能从根本上实现最优的生产方式、最佳的运行效率和最安全的生产保障。

2016年3月以来,国家发改委、国家能源局、自然资源部等相继出台了《能源技术革命创新行动计划》(2016-2030年)、《全国矿产资源规划(2016—2020年)》、《煤炭工业发展“十三五”规划》、《安全生产“十三五”规划》等众多纲领性文件,分别对矿山自动化、信息化、数字化、智能化提出了指导要求,为矿山企业今后的绿色发展指明了方向。

基于上述分析,可以明显看出智慧矿山建设是发展趋势与必然方向。智慧矿山是在矿山自动化、信息化、数字化的基础上,推动云计算、大数据、物联网、人工智能、移动通信等新一代网络信息技术在矿山领域的全面应用。
(1)矿山设计。应着力推行数字化设计,从元件级构建整座矿山,从而实现透明矿山;智能选型应考虑云端化部署、信息化架构、智能化装备及管控;矿井采掘和洗选应考虑采用柔性工艺,以便能根据实际条件进行适时调整。

(2)安全保障。主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型进行自动决策,保障矿井人、机、环、管全方位的安全,并通过反馈信息主动进行决策再优化。人员安全方面,应在个体防护和系统防护方面开展研究:个体防护能力方面,应具备人员所处环境参数的实时采集、无线语音通话、视频采集上传与远程调看、危险状态逃生信息的实时获取功能,以及应对各种灾害的可靠逃生装备;系统防护能力方面,应能将井下环境的实时监测信息、重点区域的安全状态实时评估及预警信息与井下人员进行实时互联,并具备近感探测功能,从而实现全方位的人员防护。机电设备安全方面,应具备智能化的设备点检与运维管理能力,具备设备在线点检、损耗性部件周期性更换提示、健康状态实时评估等功能。环境安全方面,应具备灾害实时在线监测、井下安全状态实时评估及预测预警、降害措施自动制定能力。安全管理方面,应具备自动进行风险日常管控、自动定期进行安全风险辨识评估及预警分析、多维度自动统计与分析隐患的能力,具有手持终端现场检查能力,实现隐患排查任务的自动派发、现场落实、实时跟踪、及时闭环管理。

(3)高效生产。主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型进行自动决策,保障矿井采、掘、机、运、通、水、电的自动高效运行,并通过反馈信息主动进行决策再优化。矿井采掘工作面的设备应具备高效的自动控制能力,从基本的就地控制,到一键启停、远程集控,直至达到理想状态,实现设备的无人化自动控制与巡检;通风方面,应具备根据用风需求自动进行全矿风量分配与调节的能力;主运和辅运方面,应能根据生产排程计划自动进行运输调度;供电方面,应能根据生产排程计划自动实时进行电力调度,且应具备智能防越级跳闸保护功能;排水方面,应具备根据水资源合理利用及峰谷用电负荷、电价等因素自动选择节能排水方式的功能。

(4)经济运营。主要通过智慧矿山云中心的智能决策模型进行自动决策,保障矿井经营管理的自动高效运行,并通过反馈信息主动进行决策再优化。应实现根据订单需求,通过云端的智能决策自动进行生产指标分解,矿井安全保障措施、主运与辅运计划、供电计划、排水计划、排矸计划的制定等功能。

(5)绿色环保。应提高矿井的回采率,如采用无煤柱开采方式并进行矸石的井下直接充填利用;提高矿井瓦斯、煤泥、煤矸石、矿井涌水的利用率;提高矿区生态修复率;降低矿井吨煤生产耗电、耗水量;实现矿井水污染、大气污染的全方位在线监测。
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