以某石灰石矿山为例探讨露天矿山数字化智能管控系统建设思路

以某石灰石矿山为例对矿山开采中存在问题和需求进行分析研究,结合矿山需求及数字采矿技术、信息技术等,提出露天矿山数字化智能管控系统的建设思路、架构、具体建设内容、建设关键技术等,对矿山企业如何开展数字化、智能化建设对矿山开采过程实现综合管控进行解答,为露天矿山的数字化、智能化建设提供参考。     

井下矿山智能采矿体系的平台架构研究与实现

以智能采矿的平台架构为基础,理论研究了矿山智能采矿的核心架构及其关键技术,通过对三宁矿业挑水河磷矿案例进行详细分析,系统阐述了井下矿山智能采矿体系的平台架构及实现途径。研究结果表明,智能采矿的关键在于开发井下矿山的基础信息数字平台、采掘设备智能平台、生产信息管控平台、通讯网络传输系统,形成“三平台一系统”的智能采矿核心架构; 智能采矿有利于矿山本质安全的构建,三宁矿业智能采矿的实践初步实现了高危岗位的“机械化换人、自动化减人”。     

酒钢西沟矿智能矿山建设规划的编制

通过分析国内外智能矿山建设现状和发展趋势,借助于专业咨询单位的技术支持,从矿山实际出发,编制了西沟矿智能建设规划。规划分4期建设,主要围绕公共管控平台、采矿智慧生产平台、采矿智能管理平台和采矿智能化作业系统进行,明确了每一期建设的目标、内容、工期、投资等。智能矿山建设规划解决了现已建成无人值守系统和远程操控系统数据不能互联互通的问题,实现了采矿工艺主要设备的无人化和远程化操作,避免了盲目跟风、低水平建设和重复投资。规划的编制能够确保西沟矿智能矿山建设有序开展,引领助推西沟矿向大数据智能化升级转型。     

某高寒高海拔矿山智能化建设探讨

对国内某高寒高海拔矿山采冶项目进行了智能化建设设计, 以“无人、少人”开采、智能化运营为目标, 构建了以LTE 4G专网为基础的ICT平台、智能化支撑系统、生产自动化系统、管理信息化系统等智能化建设方案, 旨在打造装备与管理一流、智慧智能、本质安全、绿色环保、人文生态和谐的矿山开采-矿浆输送-冶炼一体化工程, 实现对该矿山项目的智能化开发。     

数字孪生智能矿山管控平台及智能洗选管控平台建设

煤矿智能化的技术革新催动着煤矿安全管理迈入智能化,以安全风险智能管控为方向的煤矿智能化安全是智能煤矿建设的安全前提和安全保障。数字化转型和数字经济的发展成为产业变革的主基调,国内外众多矿山企业相继实施了数字矿山或者智能矿山的建设,因每个矿山的工艺特点和基础条件存在不同,导致建设成效差异较大。围绕智能矿山建设的内涵和目标,综合运用计算机、网络、集成、智能控制等先进技术,全面构建集调度管理、安全监测、视频监视、通信指挥为一体的中煤建筑安装工程集团有限公司生产调度信息化管控信息化平台,以求达到各类安全生产信息的高度集中,矿井各生产环节的有效信息实时掌握,做到“管、控、营”的一体化调度。为“中国智造”奠定了技术基础。     

海螺集团全椒数字化智能矿山建设探讨

为推进水泥行业数字化智能矿山建设，提高矿山管理水平，围绕数字化智能矿山建设背景，重点论述了海螺集团全椒数字化智能矿山的总体建设方案、建设内容、建设效果。该矿山建设了矿山数据中心，数字采矿软件平台、生产执行系统平台和三维可视化管控平台，形成了“一个中心+三大平台”的完整数字化智能矿山建设协同平台，可大幅度提高管理水平、提升生产效率、降低企业运营成本，可为类似矿山企业数字化智能矿山建设提供参考。     

基于工业互联网的智能矿山研究与设计

阐述了基于工业互联网平台建设智能矿山的意义与目标;指出,打造煤炭工业互联网平台,就是要通过工业互联网技术使煤炭产业各环节间进行有机联动,实现产业链的真正融合,打造矿山新型数字生态,助推煤炭行业高质量发展。研究了基于工业互联网的智能矿山技术体系和业务架构;认为,基于工业互联网的智能矿山建设应首先进行算力及容灾体系建设,其次是要进行网络体系搭建,第三要搭建横纵贯通的数据中台业务。将目前我国煤炭企业智能矿山建设的发展阶段归纳为4个阶段:框架初步构建、实现采掘等单系统或单项技术智能化决策和运行阶段;多系统信息融合、实现采掘运智能联动阶段;形成智能生产、安全、管控智慧大脑阶段;形成全矿区、多产业链、多系统集成的智能矿山体系阶段。最后提出,智能矿山建设是一个科技创新和不断进步的过程,应注重顶层设计,做到传承与创新并重,基础平台、局部场景智能化建设要并行等具体建议。     

三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿

在简要总结我国数字矿山建设成效的基础上,梳理了数字矿山内涵及其不同理解,讨论了自动采矿、遥控采矿、矿山物联网、感知矿山、智能采矿等相关概念及其与数字矿山的联系。结合采矿科技进步,采用数字化、信息化与自动化3条主线对数字矿山等概念进行了矩阵描述。指出：数字化、信息化、自动化是智能采矿的3项关键技术,数字化与信息化相辅相成,共同支撑矿山自动化;数字矿山是感知矿山与智能采矿的基础,感知矿山是智能采矿的保障。以当前煤矿安全避险六大系统建设和金属矿无人采矿系统技术发展为例,明确了数字矿山借力物联网的新任务。并面向矿山安全与智能采矿,分析提出了“十二五”期间数字矿山的5个主攻方向,即数字矿山集成平台、采矿模拟仿真系统、露天矿全自动化系统、井下定位与导航技术、采场环境智能感知技术。     

卡车智能调度系统在紫金山露天矿的应用

本文立足紫金山露天矿生产模式,针对该矿智能卡车调度系统的建设,提出进一步完善卡调系统运行管理、提高露采数字化管控水平的措施,旨在充分发挥卡调系统对生产的智能辅助,提升露天采矿安全管理、生产管理、资源管理及成本管理水平,建立一套高效安全的露天综合生产管理调度系统,打造新时期智慧矿山建设新标杆.     

基于微服务架构的大型智能矿山建设研究与设计

针对大型智能矿山建设中存在的具体技术架构不清晰、体系不完善等问题，分析了现有智能矿山建设的4条技术路线，在充分借鉴国内互联网行业技术架构的基础上，提出基于Sping Cloud微服务架构的大型智能矿山应用建设架构，并且针对大型智能矿山建设中所产生的数据价值问题，提出智能矿山数据标准体系以及数据湖建设架构，构建了基于微服务平台的智能决策分析系统、智能经营管理系统、智能矿山生产执行系统和智能安全生产集成监测监控系统等。最后，梳理了若干智能化应用场景，以期为大型智能矿山建设提供有益借鉴。     

巨型非公路用轮胎在线管理系统在露天矿的应用

本文立足准能集团露天煤矿生产模式，针对数字矿山“卡车轮胎在线管理系统”建设，本文提出的巨型非公路用轮胎在线管理系统在准能集团露天煤矿正式投入使用。该系统不仅能保证轮胎在其最佳性能下运行，同时可延长轮胎使用年限，降低轮胎维护成本，合理调动卡车生产。提高安全生产，提高智能生产一体化，旨在发挥其在矿车运行生产过程中的安全及效率。该系统的上线提高了准能集团 露天开采智能化生产能力，提高安全采矿、高效生产、设备维护及投入节约水平。保障准能集团露天煤矿安全有效生产，为同类型露天矿卡车轮胎监测研究提供参考意义。     

露天采矿卡车调度系统关键问题研究

露天采矿卡车调度系统是对机械设备实时监控调度系统、生产管理统计系统及大型矿山卡车轮胎监测系统的集成。以此系统为研究背景,分析整个系统的体系结构和框架,讨论建设该系统的一系列关键技术。针对系统的体系结构,提出基于C/S架构,采用多种无线通信传输方式实现系统内各端点间的互连。针对系统建设的关键技术,通过自主开发的VGMapGIS控件来显示整个矿区的矢量地图;将系统的网络层次结构划分为6层,通过采用自定义数据包,构建9种类型的数据流事务及通信过程实现系统的数据通信;利用数据库存储一系列的矿山数据信息。最后通过实际应用,展示了系统的应用效果,研究结果为矿山智能化、信息化系统建设的总体设计思想、系统架构以及关键技术提供了模式和支持,对同类系统的建设具有参考价值。     

基于“互联网+”智慧露天煤矿建设发展新构想

智慧露天煤矿建设不是各种信息化系统的简单堆砌,而是通过将物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网、无人机、三维激光扫描等技术和装备与露天矿山开采有机结合,形成露天矿山互联、感知、分析、自学习、预测、决策、控制的完整的具有符合露天矿智能开采的“智慧大脑”系统。通过对露天矿山“智慧大脑”的构建,从无人机测量、智能调度及物料流规划、违章行为智能识别以及多源数据融合等角度出发,最终实现露天矿采掘、运输、排土、洗选、物流、风险预警、生态保护、安全管理等各个生产环节的智能化、开采资源利用的最大化、生态开采扰动的最小化、生态恢复的最优化、职业卫生危害的降低和矿山生产的无人化,实现“互联网+”的露天矿山智慧化生产、精细化开采,对我国金属、非金属露天矿山智能化建设同样具有重要借鉴。     

数字矿山多媒体无线通信网络

数字矿山建设的核心是建设矿山综合通信网络,实现高效、安全的井下采掘以及智能化、信息化的企业管理。矿山企业的生产工艺具有时间离散和空间分散的特点。矿山井下通信的难点在于如何实施高速、双向、大容量的移动通信。提出了基于数字矿山多媒体无线通信基站的数字矿山全矿综合无线通信网络的解决方案,构建了集移动语音通信、视频监视、设备监控、环境监测和人员定位的“多网合一”通信网络系统,介绍了全矿综合无线通信网络的结构,并给出数字矿山多媒体无线通信基站的架构设计。     

地下矿山智能生产控制与管理建设体系研究

近年来随着人力成本增长,安全和环境要求更加严格,国内矿山企业需要从劳动密集型粗放管理方式向高效科学管理方式转变。生产控制与管理智能化是矿山实现高效科学管理的关键,需要紧贴矿山运行特点,选用合适的、性价比高的技术和设备来实现。总结了中钢矿业公司的智能矿山建设经验,分析了地下矿山的运行特点,以信息化、自动化为基础,利用物联网技术,构建了矿山智能生产控制与管理建设体系,提出了从地质、测量、采矿信息的数字化与可视化、生产运行智能化控制、安全生产智能化监测与预警和经营管理信息化四个方面进行矿山智能化建设,总结了关键实施技术和设备。按照此体系进行建设,矿山就能在生产和管理方面实现数字化、自动化、决策与预警智能化,并为其他矿山智能化建设提供参考。     

副井信号操车设备远程控制设计与应用

副井信号操车设备远程控制系统是数字化矿山建设的重要组成部分,此系统应用计算机网络技术、可编程控制器技术、无线通信技术、传感器检测技术和视频监控技术,以总线冗余、Profibus-DP现场总线控制和工业以太网为基础组成的数字化网络控制系统。通过将原系统分段独立的控制方式改造成集中遥控和远程操作的方式来减少副井提升机各中段水平的岗位操作人员数量、提高设备的安全性和生产效率,适用于地下矿山企业的长期生产工况作业,是智慧化矿山建设的必然趋势。     

智能卡车调度系统在塞尔维亚波尔市VK露天矿的运用

塞尔维亚波尔市Veliki Krivelj矿(简称VK矿)是塞尔维亚境内规模最大的露天铜矿山,经历了43年的开采历史,采用多台阶陡帮开采工艺,设备大型化作业。矿山开采过程中采剥设备与运输设备信息传输不及时,生产过程中迟滞现象明显,为了提升生产效率,降低生产成本,VK矿引进了智能卡车调度系统。论述了智能卡车调度系统的原理和主要功能,分析了智能卡车调度系统在VK矿的应用情况、存在的问题和进一步提升的空间,表明智能卡车调度系统是采用计算机技术、无线通讯技术与GPS技术等相结合,实现采剥设备与运输设备的实时定位、实时调度、智能调度,同时包含了车辆防碰撞预警、自动报表等功能。智能卡车调度系统在VK矿运用过程中,存在着运行轨迹丢失、报表准确性不足等问题,可以通过进一步增强信号措施进行解决。同时,智能卡车调度系统还可进一步提升智能配矿系统、高精度挖机系统与高精度钻机系统等功能。智能卡车调度系统投入使用后,VK矿设备出勤率提升了6.8个百分点,显著地提升了作业效率,降低了油耗,节省了成本。智能化是当前世界采矿的前沿与趋势,作为塞尔维亚境内第一家引进、采用智能卡车调度系统的露天矿山,VK矿在智能化卡车调...     

智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析

为解决煤炭开采面临的突出问题,找到煤炭开采未来发展方向和急需突破的关键核心技术,分析了国内外能源结构及煤炭的现状,指出利用科技进步实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭的发展方向,建设智慧煤矿发展智能化开采是煤炭工业发展的必然选择。提出了智慧煤矿的内涵和3个基础理论问题及研究方向:① 数字煤矿多源异构数据的统一表达及信息动态关联关系;② 复杂围岩环境-开采系统作用机理及设备群全程路径和姿态智能控制的理论基础;③ 矿井设备群的系统健康状况预测、维护决策机制。提出了建设智慧煤矿MOS多系统综合管理、井下机器人群协同智慧和馈电管理、井下精确定位导航和5G通信管理、地质及矿井采掘运通信息动态管理、视频增强及实时数据驱动三维场景再现远程干预、环境及危险源感知与安全预警系统管理、智能化无人工作面系统管理和全矿井设备和设施健康管理八大智能系统管理操作平台的构想,分析了各平台的功能、特征和关键核心问题,提出了相应的建设路径和方法;分析了智慧煤矿的构成和建设目标,提出了智能化开采的八大核心技术短板和亟待攻破的关键技术,提出了技术层面从数据获取利用、智能决策和装备研发3个主要方向进行突破,管理层面从科学产能布局、专业化运行服务和建立新规范规程体系等促进发展的措施,指出了智慧煤矿和智能化开采技术发展的目标和实现路径。     

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景,以实现露天矿爆破的智能化为方向,以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的,以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础,重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。     

煤矿智能管控平台业务流程建设及其监控平台设计

为了打造车集煤矿智能矿山建设,提高车集煤矿安全生产运营水平,对煤矿智能管控平台业务流程建设及其监控平台进行了设计研究,管控平台核心业务架构主要分为设备层、控制层、生产执行层、经营管理层与决策层5个层次,重点分析了安全风险分级管控、隐患排查治理、掘进等智能管控平台业务流程建设;设计了其监控平台,主要智能监控平台主要功能、智能联动平台设计等。研究把安全生产相关子系统集成到一个平台,使生产信息业务部门横向到边,可为智能矿山建设提供安全生产的基础数据源。