数字化矿山系统及智能化在矿井中的运用

摘要：矿山系统合理运用智能技术，有利于实现自动化电气设备，并有效保障开采工作的稳定性以及安全性，对于推动自动化电气工程发挥出积极作用，有效提高矿井整体生产质量和效率。将当前新技术和实践经验进行有效结合，积极探索未来发展方向，确保矿山系统逐渐朝着教字化、智能化以及网络化的方向不断发展。基于此，文章详细分析了数字化矿山系统及智能化在矿井中的合理运用，并结合具体情况，合理提出一些参考性建议，希望逐渐提升矿井开采效率和质量。

关键词：数字化；矿山系统；物联网；大数据

前言：纵观现阶段我国煤矿开采事业发展，受到产能利用率低、设备老化等问题的影响，部分煤矿企业发展步履维艰。要想顺应现代化社会发展趋势，煤矿企业需在变革观念思想的基础上，借助智能化技术创新开采模式，并依托数字化矿山系统建构促进井下开采的高效率、高安全开展，并为煤矿企业效益增大创造提供技术支持。

1、智能矿山的优势

智能矿山建设主要解决四个问题：人、机、环境和管理。通过人员定位、安全监控、无线通信、矿山广播等系统的充分应用，“人”可以完美识别井下作业环境，实时调度井下作业人员，对井下作业人员进行有效管理，提高井下作业的安全性以及效率。目前智能矿山配备智能数据采集和控制设备，可以全范围采集设备信息，实时监控设备。除了分析众多设备的运行数据外，矿山管理人员还可以实时监控设备的位置信息，全面管理设备的生命周期，省时省力直至相关机器设备报废。“机、环境”实现了对各种矿山安全监测系统的数据

采集与分析、井下作业环境的实时监测与分析、与其他智能系统的实时共享与联系、矿山灾害与作业环境的识别等。及时分析管理人员，连接多个灾害报警分析设施，实现员工独立安全。“管理”是指将矿山管理流程数字化，实现在线化运营。收集、共享和分析所有矿山的海量监测数据，为矿山经营决策提供科学依据，提高煤矿管理水平。从上面的解释中可以看出，现代矿山的“人、机、环境、管理”四个方面与先进的技术装备密切相关。因此，解决四大核心问题的关键是矿山的智能化系统和设备管理。

2、物联网在数字矿山建设中的应用体现

从数字矿山建设到互联网技术的应用，按照统一的计划，遵循高可靠性、开放性、便利性的原则。对于传统的矿山建设而言，采矿设备主要是使用、恢复、维持和废弃。但是由于目前相关设备获得了智能化的创新，充分利用了同系网络技术的机械系统，因此生产全部机械系统的特定的“ＩＤ卡”具有双重性，“ＩＤ卡”可与设备终端产生相应的连接。其生命周期的唯一表现是它必须与区域的无线网络通信挂钩。管理系统在实施过程中可以监控设备的位置和运行信息。智能矿山综合监视管理平台的数据分析功能进行组合时，开启设备的使用效率提高，关键设备的运行维护元件的成本相对来说较低，并且可以更准确地管理所有矿山设备。为了在智能采光系统地构筑中有效的应用技术对象，互联网连接是期待的目标，是打破现有技术瓶颈的突破点。万物进行互联的物联网智能采矿技术应用的整体目标是满足矿山的生产需求，实现生产、电力的使用安全性、信息的数字化。结合智能传感器技术、智能控制技术、信息处理技术和信息管理技术，智能矿山的实际生产、人、事物构成了整个网络的矿山。实现矿山生产全过程智能化、数字化检测，根据矿山生产过程的详细描写确定资金分配，在指导矿山管理的同时，不断提高矿山的业务效率，推进行业发展。

3、矿井中智能化实践应用

3.1自动化控制系统

立足智能化开采视角，借助自动化控制系统对矿井设备和生产过程进行优化控制。通过与传感器、执行器和控制算法的结合，自动化控制系统可以实时监测矿井的状态和参数，自动调节设备的运行和生产过程的控制。同时，该系统应用可加强矿井生产效率、质量和安全的把控。

3.2人机交互界面

数字化矿山系统的功能发挥，离不开对人机交互界面的应用。通过图形化界面和人机交互技术，管理者可直观地对矿井设备状态和生产过程进行监管。并通过实时数据、报警信息、操作控制等功能的提供，进步优化决策和调整的实施四。

3.3智能调度实现

在数字化矿山系统中融合应用智能调度技术，以帮助矿山管理者对生产资源进行智能化调度和优化。通过建立数学模型和算法，智能调度和优化技术可根据生产需求、设备状态和资源限制，优化矿井的生产计划和资源分配，以促进其生产效率和资源利用率的显著提升。

3.4智能机器人和无人机

要想进一步推进煤矿开采的智能化发展，可在井下开采中合理运用智能机器人和无人机技术。其中智能机器人可代替人工开展危险、重复性工作，如巷道巡检、设备维护等。无人机则可进行矿井环境的监测和勘探，提供高分辨率的图像和数据，以此为管理决策的优化制定提供参考。

3.5人工智能和机器学习

可借助该技术增强数字化矿山系统的学习、适应能力。通过分析历史数据和建立模型，人工智能和机器学习技术可以预测矿井的生产情况、设备故障风险等，提供决策支持和优化建议，并通过不断学习和调整，促进数字化矿山系统应用性能和效果的持续提升。

4、智能化功能实现

第一，智能安全监测与预警。开采作业受到其恶劣环境的影响，极易出现如火灾、瓦斯爆炸等安全风险。鉴于此，可借助传感器和监测设备实时采集矿井环境参数、设备状态数据。并依托于智能算法和模型对相关数据进行分析和处理，以实现安全风险的智能化预测和预警。例如，在获取温度、湿度、气体浓度等数据的基础上，系统智能化预测火灾和瓦斯爆炸的风险，及时发出警报并采取相应的措施保障开采安全。另外，系统可借助智能化技术实现人员定位和管理。依托于定位技术（如RFID、蓝牙等）对矿工进行实时定位和管理，以帮助矿山管理者可以准确了解矿工的位置和动态，及时调度和监控人员的安全状况0。

第二，智能设备监控与维护。矿井开采涉及大量设备机械应用，具体包括采矿机、输送带等。对此可借助智能化技术对设备运行情况进行分析、预测，进而为设备故障早期预警和维护计划的制定提供参考。例如，对获取的设备振动、温度、电流等数据进行智能化处理，系统自动对设备工作状态和健康状况加以显示，帮助管理者发现异常情况并进行维修和保养，以促进设备使用寿命的延长。

第三，智能能源管理与节能减排。现代煤矿开采强调对节能环保理念的渗透，对此可借助智能算法和模型对能源消耗、排放进行智能化管控。利用系统对能源消耗、排放数据进行采集分析，在此基础上智能化识别能源浪费和排放过高问题，结合节能减排措施制定实现节能化、生态化开采。

结束语：当前，矿井开采工作受越发数字化的社会环境影响，同样逐渐搭建了具备数字化特征的崭新控制系统，相应地引入了各种更急智能化的新型电气设备。为求更加有效地予以应用，矿井开采企业应当更加深入地了解和把控数字化矿山系统及其具体应用方式，进而同步确保矿井开采工作的安全性表现与效率性表现。

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