关于数字化矿山系统分析及智能化在矿井中的应用探讨

2023-02-07 版权声明 我要投稿

一、引言

近年来,随着国家经济进入发展新常态,各行各业都进入了新的发展状态,对于矿产行业而言,存在生产能力过剩、设备老化、利用率低等问题,受到新能源的冲击,一部分煤矿企业的经营压力增大,损失严重。在现阶段的改革背景下,数字化矿山系统和电气智能技术在矿井的应用越来越受到关注,该技术的运用可以提高大部分矿山的安全生产技术水平,实现信息化监督管理,促进矿山现代化建设,推动社会快速发展,实现自身产业转型,提高生产效率,带来经济利润,实现矿井的高效开采。

二、数字化矿山系统分析

(一)数字化矿山系统概述

数字化发展是制造开采业的必然趋势,数字化矿山系统集信息技术、数据空间技术、互联网软件技术等为一体,能够实现对矿山的智能控制和管理,包括后续的信息化平台MES、矿山ERP等。数字化矿山系统并不是一个简单的自动化硬件软件相结合的平台,而是从综合概况的高度思考和实际研究,结合矿山开采的需求设计的一套框架,针对性强,能够协调统一所有功能,将矿山安全生产调度放在首位,可以实现智能决策管理。

数字化矿山系统主要由底层仪表和设备、自动控制系统以及先进的网络通信平台构成,其中也离不开硬件服务平台的支持。数字化矿山系统的真正概念是进行正确的生产和安全生产决定,包括矿山内部生产运行的调度、安全决策分析、过程的控制与管理,具有高度一体化的特点。

数字化矿山系统可以实现对矿山的实时状况监控,如果出现危险的情况将自动发出警报,并且进行应急处理;能够根据矿产开采的实际情况,对生产成本指标进行科学全面的统计分析;而且可以对公司内部的员工进行详细分析,提供数据,帮助人事部制定合适的工作管理方案。

(二)数字化矿山系统的必要性

数字化矿山是一个复杂的系统工程,对于矿山系统而言,需要引进数字化系统提高自身的管理效率,应用科学发展手段为矿产行业服务,从而综合实现矿山自动化PCS,MES,MES以及ERP一体化的平台。这样一来,就能够通过实时监测,实现矿山生产过程的自动化管理。

数字化矿山系统的出现是科学发展的要求,是矿山资源行业的结构优化的进一步表现,也有助于提高我国矿山行业在国际市场的竞争力。

1. 更便利地对数字化矿山系统进行调整和控制

矿山系统对于智能化的要求较高,使用智能技术,能够根据所设置的条件控制矿山系统,还可以形成系统集成,提高矿山系统的自动化性能。从根本上说,数字化矿山系统能够实现综合管理,更全面地对矿山工作进行调整和控制。

2. 在数据处理中能够实现较高的一致性

在矿山系统的运行中,所牵涉到的信息数据量非常大,建设数字化矿山系统的话,可以实现智能化管理,任何数据都由处理器进行分析计算。在矿山系统运行中,牵涉到的环节非常多,所以需要加强矿山系统中的智能控制,保证控制的一致性。

3. 加强了矿山系统的整体控制能力

数字化技术用于矿山系统中,可以提高监控的效率,确保矿山作业的无缝工作,能够及时告警系统中的各种安全隐患,传感器可以准确定位故障点,让工作人员更快地处理故障,有效提高项目的整体稳定性。

(三)数字化矿山系统的意义

数字矿山系统的出现能够为安全生产和决策管理提供科学指导。工作人员在进行矿山工作的时候,数字化矿山系统能够改变传统的矿山工作处理方式,在数字化的状态下进行计算和监控,提高安全生产效率,利用数字化减少了人力成本支出,一方面可以保证工作质量,另一方面也改善了矿山开采工人的劳动强度,能够实现矿山安全应急计划管理,提升了行业竞争力和管理水平,促进矿山的改革和发展。

(四)数字化矿山系统的基本原则

1. 从实际出发

数字化矿山系统的发展必须要基于实际出发,保证系统工作的可靠性,充分考虑目前矿山企业经济情况,结合矿山发展的方向制定目标,在现有基础上实现技术进步,从而适应企业日后的经营变化。

2. 做好总体规划

矿山系统的建立需要很长时间,所以实现数字化矿山系统的时候要做好总体规划,结合国家政策,从公司发展的总体角度出发,综合考虑矿山的地质情况,做好测量工作,实现信息管理统一,保证每一个环节都在总体规划内逐一实施。

3. 落实每一个工作环节

在制定好数字化矿山系统计划之后,企业需要充分考虑公司信息化整体构架原则,仔细规划每一个工作环节,保证各环节工作落实到位,从易于实现的项目着手,保证项目的开展质量,再逐步扩大业务范围,实现经济和社会效益。

三、智能化在矿井中的应用探讨

(一)我国矿山行业智能化应用现状

矿产资源是国家发展的重要能源之一,尤其是煤矿能源,能够为工业生产提供动力,我国作为世界能源大国的煤炭大国,与其他国家相比,我国的煤炭储量大,但是我国的煤炭使用转换效率不高,造成了资源浪费,而且煤炭属于不可再生能源,很多煤矿企业在进行开采完后,都会出现大量的废弃矿井,这些矿井的维护需要耗费大量的资金,而且不利于管理,使用电气智能化设备的话,可以大大提高矿山的生产能力,比如在加热、通风及水井下抽水等方面,智能化设备的使用可以提高生产效率,保证生产质量,提高煤的利用率,实现可持续发展。

(二)矿井应用电气自动化技术的优势

电气工程及其自动化技术是一个国家工业发展水平的代表,而智能化技术作为新兴学科,结合了最先进的控制理论,与主流的计算机技术也有很强的联系,将智能化技术应用在电气工程控制,有效可以降低企业的生产成本,提高企业的生产效率,而且随着人工智能技术的不断成熟,推动智能化在矿井中的应用,这也是未来工业发展的重要趋势。

1. 提高矿井生产的安全性

无论是煤矿还是稀有金属的开采,这些开采场所的生产环境差,加上水文地质条件复杂,给开采带来了很大的难度,而且连续的开采会导致矿井周围的地质环境发生变化,因此,煤矿采掘对生产的可靠性和安全性提出了更高的要求.在矿井开采的过程中,引入现代电气自动化控制系统,能够实现智能化控制,利内置电子部件、芯片、传感器等,可以获取实时开采数据,为煤矿的安全运行提供可靠的保障。

2. 降低工人的劳动强度

提高生产效率,传统的矿山开采工作主要依靠人力和单一机械,这样的开采方式效率低,而且成本过高,通过引进自动化控制系统,可以远程操控机器工作,这样一来就大大减轻了工人的劳动强度,而且提高了机械化综合采煤设备的生产效率。

3. 提高采煤效率和煤炭质量

煤矿企业可以购买采煤机配套的自动控制系统,从而提高采煤效率,保证采煤质量,采煤机自动运行控制系统中包括了矿井内部实时工况的实时监控、信息传输、集成显示以及故障预报、诊断等功能,实现了高度自动化和智能化,从而有效提高了矿井采煤工作效率,在进行开采作业的时候,远程监控系统根据煤层变化及煤质软硬程度,进行自动调节,控制采煤运行速度,对受力点和液压系统的压力进行监测,从而保持采煤质量。

4. 节约能源

传统的开采方式需要耗费大量的人力、物力,而且伴随着很大的风险,矿井深处的通风、照明等问题,如果出现塌方,很可能会造成人员伤亡,而且煤矿开采对人体的身体也会造成损伤,粉尘等颗粒会导致人的肺部功能受损,引进电自动化控制系统的话,就能够代替人工进行生产工作,自动化控制系统能够根据生产设备的运行状况和实际的负载状况,对采煤机、通风机、照明灯等进行自动控制,适时调整,从而不断优化生产系统的运行状态,能够减少人力投入,可以实现电气设备的软启动,对电机能够进行平滑调速,从而有效减少设备运行过程中产生的电流、扭矩等冲击,降低设备的故障率,有效节约能源。

(三)电气智能化在矿井中的应用

随着我国经济的发展进入经济新常态,加上可持续发展的理念,对于煤炭这类不可再生能源的开采,如何提高开采的效率对我国社会和经济发展具有重要意义。传统的开采技术落后,导致煤的开采率低,加上设备维护不足,出现了很多安全事故,随着科学技术的成熟,将智能化引入矿井工作中,能够有效提高开采效率,保证生产安全。

1. 矿井智能排水系统

矿山作业的时候需要进行地下开采,那么不可避免的就会涉及到排水系统的设计,在矿井中引入电气智能化设备,可以在有效提高排水系统的控制水平,调节对应的水泵工作频率,从而实现排水智能化,在智能化的控制背景下,排水工作更加安全,能够实现对排水系统的实时监控,遇到事故或者紧急情况发生时可以及时发出警告,做好阀门关断准备,而且智能排水系统具有统计排水量功能,可以及时向管理部门传达排水信息,这样一来管理者就能够了解实时数据,做好后续工作。

2. 管理系统

智能化设备的引入也可以有效的提高企业的管理水平,除了能够解决矿井作业问题之外,工作人员也可以结合智能化设备进行信息智能化管理,向团队传递信息,实现信息的自动存储及分析,上下部门都能够执行信息化管理,提高企业的决策能力。

(1)对于管理层而言,领导团队可以及时整理各部门、各团队的反馈信息和数据,从而制定针对性更强的后续计划,结合矿山的生产目标以及未来的发展方向,规划矿山生产的任务,并且能够及时将决定传达给各部门和团队,提高管理消息的传递效率。

(2)矿务人员能够智能化设备实现工作信息收集,对最新的数据进行并统计分析,对井下人员进行实时监测定位,从而掌握井下人员的身体状况和工作能力,如果出现紧急情况,能够快速定位人员位置,进行援救。

(3)专业软件系统的应用,可以提高工作效率,智能信息系统可以了解矿井工作人员的出勤情况,能够做好考勤工作,根据相关标准自动计算工资及奖金,避免工资发放出错,实现工人工资和劳动数据的公开透明。

四、结语

总而言之,随着经济的不断发展,资源竞争更加激烈,我国需要做好矿山系统的管理,通过引入数字化、智能化设备,能够有效提高矿井安全生产信息系统的运行效率,减少企业的生产成本,增强煤矿安全生产的综合能力,实现可持续发展。

摘要:随着社会经济的快速发展,对于能源的需求量也越来越大,在对矿山进行开采的过程中,智能化设备得到了广泛的应用,实现了数字化矿山系统,智能技术在矿山系统的应用不仅提高了电气设备的自动化程度,而且可以提高开采工程工作的安全性和稳定性,对促进电气工程自动化具有积极作用,提升矿井的生产效率,结合现有的实践经验和新技术,以及未来的发展方向,矿山系统将逐步实现网络化,智能化、数字化综合系统。本文主要简单介绍了数字化矿山系统以及电气智能化的概念,探讨了数字化矿山系统的必要性以及意义,论述了数字化矿山系统的基本原则,对我国矿山行业电气智能化应用现状进行了分析,阐述了矿山应用电气自动化技术的优势,并结合实际应用情况,介绍了电气智能化在煤矿生产的应用情况,仅供相关人士参考。

关键词:数字化矿山,矿山系统分析,智能化,矿井应用现状

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