关于数字化矿山系统分析及智能化在矿井中的应用探讨

中煤陕西榆林能源化工有限公司/大海则煤业公司 陕西 榆林 719300

1 数字化矿山系统概述

1.1 应用数字化矿山系统的必要性

数字化矿山系统是集信息技术、数据空间技术和互联网软件技术为一体的，实现对矿山集中化智能化控制的信息化平台，结合了矿山开采实际需求而设计出来的具有协调性和针对性强的智能管理系统。采用数字化矿山系统，可实现对矿山开采安全性的分析、矿山设开采运行的合理调度以及过程控制和管理等。管理人员可通过就监控及时发现危险情况并报警，然后采取应急措施，同时还能结合开采是极其情况进行全面分析，这些数据可以为接下来的工作调整提供重要依据[1]。

1.2 数字化矿山系统应用的原则

在矿井开采中采用数字化矿山系统，首先，必须要结合矿井实际情况，结合矿山发展的未来方向来制定目标，才能保证系统实际工作的可靠性。其次，由于矿山系统的建设和应用都是长期的，所以还必须制定长远的总体规划，综合考虑矿井所在地的地质地势条件，以完善的测量数据为参考并进行信息的统一化管理，使每一个环节都能得到有力实施。此外，在制定好计划后应构建信息化构架，并落实到每一个环节中。

1.3 数字化矿山系统基本构造和实现功能

数字化矿山系统包括物理层、数据链路层和网络应用层。其中物理层是为了给数据接入提供物质基础，由路由器、井下防爆交换机和地面机房交换机、井下输采集设备与设备通道、地面机房服务器构成。数据链路层是进行数据的接入，使数据通过物理层通道在到达服务器后进行是数据链路层的数据采集和应用。而应用层则是数字化矿山系统的核心，包含数据的收集、挖掘、决策和处理等。应用层可以实现的功能包括：第一对井下特地区域数据的反馈，比如对瓦斯、人员等数据设置上限，如果超出限制就会自动进行数据反馈，从而进行相应的救援控制工作。第二对历史数据的分析来实现对生产工作的智能化控制。即对矿井总产量、日产量和设备运行数据、井下生产环境等进行数据分析，得到开采的最佳日产量，在该日产量下既能保证效率最高又能保证安全性，还能减少对人员的需求。第三，实现各个系统的融合，即刻通过对某一个数据的分析能实现多个系统的联动，能在最短的时间内实现管理的最高效化，比如在瓦斯超出限制以后可实现通信系统和广播系统的自动化调度，能在第一时间内采取措施从而减少了经济损失，保障生命财产的安全。第四，实现数字化矿山的移动智能化，即刻通过手机上的app实现对矿井人员、井下和地面相关设备的查看和数据的监督控制。第五，实现数字矿山的智能化救援，即通过对矿山信息的收集与分析，及时掌握井下人员的状态，及时发现危急情况然后快速定位并展开救援。第六，实现数字矿山的智能化调控。即通过对井下作业的实时监督根据实际对机械设备等进行自动化调控，控制生产运行状态保持在最佳。

2 智能化在矿井中的应用

2.1 在矿井中应用电气自动化技术的优势

第一，提升矿井开采的安全性，考虑到矿井生产环境很差、水文地质条件复杂，为保证开采的顺利和安全，就需要采用更先进的科学技术，引入现代化的电气自动化控制技术实现智能化控制，可实时获得开采相关数据，从而为矿井的安全生产提供可靠保障。第二，采用电气自动化技术可解放传统人力和单一机械控制，通过远程操控的方式不但降低了劳动强度而且也提高了生产效率。第三，自动化运行控制可实现对矿井内部实时工况的实时监督以及信息传输和集中化显示、故障自动报警等功能，从而有利于提高开采作业的效率，并保证开采的质量。第四，智能化控制代替传统方式可减少对人力物力的消耗，同时可根据实际情况实现对采煤机、通风机和照明灯等设备的自动化调整，优化生产运行状态，不但减少了成本而且也减少了设备运行时产生的电流等冲击，减少故障发生概率，有利于节约资源。

2.2 电气智能化在矿井中的应用

（1）矿井智能排水系统。在矿井地下开采时就必须要考虑到排水系统的设计，在矿井中利用智能化技术采用智能化1，可实现对排水的控制能力，调节水泵工作频率，通过对排水的智能化控制使排水工作更为安全可靠。具体应用时，是通过对排水系统的加监控，及时发现紧急情况并自动报警，然后做好阀门的关断准备。智能化排水系统有统计排水量的功能，因此可及时传递排水信息，帮助管理人员及时了解实时情况以便于做好后续工作。

（2）智能化管理系统。智能化设备在矿井中的应用，也有利于帮助企业提高综合管理水平，根据智能化信息管理平台实时提供的相关数据，进行自动化信息存储和分析，以便于各个部门能及时了解情况，然后执行相关管理内容，也便于企业高层的科学化决策。管理高层制定出来的后期计划针对性强才能更好地实现矿井的生产目标，而工作人员进行工作信息的收集和统计分析，及时掌握井下人员的身体情况和工作状态，把握危急情况并在发生时能快速定位进行援救。此外，智能化管理系统的应用，能真实了解工作人员的出勤情况，并按照相应的标准自动计算薪酬和奖金，实现工人劳动数据和工资的公开公正，能起到一定的激励作用，从而最终可有利于工作效率的提升。

3 结束语

综上所述，矿井开采是否安全高效将关系到我国社会和经济的发展，为此在矿井生产中一方面要考虑生产的效率和质量，另一方面则需要考虑生产的安全性，组减少安全事故的发生。随着科学技术的日益成熟，现阶段已经将智能化技术手段和智能化电气设备、数字化控制平台等引入到了矿井工作中。通过数字化技术和智能化设备的引入，可以保证矿井生产的运行效率和安全，同时也提高了企业管理的综合能力，减少企业的生产成本。