地下采矿生产过程中自动化监控系统的数据采集

吴 军

（中原工学院信息商务学院，河南 郑州 451191）

数据采集可以让地下采矿生产过程中自动化监控的情况可以通过宽带传输，在屏幕上可以显示出来便于采集。自动化检测系统可以紧密联系生产和计划。工作工程中不会再因为测量标记的延误而等待或受阻,也不会因为缺少实时的采矿工作时的时效信息而延误采矿进程。可以明显提高工作效率,让工程办公室对采矿生产过程中的自动化监控成为可能，进而对全程进行有效指挥。监控系统不但可以带来上述明显的直接经济效益，而且还可以间接提高工作效率，带来更大的收益。

1 采矿生产过程一体化系统的构建

（1）生产过程一体化系统所含元素。生产过程一体化系统的构建需要联系矿产信息化规划以及采矿项目的需求，结合企业自身情况和管理技术，按照企业信息建设的规定和相关要求，以技术前卫、调试灵活便利、应用广泛又不乏经济实用的原则，可以对项目信息流形成有效控制[1]。企业在生产过程一体化系统主要涵盖有：地下地质环境检测系统、地下采矿员工考勤定位和联络系统、矿石运输管理系统以及企业信息化管理系统。生产过程一体化系统按照企业内不同机构的职能各不相同，进而在在不同信息管理体系的构建时采取层次分明的逻辑结构，将生产过程一体化系统根据企业内部组织管理模式和不同地区的布局情况来进行多层次的划分，从而可以使大规模信息交流网络的复杂问题分解成为多个比较简单的网络中进行处理。

垂直型多层网络简化了大量信息传递的处理，方便了不同部门对内部信息处理和监控，加快了企业内不同业务的协作和规模化的处理。在企业信息组织管理中，根据不同部门的地域分布，信息传输网络可以垂直分为核心层、聚集层和前端层3个层次。

（2）生产过程一体化系统的目的。生产过程一体化系统的目的是采用网络信息管理的方法，按照相关的网络信息传输的标准，建造一个优秀的互联网信息传递平台，达到信息有效安全传递的目的。并且在这个基础上增强各个部门的联动性，实现图像数据和高品质数据等的通信服务。

根据不同企业机构的地理位置、平面布置以及在信息处理监控过程中的需求，可以多样化的控制数据使其满足企业在对生产数据的实时性需求、管理及时性的要求、数据安全性级别、网络安全性等；生产监控网络与各个控制系统之间经过安全隔离进行互联；利用网络平台对生产控制过程数据信息的集成，使企业经营管理与生产过程控制融为一体，实现数据信息共享、生产监控、生产调度管理、自动化生产办公。

2 自动化监控系统数据的采集

（1）数据采集体系的构建。企业信息一般以垂直的体系结构传输，根据这种信息传输特质可以构建一条垂直层体系信息传输流，采矿生产过程自动化系统处于企业信息流管理体系结构中的中间层。然而在不同的企业信息管理过程中，信息管理体系可能存在差别，以及考虑到企业内部各个部门信息的安全性和信息的多样性，我们又可以将信息传输流分为三个层次，分别为数据采集层、数据集中层和数据应用层。

数据应用层主要用于沟通服务器和各个应用站点，实现数据在各平台的交流共享。其中数据集中层的职能是分析收集到的数据，数据采集层的职能是利用数据缓存的接口实现数据的保存及发布，进行数据的实时掌控达到对数据的有效利用。

（2）数据采集体系各部分职能。①数据采集层：对矿山生产过程中各种器件的信息进行采集，经过分析和处理之后上传到数据集中层。

②数据集中层：数据集中层的主要职能是将收集到的数据进行辨识、处理、存储以及应用，形成一个可以对信息进行有效处理的终端。③数据应用层：在数据收集和数据处理的基础上，生成一个与生产过程紧密联系的功能系统，在该系统内，可以对全平台的数据进行组织、指挥、监控以及管理。

3 在地下采矿过程中进行数据采集的收益

（1）进行数据采集的直接效益。自动化监控系统最大的职能便是可以有效的降低测量过程中的费用，其中含有地面勘测以及航测。自动化监控系统并不会彻底消除人工测量，只会减少甚至避免人工测量时产生的误差。测量工作的减少量和地下采矿设备数量有着密切关系并且可以使测量人员去做灵活需要人工经验的工作。以及其他费用的节省在于工程队成员的数量以及他们资历经验的丰富程度。根据研究表明，一个大规模的矿山在这个项目上可以节约60万元人民币以上。并且,倘若有足够的矿山设备装有这个监控系统,那么,整个项目每年可节约下来的航测费用可达十多万元。有时在极端的天气条件下，航测的精度也会受到影响，从而延误了测量时间也拉低了测量数据的品质，因为其中存在大量的盲点无法测量。虽然上述各方面的费用降低是自动化监控系统的重要方面，但是这个系统在常规的人工测量以及地质矿石的勘测过程中仍可以发挥很大功效，可以带来更大的收益。

（2）数据采集带来的间接受益。进行数据采集可以实时对位置监控和地形显示系统的运作展开管控，能有效地加强在作业过程中对矿石信息的控制。在具体作业情景下，因为天气原因以及距离或标记不清等原因,操作者对矿体边界的标记分辨不清具体位置,他们必须依靠经验估计实际边界位置。不但如此，操作者还得记住各种物料的拉运车辆以及目标地点。大量琐碎的记忆工作，在经过长时间的工作和外界信息扰乱之后，操作者判断出现差错的概率会显著增加。

就像前文提到的,自动化监控系统通过不同于常规的操作，对矿石控制的数据实行不断更新的办法，使矿体和岩石块段的具体信息可以直接在驾驶室中完整显示，而不用依赖人工实际测量标记。

一旦避免了测量人员对矿石数据进行高负荷长时间的测量，就不再会有矿石因为标记不明而被当作废石处理。并且利用上空俯视的功能可以使操作者的挖掘更急精准，减少了采矿过程中的失贫化，特别是地处复杂地形的接触地带。自动化监控系统将采矿精准程度提到了一个更高的层次，为公司带来更大的收益。

4 结语

地下采矿生产过程中自动化监控系统的数据采集的直接效益是使测量费用更低，潜在的效益取决于工人的能力和数量。并且进行数据采集还可以增强对矿石的控制，矿石结构在驾驶室里显示,而不依靠人工测量标记，有效避免了人工成本和误差。