地下采礦生產過程中自動化監控系統的數據采集

吳 軍

（中原工學院信息商務學院，河南 鄭州 451191）

數據采集可以讓地下采礦生產過程中自動化監控的情況可以通過寬帶傳輸，在屏幕上可以顯示出來便于采集。自動化檢測系統可以緊密聯系生產和計劃。工作工程中不會再因為測量標記的延誤而等待或受阻,也不會因為缺少實時的采礦工作時的時效信息而延誤采礦進程。可以明顯提高工作效率,讓工程辦公室對采礦生產過程中的自動化監控成為可能，進而對全程進行有效指揮。監控系統不但可以帶來上述明顯的直接經濟效益，而且還可以間接提高工作效率，帶來更大的收益。

1 采礦生產過程一體化系統的構建

（1）生產過程一體化系統所含元素。生產過程一體化系統的構建需要聯系礦產信息化規劃以及采礦項目的需求，結合企業自身情況和管理技術，按照企業信息建設的規定和相關要求，以技術前衛、調試靈活便利、應用廣泛又不乏經濟實用的原則，可以對項目信息流形成有效控制[1]。企業在生產過程一體化系統主要涵蓋有：地下地質環境檢測系統、地下采礦員工考勤定位和聯絡系統、礦石運輸管理系統以及企業信息化管理系統。生產過程一體化系統按照企業內不同機構的職能各不相同，進而在在不同信息管理體系的構建時采取層次分明的邏輯結構，將生產過程一體化系統根據企業內部組織管理模式和不同地區的布局情況來進行多層次的劃分，從而可以使大規模信息交流網絡的復雜問題分解成為多個比較簡單的網絡中進行處理。

垂直型多層網絡簡化了大量信息傳遞的處理，方便了不同部門對內部信息處理和監控，加快了企業內不同業務的協作和規模化的處理。在企業信息組織管理中，根據不同部門的地域分布，信息傳輸網絡可以垂直分為核心層、聚集層和前端層3個層次。

（2）生產過程一體化系統的目的。生產過程一體化系統的目的是采用網絡信息管理的方法，按照相關的網絡信息傳輸的標準，建造一個優秀的互聯網信息傳遞平臺，達到信息有效安全傳遞的目的。并且在這個基礎上增強各個部門的聯動性，實現圖像數據和高品質數據等的通信服務。

根據不同企業機構的地理位置、平面布置以及在信息處理監控過程中的需求，可以多樣化的控制數據使其滿足企業在對生產數據的實時性需求、管理及時性的要求、數據安全性級別、網絡安全性等；生產監控網絡與各個控制系統之間經過安全隔離進行互聯；利用網絡平臺對生產控制過程數據信息的集成，使企業經營管理與生產過程控制融為一體，實現數據信息共享、生產監控、生產調度管理、自動化生產辦公。

2 自動化監控系統數據的采集

（1）數據采集體系的構建。企業信息一般以垂直的體系結構傳輸，根據這種信息傳輸特質可以構建一條垂直層體系信息傳輸流，采礦生產過程自動化系統處于企業信息流管理體系結構中的中間層。然而在不同的企業信息管理過程中，信息管理體系可能存在差別，以及考慮到企業內部各個部門信息的安全性和信息的多樣性，我們又可以將信息傳輸流分為三個層次，分別為數據采集層、數據集中層和數據應用層。

數據應用層主要用于溝通服務器和各個應用站點，實現數據在各平臺的交流共享。其中數據集中層的職能是分析收集到的數據，數據采集層的職能是利用數據緩存的接口實現數據的保存及發布，進行數據的實時掌控達到對數據的有效利用。

（2）數據采集體系各部分職能。①數據采集層：對礦山生產過程中各種器件的信息進行采集，經過分析和處理之后上傳到數據集中層。

②數據集中層：數據集中層的主要職能是將收集到的數據進行辨識、處理、存儲以及應用，形成一個可以對信息進行有效處理的終端。③數據應用層：在數據收集和數據處理的基礎上，生成一個與生產過程緊密聯系的功能系統，在該系統內，可以對全平臺的數據進行組織、指揮、監控以及管理。

3 在地下采礦過程中進行數據采集的收益

（1）進行數據采集的直接效益。自動化監控系統最大的職能便是可以有效的降低測量過程中的費用，其中含有地面勘測以及航測。自動化監控系統并不會徹底消除人工測量，只會減少甚至避免人工測量時產生的誤差。測量工作的減少量和地下采礦設備數量有著密切關系并且可以使測量人員去做靈活需要人工經驗的工作。以及其他費用的節省在于工程隊成員的數量以及他們資歷經驗的豐富程度。根據研究表明，一個大規模的礦山在這個項目上可以節約60萬元人民幣以上。并且,倘若有足夠的礦山設備裝有這個監控系統,那么,整個項目每年可節約下來的航測費用可達十多萬元。有時在極端的天氣條件下，航測的精度也會受到影響，從而延誤了測量時間也拉低了測量數據的品質，因為其中存在大量的盲點無法測量。雖然上述各方面的費用降低是自動化監控系統的重要方面，但是這個系統在常規的人工測量以及地質礦石的勘測過程中仍可以發揮很大功效，可以帶來更大的收益。

（2）數據采集帶來的間接受益。進行數據采集可以實時對位置監控和地形顯示系統的運作展開管控，能有效地加強在作業過程中對礦石信息的控制。在具體作業情景下，因為天氣原因以及距離或標記不清等原因,操作者對礦體邊界的標記分辨不清具體位置,他們必須依靠經驗估計實際邊界位置。不但如此，操作者還得記住各種物料的拉運車輛以及目標地點。大量瑣碎的記憶工作，在經過長時間的工作和外界信息擾亂之后，操作者判斷出現差錯的概率會顯著增加。

就像前文提到的,自動化監控系統通過不同于常規的操作，對礦石控制的數據實行不斷更新的辦法，使礦體和巖石塊段的具體信息可以直接在駕駛室中完整顯示，而不用依賴人工實際測量標記。

一旦避免了測量人員對礦石數據進行高負荷長時間的測量，就不再會有礦石因為標記不明而被當作廢石處理。并且利用上空俯視的功能可以使操作者的挖掘更急精準，減少了采礦過程中的失貧化，特別是地處復雜地形的接觸地帶。自動化監控系統將采礦精準程度提到了一個更高的層次，為公司帶來更大的收益。

4 結語

地下采礦生產過程中自動化監控系統的數據采集的直接效益是使測量費用更低，潛在的效益取決于工人的能力和數量。并且進行數據采集還可以增強對礦石的控制，礦石結構在駕駛室里顯示,而不依靠人工測量標記，有效避免了人工成本和誤差。