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                  發揮場景優勢,實現露天礦智能化管控

                   露天礦在全世界范圍占比不小,煤炭方面,其他主要產煤國家的占比能達到50%至60%,國內的占比大約為18%(2018年)。露天礦主要使用大型機械化設備開采,便于實現智能化,但智能化方面的投入與井工礦相比還差很多。

                  由于露天礦的開放性,大量其他行業的通用技術都可以直接集成運用到露天礦,如5G通信、無人駕駛。

                  美國的露天礦開采技術發展比較早,上世紀末就利用信息化技術實現了減人增效,但近幾年智能化發展速度相對較慢。澳大利亞的情況與美國類似,本世紀初做了很多探索和實踐,尤其在無人礦卡等方面比國內相對早些。

                  國內露天礦最近10多年也進行了信息化建設,特別是這幾年國家大力提倡智能化、新基建建設,智能露天礦山進入快速發展階段,也是智慧化的起步階段。

                  智能化露天礦怎么建

                  露天礦山是開放的,是由人員、機械、環境、管理組成的復雜巨系統。以前,系統由人主導,憑經驗指揮;現在,要轉變思路,把以人為主轉變為以智能化管控為主。

                  一個智能化露天礦管控好比一個人,有五官獲取信息,有大腦分析信息,有手腳執行信息,先實現智能化,再實現智慧化。所以,智慧露天煤礦的內涵在于針對開采過程中“人、機、環、管”構成的復雜系統,利用先進的傳感、信息、通信、控制技術,使系統具備相應獨立的“狀態感知、實時分析、科學決策、精準執行”功能。

                  基于以上認識,智慧露天煤礦規劃建設可分為五大系統:設備及工藝智慧化系統、生產計劃與工程管理智慧化系統、透明地質智慧化系統、綜合管理智慧化系統、基礎支撐智慧化系統。要支撐起整個智能化露天礦山,必須要搭建幾個基礎平臺:網絡通信平臺、大數據云平臺、物聯網操作系統。

                  地質探測是智能化的保障,只有掌握地下這些未知情況,才能與自動化、智能化的設備工藝及設計結合起來。露天礦透明地質智慧化系統通過建立露天礦全生命周期三維時空模型,展示露天礦在任何時段資源開發和環境的三維空間形態、設備和工藝系統布局及運行狀態、生產計劃、施工及管理等經濟技術狀況,形成露天礦的真實鏡像及檔案館。

                  露天礦設備及工藝智慧化系統涉及穿爆采運排,是智慧化露天礦山的核心部分,既自成體系,又與其他系統相互關聯;通過物聯網采集設備運行工況,進行設備間相互關聯、計量等分析,并具備識別、比對、分析、傳輸、接收指令等智能化功能。

                  利用露天礦生產計劃與工程管理智慧化系統,按照現有工藝設備和中短期計劃,確定最佳穿孔、爆破、土巖煤各個工作面采裝、運輸、排棄等生產作業環節的施工設計方案,最優技術參數,設備系統布局及調度方案;通過物聯網等技術實現設備作業位置、運行狀態等信息共享,作業內容的識別、比對等作業過程管理的智能化。

                  露天礦綜合管理智慧化系統是一個露天礦山集控中心;诟飨到y,從設計到生產、從供應到銷售,形成一個完整體系,通過綜合管理智慧化系統進行整合,實現安全監視、生產監控、調度指揮、運營管理一體化。

                  如何實現露天礦智能化

                  實現露天礦智能化或智慧化建設的發展路徑,可以簡單定義為基礎支撐平臺及技術標準—無人運輸—無人采運排—智能設計—智慧管控,最終目標為實現安全高效生產的智慧管控。

                  安全高效生產智慧管控是在綠色、安全生產的前提下,提高露天礦單位時間的生產能力,即提高整個工藝系統的生產能力,達到降本增效的目的。

                  安全高效生產智慧管控目標在于綠色(智慧化降耗、職業健康監測、有毒有害物質控制、水循環利用、生態恢復利用),安全(智慧化減人、安全生產管理、安全風險管控、安全培訓),高效(智慧化增效、生產效能、生產成本、煤炭運銷、人員績效)。

                  目前,國內已展開相關研究工作,如無人礦卡、無人挖掘等,并取得了較大進展,相信在不久的將來,我們就可以在國內看到智慧露天礦山場景。

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