数字化矿山建设中精细化采矿技术分析论文

2024-03-13 10:29:03 来源: 作者:heting
摘要:在我国经济水平提升中,产业结构转型升级速度加快,矿山建设规模和数量增加,加上科学技术进步,大数据、云计算、物联网等技术的融入,推动矿山建设向数字化、智能化、规范化方向发展。数字化矿山建设也由此产生,矿山建设直接关系到社会资源供给和国家经济发展,为此加大力度发展数字化矿山建设符合国民经济发展的趋势。并且精细化采矿技术使用后,也提升了采矿工作效率,降低安全风险隐患,有利于实现矿山管理目标。但是,从现阶段精细化采矿技术应用情况分析,其受到诸多因素的影响,导致并未将精细化采矿技术的作用发挥到极致。本文通过对数字化
摘要:在我国经济水平提升中,产业结构转型升级速度加快,矿山建设规模和数量增加,加上科学技术进步,大数据、云计算、物联网等技术的融入,推动矿山建设向数字化、智能化、规范化方向发展。数字化矿山建设也由此产生,矿山建设直接关系到社会资源供给和国家经济发展,为此加大力度发展数字化矿山建设符合国民经济发展的趋势。并且精细化采矿技术使用后,也提升了采矿工作效率,降低安全风险隐患,有利于实现矿山管理目标。但是,从现阶段精细化采矿技术应用情况分析,其受到诸多因素的影响,导致并未将精细化采矿技术的作用发挥到极致。本文通过对数字化矿山建设现状阐述,分析了数字化矿山建设中存在的问题,提出了数字化矿山建设中精细化采矿技术的应用策略。
关键词:数字化矿山建设,精细化采矿技术
矿山资源是国民经济发展、人民群众生活及生产保障的重要因素,促使其在社会中占据重大影响。一般情况下,矿山资源开发利用,都需要制定科学合理的矿山建设方案,才能保障矿山资源得以开采,并且被各行各业进行使用,从而推动国民经济发展。但是,矿山建设活动不同于其他行业,其有着非常大的安全隐患,如果无法对这些影响因素进行控制,很大程度上降低开采效率,甚至给矿山企业带来巨大的经济损失。特别是传统矿山建设中,主要是人力为主,采取的开采管理模式呈现粗放化,很容易出现安全故事,既会造成人员伤亡,也会阻碍矿山资源的高效利用。基于这种情况下,为保障矿山建设活动的顺利开展,技术人员通过经验总结和技术创新,发现了精细化采矿技术,它的使用从经济效益、环保效益、社会效益等方面,帮助了企业完善矿山建设。从实际情况看,精细化采矿技术的价值没有被最大化开发,在不同规模矿山应用水平出现差异,这源于影响因素众多,如资金投入不足、重视程度不高等,都制约精细化采矿技术的使用。因此,在数字化矿山建设中,不止是重视采矿技术的使用,更要关注影响精细化采矿技术发挥的外部因素,为降低这些因素的影响,需要结合矿山建设具体情况,充分发挥精细化采矿技术的作用,以此实现我国矿山建设的高质量发展。
1数字化矿山建设现状
信息化时代,数字化这个词语并不陌生,矿山企业也在尝试转型。我国目前想建设的数字化矿山是把科学技术与传统矿山建设融合。下文介绍了当前我国数字化矿山方面的现状。
第一,搭建独立部门,调整管理模式。从我国数字化矿山建设情况而言,大部分矿企都转变以往使用的管理模式,充分符合时代发展趋势的要求,持续对管理模式进行调整优化,也搭建了独立部门负责数字化工作,加大资金投入力度,以此实现矿山安全管理目标。数字化矿山建设从采矿效率和采矿安全两大方面对矿山工程产生直观影响。技术人员再通过数字传输技术,如以太网的使用,配置了适合矿山建设需求的软硬件,有了更健全的信息传输系统,确保数据资料的真实性和完整性,以此为矿山管理工作提供数据支撑。此外,也结合矿山安全管理工作的需求,对传感器进行使用,有效保障矿山数字化的实现。
第二,形成数字化矿山平台。在矿山经营管理中,安全生产是最基础的工作目标,也是社会公众重点关注的问题,而通过数字化矿山建设后,能够很好对安全隐患进行分析、识别、管控等,为采矿人员提供了安全的作业环境。有了数字化矿山的支持,可以把数字化应用到矿山安全管理工作内容里,比如采矿作业时,能全方位实时监控开采场地,优势之一是监督工作人员的工作质量,是否有按照专业要求去实施。另外,可以及时发现异常,比如在开采作业期间突发人身安全状况或者是设备安全状况,能及时规避风险因素,以此对矿山安全工作自动化、远程管理。现阶段,资源储量多的矿山企业,已经采用三维模拟技术,能够对开采方案、开采过程等直观呈现,其可以很好保障安全工作的落实。
第三,利用数字化平台,发挥实质性作用。从数字化矿山建设情况而言,很多矿山企业都对数字化平台进行使用,但是也受到很多因素的影响,降低了平台作用发挥,甚至阻碍正常工作的落实。一方面,矿区企业管理人员对数字化矿山建设不够重视,没有将平台功能进行使用,并未对平台提供的数据重视,更多是工程人员开展远程监控,降低了矿山工作效率,也不利于信息数据的收集、整理、分析等。另一方面,工程人员每日的工作量非常大,每个环节都需要人工操作,但是在具体管理中,并未按照规定要求进行落实,导致平台作用没有发挥,降低了采矿工作效率,甚至诱发了严重的安全事故。其实,从很多矿山管理分析,基本上是没有认识到数字化平台的作用,也没有对其中存在的数据深度挖掘,主要进行简单分析,阻碍了精细化采矿技术的使用。此外,在地质灾害、风险预测等工作,也没有研究到位,并未与报警装置联动,也忽略了节能降耗的环保理念,这不符合我国多年强调的绿色矿山目标,也直接阻碍矿山建设事业的发展。
2数字化矿山建设中存在的问题
2.1重视程度不够,降低使用效果
从数字化矿山建设情况分析,大部分矿企管理层并未认识到数字化平台对矿山管理的作用,虽然部分矿山使用了数字化平台,但是没有与具体管理工作结合,最终所产生的作用很小。也有部分矿山企业对数字化建设进行重视,却没有对使用范围和相关岗位人员的工作职责明确,导致数字化平台功能难以产生实质性作用。而且,因数字化平台提供的功能非常强大,涉及到整个矿山建设和管理工作,收集到的数据资料多,没有在矿山采矿工作中进行使用,导致工作人员仍然利用传统管理方式进行管理,造成采矿效率无法提升,也增大了开采工作的安全风险。
2.2智能化程度不够,降低工作效率
当前,大部分矿产资源都是使用井下开采方式,并且利用传感器与开采管理人员进行沟通,但是我国很多矿山使用的传感器功能落后,并不具备智能化的优势,无法对各种因素的影响进行有效抵御,导致信息传递误差很大。而且,远程控制系统使用情况不佳,增大开采作业的安全隐患。此外,远程控制系统在日常使用中,其并不能得到其他部分的有效保护,降低了远程控制系统的使用范围和应用程度。基于此情况,大部分矿山在开采管理中,依旧是使用人工值守,降低了开采作业效率。
2.3精细化管理低,增大安全事故
在数字化矿山建设中,其本质是为实现精细化管理,主要需要在数据收集、整理、处理、分析等方面发挥作用。但是,实际上更多矿山企业只是对数据资料整合和展示两个方面进行重视,并未对数据深度挖掘,也没有将其在具体采矿工作中使用,导致其在矿山管理上应用较少上,影响到信息化工作的实现,也没有为矿山管理提供有效的数据支撑,这和数字化矿山平台的最初使用目标差距很大。其实数字化矿山建设能够帮助我们完善安全管理工作,特别是数据整合管理。但目前的使用效率上看,还是需要人工服务,导致浪费了大量的资源,未降低了矿山企业财务支出。在矿山建设中,健全的安全预警体系是保障采矿工作安全的重要因素,然而很多矿区只是使用了一部分监测设备,开采数量、作业人数等只能人工录入,既会增加工作量,也会降低工作效率。而且,受到人为因素的影响,因为有些数据要技术人员到井下采集,数据资料无法准确录入,导致安全预警系统精确度差,与具体情况产生重大差异,增加矿山安全事故发生率。
3数字化矿山建设中精细化采矿技术的应用策略
3.1明确应用条件,确定应用步骤
在数字化矿山建设中,精细化采矿技术非常重要,既可以提升矿产资源的回收效率,也会避免出现贫化率,增加矿山企业经济效益,以此实现矿山行业可持续发展目标。通过数字化矿山建设后,能够调整矿产行业的结构,推动我国国民经济的稳定增长。要想确保精细化采矿技术的合理使用,应当从应用条件和应用步骤两个方面出发,才能充分发挥数字化矿山建设的作用。
第一,在精细化采矿技术应用条件中,主要涉及到采矿涉及模型,而确保该模型实现的技术是地质技术、采矿区实体扫描技术、实测巷道技术等,为采矿设计模型提供了完整的数据支撑,结合其数据资料可以对矿井三维进行展示,从而为矿山管理层提供决策的依据,有利于调整优化矿井施工设计方案,也可以便于采矿作业的顺利开展。一般情况下,精细化采矿设计模型在使用中,能够为矿山带来更大的经济效益,一定程度上也改善了矿山企业的采矿技术指标,降低施工作业的成本,从而让矿产资源高效率利用。除过对这些技术进行使用外,也需要配置相应的软硬件指令,引入先进的采矿设备,如空区扫描仪、反井钻机、盾构机等,为精细化采矿作业提供设备支撑,以此提升采矿作业效率和安全性。
第二,从精细化采矿技术而言,现阶段,使用最为普遍的是充填法采矿技术,其应用步骤需要从两个方面出发。一方面,开采矿房。一般情况下,开采矿房前应当对地质环境、地质灾害、气候条件等因素综合考虑,并且使用实测巷道模型技术作为设计采矿方案的技术支撑,形成实体模型。在采矿模型设计中,应当对矿区边界位置进行重点关注,科学合理把握矿体开采位置和炮孔开口位置,但是炮孔角度与矿区边缘界限角度保持相同,也需要对炮孔科学合理判断,结合具体情况对开采方案调整,以此保障施工过程与设计方案一致。另一方面,重视矿柱开采工作。为明确矿区开采范围,应当从附近矿区的边缘出发,依托三维扫描技术的作用,对开采区域进行实体模拟,运用收集的各方面信息,明确开采范围,降低后期采空区填的工作量,以此增加开采企业的经济效益。为确保开采工作顺利开展,应当科学合理使用扫描仪、三维扫描技术等,逐步对开采作业进行调整优化,为开采量目标实现奠定良好的基础。
3.2合理选择爆破技术,提升资源回收效率
在采矿作业中,爆破是非常重要的部分,其爆破质量影响到开采效率和安全性。一般情况下,影响爆破作业的因素是炮孔成孔质量高低,也会受到采矿区域的贫化率和损失率等。基于这种情况下,矿企需要在采矿作业中,对炮孔成孔质量进行重点关注,借助炮孔测量仪器对角度获取,从而实现角度和矿区的倾斜角度一致,而且也应当重视成孔质量检验工作,对出现的大孔和深孔进行重点关注,对每个孔的质量评价,也需要对装药数量进行调整,才能提升成孔质量。在精细化采矿技术使用中,选择的爆破技术是逐孔起爆技术,爆破器需要选择高精度导爆管,既可以弥补传统爆破技术存在的缺陷,也可以降低振动对矿体的影响,从而增强采矿工作的安全性,降低安全事故的产生概率。切割槽在井下开采工作中使用频繁,也是爆破作业的构成部分,并且是其最后一个步骤,很大程度上影响到爆破作业效果,直接对开采作业的经济效益带来很大影响。在以往矿产资源开采中,更多是人工方式打凿切割槽,工作效率非常低下,还会给开采人员带来生命威胁。基于此,通过对无切割槽爆破技术的使用,符合当前数字化矿山建设的需求,也能够很好提升矿井质量,也可以保障采矿效率提升。
在开采作业中,也需要对残矿管理,这是降低矿山开采损失的有效的方式,也可以提升采矿作业的经济效益。但是,残矿在回收管理中,对巷道施工产生重大影响,如果采取科学合理方式对残矿工作进行处理,为巷道施工奠定良好的基础,保障了施工作业的安全性,并且从源头上减少各项资源的投入量,以此提升了施工的经济效益。在这种情况,为矿山数字化建设提供了有利环境,通过对爆破作业的重视,加强残渣清理工作。但是以往采矿人员对采空区的残矿处理大部分不科学,甚至未做处理直接废弃。数字化矿山建设中,利用现代化设备(遥控铲运机)取代人工作业,对残矿进行科学处理,保护环境的同时,有些残矿经过遥控铲运机处理还可以被循环回收,有效保障残矿回收工作完成。
3.3调整管理模式,加强数据使用
在我国数字化矿山建设中,大部分矿企管理层对其不够重视,这就需要政府部门加大宣传力度,转变管理层的认知程度,促使其在矿山建设中加大力度使用数字化工具,也需要对使用范围和业务类型明确,各部门人员完成好自己的工作内容,把业务责任化,避免推卸责任。另外,现如今信息技术发达,根据各个部门的工作内容,把信息系统融入到数据分析,实现信息共享。再建立部门小系统,方便筛查人员查找信息,也方便管理人员统一管理,方便快捷、精准。为了尽快实现矿山数字化,可以建立一个控制中心,由专业技术人员操控,也能不受地域限制远程指挥,提高采矿效率和工作质量。针对以上建议,优化传统的控制管理模式,传统的单机控制系统更改为系统性远程操控。对通风、供电这种作业类型的控制中心,也进行远程操控。实现数字化矿山,大数据技术的融入是关键的一部分。通过大数据的应用,可以更精准的整合各部门情况,完善矿山建设。在大数据技术的帮助下,建立数字控制中心,推动矿业发展,对数据资料进行分析,从而降低采矿成本和实现节能降耗的目的。针对矿区管理人员,应当对采矿情况、生产成本、故障问题等全面记录,对生产资源进行合理配置,建立各种资源消耗的管理机制,最大限度降低采矿工作的资源需求,从而提升采矿的经济效益,以此实现矿山建设的可持续发展。
4结语
在科学技术发展中,我国进入了信息化时代,各个行业都在加快数字化转型,不断提升市场竞争力,以此推动国民经济的持续发展。而矿山行业作为我国国民经济的基础行业,是众多行业的资源提供者,也是保障人民群众生活和生产的基础,对社会稳定产生重大影响。如果还是采取以往的采矿技术,其采矿工作效率无法提升,难以满足社会经济的发展需求。基于此,矿山建设需要把握时代发展趋势,加快数字化建设,充分发挥精细化采矿技术的作用,提升采矿工作效率,为矿企带来更大的经济效益。为此,在矿山建设中,应当结合我国可持续发展战略的要求,依托矿企具体情况,对矿区各方面因素综合考虑,制定符合要求的数字化建设方案,从而发挥精细化采矿技术的作用,以此实现矿山建设目标和安全目标。
