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智能化矿山采矿技术中的安全管理问题论文

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2023-12-28 09:29:05    来源:    作者:xieshijia

摘要:新时代背景下,企业之间的竞争逐渐从过往的资源竞争转变为科技的竞争。智能化的矿山建设,能够促进企业更加高效地开展工作。依托于智能化的平台,实现全天候的监测,实时掌控作业的情况,有效降低安全事故的发生。但当前许多企业在智能化建设上步伐较慢,对智能化设备的重视程度不高,且缺乏了一定的安全意识。对此,文章以分析智能化矿山在安全管理中的重要性为主,提出了企业在建设智能化矿山中应当先要制定智能化发展的规划,搭建智能化平台,注重员工的安全意识培养和构建采矿风险对应评估体系。

  摘要:新时代背景下,企业之间的竞争逐渐从过往的资源竞争转变为科技的竞争。智能化的矿山建设,能够促进企业更加高效地开展工作。依托于智能化的平台,实现全天候的监测,实时掌控作业的情况,有效降低安全事故的发生。但当前许多企业在智能化建设上步伐较慢,对智能化设备的重视程度不高,且缺乏了一定的安全意识。对此,文章以分析智能化矿山在安全管理中的重要性为主,提出了企业在建设智能化矿山中应当先要制定智能化发展的规划,搭建智能化平台,注重员工的安全意识培养和构建采矿风险对应评估体系。

  关键词:智能化矿山;采矿技术;安全管理

  企业在矿山开采过程中,其作业的环境复杂,在施工中容易受到气候、地质环境的影响,引发一系列的安全事故,对作业人员的人身安全造成严重的威胁。而在基于智能化矿山的背景下,通过智能化设备对作业环境进行全天候的监测,通过对监测收集到的信息进行分析,能够及时发现潜藏的风险,减少不必要的安全事故发生。对此,相关企业应重视到智能化矿山的建设,要加大资金在智能化设备的采购上,促进传统的生产模式的转变,更加高效、安全地开展作业。

  1国内外智能化矿山建设简况研究

  在一些矿山产业发达的国家与地区中,早已开始布局矿山智能化的发展。如加拿大国际镍公司从1990年开始,就有深入探究自动采矿的技术,并规划在2050年的时候于某矿山中实施无人采矿的计划。芬兰国家研发计划的规划中,就有明确提到了要尽快实施开发智能矿山机械与系统、矿山人员的培训等内容,进一步促进矿山产业智能化发展。而我国的矿山发展整体较为落后,很长的一段时间中,我国的矿山产业中人均生产效率不足4000d/a。一直进入到21世纪,我国的矿山产业才开始有了较好的发展。在2015年的时候,我国的“鞍钢集团矿业公司数字化矿山”项目,作为最早的一个以打造智能化矿山的项目进入到人们的视野中,成为中国智能制造示范的项目之一。在该项目中,通过物联网、云计算和智能控制等技术融入到矿山的生产开采过程中,打造了智能化的矿业管理平台,落实了对矿山产业的远程实时控制工作,预示着我国的矿业进入了一个新的阶段中。

  2智能化矿山建设关键技术探究

  2.1多源传感器体系搭建

  在智能化矿山建设当中,企业需要重视到多源传感器的搭建。作为关键技术之一,多源传感器在生产系统的运行中起到了重要的作用,能够促使控制层当中的信息感知能力更为敏锐、快捷。多源传感器的体系搭建中,根据其使用的属性可以划分为设备、人员与环境参数三个类型。通过人员参数的运用,可以辅助确定生产中工作人员的定位,协助测距工作进行。设备参数传感器的运用,能够获取到电流、电压、震动与位置等相关信息。采用环境参数传感器,能够对环境当中的各种因素如温度、湿度与地应力等进行数据的搜集。不同的传感器有着不同的作用,综合这些传感器搭建完善的传感器体系,可以获取到多个维度的信息与数据,更有助于矿山采矿工作的安全开展。

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  2.2井下复杂条件信息传输技术分析

  矿山的矿产资源遵循自然的规律,呈现较为复杂的分布形式,工作人员在开采过程中势必会遇到众多的难题,如在采用一些大功率的电气设备时容易被周围的电磁所干扰,以及空气湿度高等情况,都会对信息的传输造成较为严重的阻碍。尤其是在当下智能化矿山的建设中,如果不采取相应的措施解决信息传输中的复杂环境问题,将会导致信息的传输受到严重影响。对此,许多矿山企业基于5G技术的背景下,建立了多网并存的形式,同时布设了工业以太网、专业子系统网络等,确保了信息传输的精准度与及时性。

  2.3智能化矿山云平台开发

  2.3.1云平台建设思路

  在智能化矿山中,云平台起到了非常关键的作用。云平台属于智能化矿山建设的主要载体,所有的智能化内容都是基于云平台展开。在云平台的建设上,需要考虑到矿山的安全、高效、绿色。在矿山工作的安全要素中,既要考虑到矿产开采中作业人员的人身安全,还要确保网络平台运行的安全性;高效则指的是矿产开采的高效运作;绿色是指在矿产的开采中,应遵循科学、绿色的原则,减少作业中的粉尘、噪声等污染。对此,在搭建云平台过程中需要确保云平台具有一定的自动感知控制能力,还要有良好的分析、处理能力。目前,我国的智能化矿山云平台建设中,积极地融入了大数据。物联网与人工智能等前沿技术,促使了云平台获得更优的建设。

  2.3.2云平台架构部署

  矿山云平台搭建时需要遵循严格的行业标准,只有这样才能更好地保证智能化的云平台系统有效地运转。根据特定的数据标准,开展数据采集工作,对数据进行及时地处理与分析。且云平台建设中要具备一定的开放性、可拓展性,从而让云平台具有良好的提升能力,可以不断优化云平台。在云平台的实际运作中,需要有层级分明的管理架构,分别为政府的相关部门、矿产集团高层和下面的项目负责方等,每个层级之间都有着相对应的权限。

  3智能化矿山采矿技术安全管理的重要性

  智能化的矿山采矿工作开展中,需要搭建更为完善的技术安全管理内容,要为作业人员提供更为安全的作业环境,减少不必要的安全事故的发生。而在矿山采矿安全管理工作的开展中,需要规范具体矿工作业内容、提高作业人员的安全意识。如果不规范进行矿山采矿工作,容易导致采矿中出现安全事故,导致企业出现重大损失,不利于矿山事业的持续开展。在过往,受制于技术发展的因素影响,矿山作业中不可避免地出现了许多的安全事故。而在当下,随着科技的发展,各种新型技术被运用在矿山作业中,为矿山的安全作业提供了更多的必要保障。对此,在智能化矿山矿产作业中更是要重视到如何把新型科学技术运用到安全管理作业中。但从目前的企业矿山开采智能化建设现状来看,仍有不少的企业对智能化设备的运用不重视,在矿产工作开展中,缺乏了一定的安全意识,对企业的可持续发展造成一定的影响。

  4智能化矿山采矿过程安全管理中存在的问题

  4.1企业缺乏安全生产意识

  作为劳动密集型行业,我国的采矿行业一直以来需要大量的人力资源投入。由于采矿作业本身具有一定的危险性,加之大多的矿山员工的文化素养不高,对安全生产的重视程度不高,导致矿山安全事故较多。虽然智能化矿山的建设,能够节省一定的人力投入,降低了开采工作难度。但是,这些智能化的设备对矿山工作人员的专业能力有一定要求,需要具备较好的信息技术能力,还要懂得如何把信息技术能力应用到矿山作业中。一些作业人员虽对智能生产设备有所了解与熟悉,但是没有良好的宏观意识,对于一些复杂的生产设备操作要点掌握程度不够,无法严格按照规范化的流程开展工作,埋下了一定的安全隐患。矿山作业具有系统性、复杂性的特点,不同的作业环节之间有着紧密的关联性,一旦其中一个环节出现问题,都会对后续的施工造成严重的影响。除此以外,大部分的企业安全管理人员并不具备较高的专业能力,缺乏足够的理论知识。在实际矿山开采安全管理工作进行中,这些管理人员多以自身的工作经验来开展,没有严格按照规定进行,导致安全管理工作不规范。

  4.2对智能化设备的投入资金不足

  在矿山复杂的地形环境中结合智能化的设备运用,能提高企业的整体生产效率,增大企业的经济效益。但是,对于智能设备的投入,需要企业投入大量的资金。尤其一些企业,由于一直以来都没有投入资金在智能设备的建设中,忽然要购买智能设备需要耗费大量的资金。这些老旧的设备存在着性能不足、安全性低等多种问题,且这些老旧的设备无法有效的实行高效生产,需要大量的人力投入,影响到企业的生产周期。

  4.3缺乏完善的安全管理体系

  矿山的开采,本身具有一定的危险性,需要企业搭建完善的安全管理体系,全方位提高作业的安全性。而随着智能设备的投入与使用,对于企业而言,需要及时审视当前所采用的安全管理体系是否符合实际生产的需求。智能设备的投入,矿产的开采工作会因此发生转变,如一些需要人力完成的工作,在智能设备投入后能够相应减少这些工作的人力投入。在安全管理的内容上会因此发生改变,基于此,企业的安全管理人员要根据企业的具体变化内容,进行相应的调整。要有更为明确、清晰的安全管理制度,通过制度的实施提高作业的安全性。但从目前的安全管理的工作开展情况来看,部分企业的安全管理部门并不重视安全管理体系的优化,没有做到与时俱进,及时更新管理体系内容,仍采用传统的安全管理制度。这些管理人员的安全意识不高,加之传统的安全管理制度中少有重视安全生产责任制度的落实,导致了事故的发生后,管理人员无法在第一时间找到责任第一人。

  5提高矿山开采安全管理水平的有效措施

  5.1加强信息系统与平台的建设

  矿山的智能化建设属于是一项庞大的工程,需要有总体的规划方案,要求企业明确清楚总体的目标,发展的阶段。传统的企业在朝着智能化方向转型时,需要分别度过数字化、信息化与智能化三个阶段,在目标的制定上应总结为建设安全、绿色、智能的现代矿山。

  在有了基本的规划方案以后,接下来需要做的就是搭建总的智能化管控平台,通过该平台协调管控自动化控制系统、安环监测控制系统、生产执行系统与视频监控系统四个子系统,实现对工程数据的采集、存储与分析,融合项目各参建单位的信息,实现数据的共享与交换,为管理决策提供基础。平台部署有视频监控、工艺参数监测、环境监测等功能,可以实时监视工程现状,一旦发现异常可以及时进行预警,提高管理及时性。采集的数据可以进行分析处理,产生各种图表报表,如进度监测报表、质量评定报表、设备运行报表等,为管理者提供直观的信息,以便快速判断项目状态与存在的问题。数据的采集与分析可以发现设计与管控流程中的不合理之处,为优化提供依据。平台本身也需要不断升级与改进,优化功能及界面设计,简化操作流程,提高用户体验。数据采集与融合的结果可以通过大数据分析的手段进行挖掘与关联分析,得出项目关键指标的预测与趋势判断,为管理者提供决策支持与参考,实现智能化管理。具体如下所述:该平台由调度室、由集成系统、系统模块、基础平台作为主要部分组成。其中,调度室是在该平台中同样作为矿井安全生产指挥中心,负责矿井安全生产调度工作,工作中坚持“安全第一,预防为主”的方针,科学管理,主动调度,实现标准化、规范化。与集成系统中可视化管控系统相互作用,即与其中自动化控制系统、安环监测控制系统、安环监测系统集成、视频监控系统四个子系统相互调度管控。对于该平台的系统模块,本着易于操作、易于观察现场状况易于维护等方面,推出三个系统可视化原则——资源与开采环境可视化、设备运行状态可视化、生产工艺过程可视化,保障系统模块中安环监测系统集成、视频监控监测系统集成、采选充生产数据监控三个模块安全稳定运行,做到问题可视化,从而消除内在隐患。在搭建基础平台上,做到将作业场地的全貌绘制,将生产使用装备上传记录在册,已有可用借鉴井巷工程模型等工业场地,生产装备,井巷工程,矿体地质等模型作为平台搭建基础,完善参数配置,定期进行系统维护,保障基础平台不报错可靠使用。以上四块结合,即位该智能化管控平台。

  5.2加强人才培养力度

  在一些企业中,其矿山开采的作业人员文化水平并不高,安全意识有所欠缺,不具备一定的风险识别能力,导致矿山开采的人为因素引起的安全事故较多。随着智能化设备的投入,相关企业应紧握机会,加大力度培养施工人员对智能化设备的规范操作,明确清楚各自的具体岗位职责,确保施工人员熟练掌握智能设备,以此提高矿山生产的安全性,具体而言,应从以下方面着手:

  (1)知识培训。企业负责人应当对企业内部员工目前的专业知识、安全知识等进行调研,掌握员工的知识掌握情况。再结合企业的生产模式、智能设备投入情况等,设计具有针对性的知识培训。补充企业工作人员的相关安全知识,提高作业人员对智能设备的熟练度,改变传统的作业模式。

  (2)技能培训。技能培训工作的开展,能够提高工作人员的作业规范性与效率。在技能培训中,不仅要求工作人员掌握必要的理论知识,还需要加强工作人员的实践培训。要求工作人员在实际作业时能够结合必要的理论知识规范开展煤矿工作。其次,在技能培训中,企业的培训负责人应当时刻关注前沿的技能培训,以及根据企业所购买的智能设备,开展对应的技能培训。

  5.3建立智能化采矿风险对应评估体系

  智能化矿山的背景下,煤矿企业应结合智能化的相关设备,建立智能化采矿风险对应评估体系。通过评估体系的搭建,能够帮助企业加强对生产过程中可能会出现的风险因素进行识别。

  5.3.1完善智能化矿山的安全数据体系

  多源传感器属于智能化矿山中最为重要的设备,通过多源传感器的运用可以收集大量的安全数据,通过对这些数据进行分析、整理,能够及时发现在生产过程中出现问题的数据,并根据出现的问题制定优化的策略。其中安全监测板块主要针对的是矿山中的人、机、环境的状况,安全管理板块主要针对的是安全事故的预防、事故的管理与应急救援。

  5.3.2优化智能化矿山中的各项安全系统

  在矿山中安装有各种不同的安全系统,如井下避险系统。通风系统等,针对这些系统,需要尽快进行优化,加大力度促进这些系统的数字化、智能化改造。

  6结语

  综上所述,相关企业在当下的发展战略布局上,应重视到智能化矿山的建设,通过布局智能化矿山能够提高作业的效率,对矿山中的人、设备与环境进行全面的监测,有效提高矿山的作业安全性。基于此,企业需要制定智能化建设的规划方案,搭建线上的智能化平台。其次,要加强工作人员的安全知识、技能的培训。最后,要搭建完善的采矿风险对应评估体系。