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基于“互联网+”智慧露天煤矿建设发展新构想
论文概要
2018年，我国露天煤炭产量约占全国煤炭产量的20%左右，露天矿山开采也从粗放型向机械化方向发展，间断工艺、半连续工艺、连续工艺以及综合工艺相继投入使用，丰富了我国露天矿山开采技术。如何将生产过程中的各种数据和信息有效关联，实现对生产过程监控、安全风险防控、生态环保管控？笔者认为，构建智慧露天矿山的“智慧大脑”，全方位动态支配露天矿山各个生产环节，是构建智慧露天矿山的核心。
指出，智慧露天煤矿建设不是各种信息化系统的简单堆砌，而是通过将物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网、无人机、三维激光扫描等技术和装备与露天矿山开采有机结合，形成露天矿山互联、感知、分析、自学习、预测、决策、控制的完整的具有符合露天矿智能开采的“智慧大脑” 系统。
从基于“互联网＋”的智慧露天煤矿为出发点，通过对露天矿山“智慧大脑”的构建，从无人机测量、智能调度及物料流规划、违章行为智能识别以及多源数据融合等角度进行分析研究，阐述了最终能实现露天矿采掘、运输、排土、洗选、物流、风险预警、生态保护、安全管理等各个生产环节智能化，实现开采资源利用最大化、生态开采扰动的最小化、生态恢复的最优化、职业卫生危害的降低和矿山生产的无人化，并实现了“互联网＋”的智慧露天矿山建设新构想。
付恩三(1988-) ，男，满族 ，辽宁岫岩人，工程师，硕士，主要从事智慧矿山、安全风险管控技术、灾害预警与防控等方面的研究。 E-mail：[email protected]。
主要内容
我国露天煤矿发展先后经历了机械化、自动化、数字化等阶段，当前正逐步由数字化走向智慧化。由于露天煤矿开采与井工煤矿开采的差异性，使得智能化露天煤矿建设具有独特性。笔者主要从基于“互联网＋”的智慧露天煤矿为出发点，构建具有深度学习能力的数字化智能体的露天煤矿，形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统，实现露天矿山开采无人化、风险管控智能化、绿色开采一体化的智慧露天矿山。
第一，简要介绍了“互联网＋”智慧露天矿山总体架构。“互联网＋”露天煤矿总体架构采用“5+4”模式，分别为应用层、支撑层、算法层、数据治理层和数据层5个层级，以及标准规范体系、安全保障体系、决策支持体系和运维保障体系4个体系。“互联网＋”露天煤矿云可实现各系统平台之间的信息互联互通，实时动态对云平台下属露天煤矿整体风险进行综合评估，指挥调度露天矿山开采。
第二，详细阐述了“互联网＋”智慧露天矿山系统建设。主要包括无人机测量系统、智能调度及物料流规划系统、违章行为智能视频识别系统、多源数据融合预警防控系统，从人、机、环、管4个方面利用大数据、云计算等手段，对露天煤矿各开采环节进行协同，实时对露天矿山风险进行动态评估。可实现对露天矿山各生产环节数据统一存储、数据共享、风险知悉，并且能打破现有露天矿山传输壁垒，提高露天矿山业务系统融合度，实现露天矿山安全、高效生产。
主要图表
图1 “互联网＋”露天煤矿总体架构
图2 “互联网＋”露天煤矿云情景逻辑
图3 无人机成图流程
图5 智能调度及物料流规划逻辑架构
图6 违章视频识别流程
图7 露天煤矿云上违章行为平台
图7 风险预警与防控系统流程
审 核：康淑云
全国能源信息平台联系电话：010-65367702，邮箱：[email protected]，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社
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