CN113391605A - 基于数字矿山技术的自动化采矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于数字矿山技术的自动化采矿方法，自动化采矿方法通过生产调度控制中心的生产管理***和生产数据采集***分别对矿山采矿过程的各个环节进行远程控制和在线监测，所述生产管理***包括采矿设备管理***、数字化运维***和矿区事故预警管理模块，本发明设有生产管理***和生产数据采集***分别对矿区生产进行管理和生产数据进行检测，同时数字化运维***在矿区三维数据虚拟模型的基础上进行三维运维工作，通过三维数据虚拟模型在巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元和仿真培训单元对运维进行辅助，有效减少了运维的成本和运维的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种采矿方法，特别涉及基于数字矿山技术的自动化采矿方法，属于数字采矿技术领域。
背景技术
数字矿山应是以矿山空间数据库为中心，以建立三维空间仿真模型为纽带，是空间信息技术，网络技术及可视化技术在矿山企业综合应用的集中体现，它将整个矿山***组建成一个庞大的网络***，网络的节点即各个信息监测点，终端是智能控制中心(综合信息平台)，其可以有效利用数字化的方式，对环境进行监测和监视，对生产空间的信息进行采集，并运用相关数值软件，根据所采集的数字信息建立各种分析模型，然后利用这些模型对现场反馈的信息进行加工处理，综合考虑各种因素，做出迅速准确的反应，并将结果以指令的方式传达到现场，化解生产过程中的不利因素或危险，将生产过程调整到最佳状态，并向着正确的方向引导，预测潜在的危险，防止灾害事故发生，降低风险，保障人员安全鸣。
现有自动化采矿方法各***孤岛问题制约矿山信息化管理，维护时不能充分利用三维建模下的矿区数据进行维护和检测，增加了维护成本。
发明内容
本发明的目的在于提供基于数字矿山技术的自动化采矿方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于数字矿山技术的自动化采矿方法，所述自动化采矿方法通过生产调度控制中心的生产管理***和生产数据采集***分别对矿山采矿过程的各个环节进行远程控制和在线监测，所述生产管理***包括采矿设备管理***、数字化运维***和矿区事故预警管理模块，其中，
采矿设备管理***：对采矿区域工作设备进行自动化监测和管理；
数字化运维***：对矿区I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训；
矿区事故预警管理***：对矿区安全生产进行检测预警分析。
作为本发明的一种优选技术方案，所述采矿设备管理***包括自动化铲运机模块，所述自动化铲运机模块包括以下单元：铲运机门禁控制***单元、操作站单元、铲运机网络通讯单元和自动化铲运机单元，其中，
铲运机门禁控制单元：铲运机门禁控制单元是用于控制人员和设备进入自动化运行区域的屏障，铲运机门禁控制单元内设的光栅门禁***确保外界因素打破该***后自动化铲运机单元能自动停止工作；
操作站单元：操作站单元用于操作人员控制自动化铲运机单及查看用户地图界面，且操作站单元设置于移动面包车内，在采场外进行远程操作控制；
铲运机网络通讯单元：铲运机网络通讯单元为操作站单元与自动化铲运机单元间提供无线网络连接；
自动化铲运机单元：自动化铲运机单元通过操作站单元进行远程控制操作，从而进行矿物运输工作。
作为本发明的一种优选技术方案，所述自动化铲运机单元内置GPS导航***、视频监控***和门禁识别***，且所述门禁识别***与铲运机门禁控制单元相配合，实现制动门禁控制。
作为本发明的一种优选技术方案，所述数字化运维***基于矿区数字化三维建模开发，包括巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元和仿真培训单元，其中，
巡视单元，对矿区设备巡视过程进行指导以及对巡视数据进行收集，巡检路线与三维矿区指示路线实时同步，且巡检图像和其他信息实时传输接受和储存至巡视数据库中；
运行分析单元，运行分析单元与巡视数据库链接，对矿区运维数据进行调取并分析，实现矿区全息全景动态3D报表展现，从而评价设备运行状态；
缺陷与故障管理单元，通过矿区设备远程协同诊断***，对矿区关键设备进行远方协同诊断，结合I、II区巡视数据，实现远方协同巡视诊断，发现设备缺陷及隐患；
仿真培训单元，通过AR技术，进行现场运行检修的步骤模拟、仿真，以及设备内部结构仿真、讲解。
作为本发明的一种优选技术方案，所述巡视单元可通过人工巡视、摄像头巡视和智能巡视机器人对矿区I区和II区进行综合巡视。
作为本发明的一种优选技术方案，所述矿区事故预警管理***包括预警分析部分和预控对策部分，其中，
预警分析部分，对各种诱发事故的征兆进行辨识、诊断与评价，并及时做出警示；
预控对策部分，对事故征兆的不良趋势进行矫正、避防与控制。
作为本发明的一种优选技术方案，预警分析部分包括运行监测单元、危险点辨识单元、事故诊断单元和评价单元，其中，
运行监测单元，运行监测是针对矿区内部地质动态、操作监盘人员行为及矿区安全生产管理的过程监测与信息处理；
危险点辨识单元，通过对监测信息的分析，辨识矿区“安全生产活动中引发事故的各类危险征兆和事故诱因，主要任务是分析并识别可能发生事故危险的地点、部位、场所、设备和行为动作等，并判断其所处的状态，在必要时准确报警；
事故诊断单元，事故诊断是对处于瞥戒和危机状态的评价指标进行判断，分析已被识别的各种事故危险点的成因、过程和发展趋势，指明危险性和危害性最大的事故因素，明确事故的类型；
评价单元，对矿区事故征兆的不良后果所产生的损失性进行评价。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明基于数字矿山技术的自动化采矿方法，设有生产管理***和生产数据采集***分别对矿区生产进行管理和生产数据进行检测，同时数字化运维***在矿区三维数据虚拟模型的基础上进行三维运维工作，通过三维数据虚拟模型在巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元和仿真培训单元对运维进行辅助，有效减少了运维的成本和运维的工作效率，同时铲运机通过铲运机门禁控制***单元、操作站单元和铲运机网络通讯单元对铲运车进行自动化生产控制，提升采矿安全性和采矿效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的数字化运维***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供了基于数字矿山技术的自动化采矿方法的技术方案：基于数字矿山技术的自动化采矿方法，自动化采矿方法通过生产调度控制中心的生产管理***和生产数据采集***分别对矿山采矿过程的各个环节进行远程控制和在线监测，所述生产管理***包括采矿设备管理***、数字化运维***和矿区事故预警管理***，其中，
采矿设备管理***：对采矿区域工作设备进行自动化监测和管理；
数字化运维***：对矿区I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训；
矿区事故预警管理***：对矿区安全生产进行检测预警分析。
采矿设备管理***包括自动化铲运机模块，所述自动化铲运机模块包括以下单元：铲运机门禁控制***单元、操作站单元、铲运机网络通讯单元和自动化铲运机单元，其中，
铲运机门禁控制单元：铲运机门禁控制单元是用于控制人员和设备进入自动化运行区域的屏障，铲运机门禁控制单元内设的光栅门禁***确保外界因素打破该***后自动化铲运机单元能自动停止工作；
操作站单元：操作站单元用于操作人员控制自动化铲运机单及查看用户地图界面，且操作站单元设置于移动面包车内，在采场外进行远程操作控制；
具体的，操作站单元设有两个液晶显示面板，其中一个面板显示自动化铲运机单元的工作环境情况、发动机转速、运行速度和油料情况、铲斗和大臂的情况、铲斗相对于巷道底板的情况、铲运机横向和纵向的倾角，并根据液晶显示面板数据来判断自动化铲运机单元的工作稳定性，其中另一个液晶显示面板显示自动化铲运机单元在整个采矿过程中所处的实时位置，同时可以设置工作稳定性的最小值，当其低于该值时意味着铲运机可能有发生倾覆的危险，铲运机将自动停止运行；
铲运机网络通讯单元：铲运机网络通讯单元为操作站单元与自动化铲运机单元间提供无线网络连接；
自动化铲运机单元：自动化铲运机单元通过操作站单元进行远程控制操作，从而进行矿物运输工作。
自动化铲运机单元内置GPS导航***、视频监控***和门禁识别***，且所述门禁识别***与铲运机门禁控制单元相配合，实现制动门禁控制。
数字化运维***基于矿区数字化三维建模开发，包括巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元和仿真培训单元，其中，
巡视单元，对矿区设备巡视过程进行指导以及对巡视数据进行收集，巡检路线与三维矿区指示路线实时同步，且巡检图像和其他信息实时传输接受和储存至巡视数据库中；
运行分析单元，运行分析单元与巡视数据库链接，对矿区运维数据进行调取并分析，实现矿区全息全景动态3D报表展现，从而评价设备运行状态；
缺陷与故障管理单元，通过矿区设备远程协同诊断***，对矿区关键设备进行远方协同诊断，结合I、II区巡视数据，实现远方协同巡视诊断，发现设备缺陷及隐患；
仿真培训单元，通过AR技术，进行现场运行检修的步骤模拟、仿真，以及设备内部结构仿真、讲解。
巡视单元可通过人工巡视、摄像头巡视和智能巡视机器人对矿区I区和II区进行综合巡视。
矿区事故预警管理***包括预警分析部分和预控对策部分，其中，
预警分析部分，对各种诱发事故的征兆进行辨识、诊断与评价，并及时做出警示；
预控对策部分，对事故征兆的不良趋势进行矫正、避防与控制。
预警分析部分包括运行监测单元、危险点辨识单元、事故诊断单元和评价单元，其中，
运行监测单元，运行监测是针对矿区内部地质动态、操作监盘人员行为及矿区安全生产管理的过程监测与信息处理；
危险点辨识单元，通过对监测信息的分析，辨识矿区“安全生产活动中引发事故的各类危险征兆和事故诱因，主要任务是分析并识别可能发生事故危险的地点、部位、场所、设备和行为动作等，并判断其所处的状态，在必要时准确报警；
事故诊断单元，事故诊断是对处于瞥戒和危机状态的评价指标进行判断，分析已被识别的各种事故危险点的成因、过程和发展趋势，指明危险性和危害性最大的事故因素，明确事故的类型；
评价单元，对矿区事故征兆的不良后果所产生的损失性进行评价。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.基于数字矿山技术的自动化采矿方法，其特征在于，所述自动化采矿方法通过生产调度控制中心的生产管理***和生产数据采集***分别对矿山采矿过程的各个环节进行远程控制和在线监测，所述生产管理***包括采矿设备管理***、数字化运维***和矿区事故预警管理***，其中，
采矿设备管理***：对采矿区域工作设备进行自动化监测和管理；
数字化运维***：对矿区I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训；
矿区事故预警管理***：对矿区安全生产进行检测预警分析。
2.根据权利要求1所述的基于数字矿山技术的自动化采矿方法，其特征在于：所述采矿设备管理***包括自动化铲运机模块，所述自动化铲运机模块包括以下单元：铲运机门禁控制***单元、操作站单元、铲运机网络通讯单元和自动化铲运机单元，其中，
铲运机门禁控制单元：铲运机门禁控制单元是用于控制人员和设备进入自动化运行区域的屏障，铲运机门禁控制单元内设的光栅门禁***确保外界因素打破该***后自动化铲运机单元能自动停止工作；
操作站单元：操作站单元用于操作人员控制自动化铲运机单及查看用户地图界面，且操作站单元设置于移动面包车内，在采场外进行远程操作控制；
铲运机网络通讯单元：铲运机网络通讯单元为操作站单元与自动化铲运机单元间提供无线网络连接；
自动化铲运机单元：自动化铲运机单元通过操作站单元进行远程控制操作，从而进行矿物运输工作。
3.根据权利要求1所述的基于数字矿山技术的自动化采矿方法，其特征在于：所述自动化铲运机单元内置GPS导航***、视频监控***和门禁识别***，且所述门禁识别***与铲运机门禁控制单元相配合，实现制动门禁控制。
4.根据权利要求1所述的基于数字矿山技术的自动化采矿方法，其特征在于：所述数字化运维***基于矿区数字化三维建模开发，包括巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元和仿真培训单元，其中，
巡视单元，对矿区设备巡视过程进行指导以及对巡视数据进行收集，巡检路线与三维矿区指示路线实时同步，且巡检图像和其他信息实时传输接受和储存至巡视数据库中；
运行分析单元，运行分析单元与巡视数据库链接，对矿区运维数据进行调取并分析，实现矿区全息全景动态3D报表展现，从而评价设备运行状态；
缺陷与故障管理单元，通过矿区设备远程协同诊断***，对矿区关键设备进行远方协同诊断，结合I、II区巡视数据，实现远方协同巡视诊断，发现设备缺陷及隐患；
仿真培训单元，通过AR技术，进行现场运行检修的步骤模拟、仿真，以及设备内部结构仿真、讲解。
5.根据权利要求1所述的基于数字矿山技术的自动化采矿方法，其特征在于：所述巡视单元可通过人工巡视、摄像头巡视和智能巡视机器人对矿区I区和II区进行综合巡视。
6.根据权利要求1所述的基于数字矿山技术的自动化采矿方法，其特征在于：所述矿区事故预警管理***包括预警分析部分和预控对策部分，其中，
预警分析部分，对各种诱发事故的征兆进行辨识、诊断与评价，并及时做出警示；
预控对策部分，对事故征兆的不良趋势进行矫正、避防与控制。
7.根据权利要求6所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：预警分析部分包括运行监测单元、危险点辨识单元、事故诊断单元和评价单元，其中，
运行监测单元，运行监测是针对矿区内部地质动态、操作监盘人员行为及矿区安全生产管理的过程监测与信息处理；
危险点辨识单元，通过对监测信息的分析，辨识矿区“安全生产活动中引发事故的各类危险征兆和事故诱因，主要任务是分析并识别可能发生事故危险的地点、部位、场所、设备和行为动作等，并判断其所处的状态，在必要时准确报警；
事故诊断单元，事故诊断是对处于瞥戒和危机状态的评价指标进行判断，分析已被识别的各种事故危险点的成因、过程和发展趋势，指明危险性和危害性最大的事故因素，明确事故的类型；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210914 |