水泥原料礦山信息化建設(shè)及問題范文
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1.1建設(shè)思路
水泥原料礦山信息化系統(tǒng)主要采用數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)手段，建設(shè)對礦山地測采信息、生產(chǎn)日常管理、生產(chǎn)監(jiān)控、車輛信息管理、調(diào)度指揮等過程的數(shù)字化、可視化、實時化與準(zhǔn)確化的生產(chǎn)輔助管理指揮平臺，以支撐生產(chǎn)管理人員和技術(shù)人員開展工作。礦山信息化系統(tǒng)主要功能包括：能夠?qū)崿F(xiàn)對集團(tuán)下屬各水泥礦地形地貌、各礦上報數(shù)據(jù)、無人機采集航拍數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示；（1）能夠快速實現(xiàn)對礦山三維地理環(huán)境、礦區(qū)精細(xì)場景、地測采信息的可視化建模并實施相應(yīng)的技術(shù)管理；（2）能夠?qū)ΦV山開采變化情況進(jìn)行定期監(jiān)測和實時數(shù)據(jù)采集；（3）能夠?qū)ιa(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設(shè)備運行情況等進(jìn)行計算和仿真；（4）能夠?qū)ΦV區(qū)工作情況實時全天候監(jiān)控和預(yù)警；（5）能夠?qū)ΦV山信息進(jìn)行綜合管理。礦山信息化系統(tǒng)采用4層架構(gòu)模式，分別為支撐環(huán)境（軟件支撐環(huán)境、硬件設(shè)備平臺等）、數(shù)據(jù)層（基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等）、服務(wù)層（可視化服務(wù)、計算服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等）及應(yīng)用層（滿足礦山開采生產(chǎn)指揮管理業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用模式）。其中：
（1）支撐環(huán)境層：以WindowsXP操作系統(tǒng)和高性能計算機系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)為依托構(gòu)建基礎(chǔ)支撐運行環(huán)境，以標(biāo)準(zhǔn)C++語言為開發(fā)集成手段進(jìn)行系統(tǒng)定制與開發(fā)；
（2）數(shù)據(jù)層：將礦山基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源信息、礦山開采信息、視頻監(jiān)控信息、挖掘進(jìn)度信息、礦區(qū)設(shè)備設(shè)施人員信息等進(jìn)行管理和集成應(yīng)用；
（3）服務(wù)層：主要實現(xiàn)在綜合數(shù)據(jù)信息支持下，為管理人員、技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)使用服務(wù)；
（4）應(yīng)用層：應(yīng)用層以人機交互操作為主，實現(xiàn)集團(tuán)化數(shù)字礦山管理、礦區(qū)智能生產(chǎn)監(jiān)控、礦區(qū)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)等業(yè)務(wù)應(yīng)用。
1.2系統(tǒng)組成
依據(jù)對礦山信息化系統(tǒng)的建設(shè)需求與建設(shè)目標(biāo)的分析，水泥原料礦山信息化系統(tǒng)主要由4部分構(gòu)成，即地礦信息模擬仿真與技術(shù)管理系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控與車輛信息管理及調(diào)度指揮系統(tǒng)、日常生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
（1）地礦信息模擬仿真與技術(shù)管理系統(tǒng)。
利用礦山地理信息數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)以及用戶提供的地質(zhì)規(guī)劃等數(shù)據(jù)，構(gòu)建礦山三維可視化環(huán)境，并將各類要素進(jìn)行可視化集成，形成可視化的礦山生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。在上述三維數(shù)字化地礦信息平臺上，構(gòu)建數(shù)字配礦系統(tǒng)，結(jié)合礦山開采生產(chǎn)指標(biāo)要求，確定不同采場、不同臺段、不同采礦工作面間的采裝比例，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)礦石與劣質(zhì)礦石、高品位礦石與廢石的合理搭配，變廢為礦。最終達(dá)到建設(shè)“零排放”、“零污染”、“可持續(xù)發(fā)展”的綠色礦山的建設(shè)目標(biāo)。
（2）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。
礦山精細(xì)場景構(gòu)建平臺，利用高精度DEM數(shù)據(jù)、無人機航拍數(shù)據(jù)、道路網(wǎng)等地理信息數(shù)據(jù)快速構(gòu)建高度逼真的精細(xì)三維場景，為數(shù)字配礦子系統(tǒng)、礦區(qū)智能視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、車輛信息采集與調(diào)度子系統(tǒng)、日常生產(chǎn)管理等提供模擬仿真平臺。
（3）生產(chǎn)監(jiān)控與車輛信息管理及調(diào)度指揮系統(tǒng)。
基于精細(xì)場景構(gòu)建模塊，利用礦區(qū)三維建筑模型及無人機采集的高分辨率的航拍數(shù)據(jù)快速構(gòu)建礦區(qū)精細(xì)基礎(chǔ)三維場景。在礦區(qū)精細(xì)基礎(chǔ)三維場景之上，利用視頻監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)手段，建立對礦區(qū)的工作環(huán)境、設(shè)施設(shè)備、工作人員等監(jiān)控和預(yù)警報警，確保生產(chǎn)安全有序開展。在礦區(qū)精細(xì)基礎(chǔ)三維場景之上，礦區(qū)開采智能調(diào)度子系統(tǒng)主要利用我國自主研發(fā)的北斗定位系統(tǒng)、礦石品位探測儀、稱重儀和無線通信等手段，實現(xiàn)對工程車輛位置、行駛里程、開挖工程量、油耗等信息的監(jiān)控與指揮調(diào)度。
（4）日常生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
系統(tǒng)針對目前礦山企業(yè)日常生產(chǎn)管理中的難點難題，通過信息化的解決方式，為礦山行業(yè)日常生產(chǎn)管理帶來信息化的管理手段，堵塞生產(chǎn)管理中的漏洞，實現(xiàn)傳統(tǒng)管理模式無法達(dá)到的及時、完整、海量數(shù)據(jù)信息處理，提升生產(chǎn)管理效率。通過日常生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時采集，數(shù)據(jù)共享，生產(chǎn)統(tǒng)計，自動報表，生產(chǎn)成本、計劃跟蹤的自動處理，生產(chǎn)狀態(tài)快速查詢等功能，從而把礦山生產(chǎn)管理人員從過去繁重的專業(yè)處理、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析工作中脫離出來，使之將工具核心放到生產(chǎn)管理分析中去，真正提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理能力與手段。
2水泥原料礦山信息化建設(shè)中存在的主要問題
2.1生產(chǎn)模式的不適宜
現(xiàn)在大中型水泥企業(yè)礦山主要采用運營模式主要有自備礦山自采方式和自備礦山民采民運方式。自備礦山自采模式中水泥企業(yè)自己組織開采，自行控制礦山產(chǎn)量和礦石質(zhì)量，生產(chǎn)設(shè)備選擇相對較好，現(xiàn)代化機械化程度較高，但仍有適應(yīng)信息化所需設(shè)備有一定的差距，在信息化建設(shè)過程需要對設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改造。自備礦山民采民運模式中水泥企業(yè)雖有礦山開采權(quán)，但是開采工作都是對外承包，由承包商組織開采，承包商負(fù)責(zé)保質(zhì)保量向水泥企業(yè)提供礦石，承包商為了降低生產(chǎn)成本，獲得更多利潤，生產(chǎn)工程中采用的設(shè)備現(xiàn)代化機械化程度較低，不能完全適應(yīng)礦山信息化需要。另外承包商多為地方民營企業(yè)，專業(yè)人員匱乏，管理模式落后，這些都制將約信息化的建設(shè)。
2.2專業(yè)人員的缺乏
礦山的信息化建設(shè)需要大量的專業(yè)人才，信息化設(shè)備的硬件軟件維護(hù)，生產(chǎn)模型的建立和維護(hù)等等都需要專業(yè)人員，但是在水泥原料礦山中，地、測、采的工程專業(yè)技術(shù)人員相對匱乏，熟練掌握信息技術(shù)的人才更加稀少，既精通采礦知識、具有豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗，又具備必要的信息技術(shù)知識的復(fù)合型人才則幾乎為零。又由于水泥原料礦山工作條件艱苦，引進(jìn)專業(yè)人才非常困難，沒有人才的信息化建設(shè)，無異于紙上談兵。員工的知識、素質(zhì)、技能低和專業(yè)人員匱乏是制約信息技術(shù)在水泥原料礦山應(yīng)用的一個主要障礙。
2.3生產(chǎn)投入的不足
水泥原料礦山信息化建設(shè)需要大量的資金投入，水泥原料礦山開采條件惡劣，礦山粉塵對電氣設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等自動化設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的影響，這對各種設(shè)備提出了更高的要求。不僅如此，大部分水泥原料礦山現(xiàn)行的生產(chǎn)設(shè)備都無法直接應(yīng)用也信息化建設(shè)，應(yīng)進(jìn)行設(shè)備改造甚至更換設(shè)備。技術(shù)引進(jìn)，設(shè)備更新，信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，人員培訓(xùn)都需要大量的資金，水泥原料礦山的礦石附加值較低，大量資金投入會使得礦石成本增加，礦山利潤降低，多數(shù)企業(yè)不愿過多的投資。無資金投向信息化建設(shè)，使得水泥原料礦山在信息化建設(shè)上受到了一定限制。
2.4基礎(chǔ)資料的缺乏
地質(zhì)工作是礦山生產(chǎn)的基礎(chǔ)工作，礦山前期的地質(zhì)工作有地質(zhì)隊完成，地質(zhì)隊提供的地質(zhì)報告是礦山建設(shè)的基礎(chǔ)，也是礦山信息化建設(shè)中的第一手資料，是建立礦山模型的基礎(chǔ)，但現(xiàn)在我國建材礦山的地質(zhì)工作成果的準(zhǔn)確性在逐年下降。很多礦山的地質(zhì)資料深度不夠，或雖然深度已達(dá)到要求，但其內(nèi)部錯誤不少。地質(zhì)工作的準(zhǔn)確性直接影響到礦山的生產(chǎn)和礦山信息化模型的建立，如配礦系統(tǒng)，是根據(jù)地質(zhì)工作提供的礦石品位和后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計進(jìn)行，地質(zhì)工作的不準(zhǔn)確造成礦山全部要邊測邊采，后續(xù)進(jìn)行模型更新及配礦計算，更新工作量較大、有滯后性，不能體現(xiàn)礦山信息化的優(yōu)越性。
2.5礦山信息化基礎(chǔ)薄弱
水泥原料礦山整體設(shè)備相對落后，雖然有些礦山引入信息化元素。如計算機網(wǎng)絡(luò)只是在管理和財務(wù)方面使用。有些礦山使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些相對于信息化建設(shè)是相當(dāng)片面的。
作者：吳光玲劉海衛(wèi)邢利偉李忠元單位：河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院
