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活動鏈接：2013年控制網行業專題---自動化助力礦業向數字化發展

    礦產資源是經濟社會發展的基礎和動力。自建國以來，中國礦業經過半個世紀的快速發展，已建成國有礦山近萬座，集體礦山和其他非國有礦山20多萬座，年開采礦石量超過50億噸，從業人員2100萬。據統計，2011年全國規模以上礦業企業1.68萬個，礦業產值5.86萬億元，占工業總產值的6.94%，中國已躍入世界礦業大國的行列。

   雖然經歷高速發展，但隨著我國能源資源所面臨的問題更加清晰，也就越來越能感覺到既有的增長方式所存在的問題。一方面，受粗放型增長模式和資源依賴型特征局限，我國礦業產能過剩且無法合理利用，根據中國礦業聯合會統計，2012上半年，我國煤炭行業固定資產投資達2100億元，高出全國固定資產投資5%，鋼鐵行業高出8%，有色金屬行業則高出31%，產能過剩問題普遍存在； 另一方面，由于礦業的開采方式和管理方法的落后，安全、節能、效率等問題突出。毫無疑問傳統礦業經濟的發展模式面臨著前所未有的轉型挑戰。

   如何解決一系列問題，中國工程院院士，我國著名礦山工程設計專家于潤滄指出：以遠程遙控和自動化采礦為特點的礦山數字化，將成為未來采礦業的大勢所趨。

   “數字化礦山”即礦山信息化，就是挖掘先進的管理理念，應用先進的信息技術去整合礦山現有的生產、經營、設計、管理，及時地為礦業“三層決策”系統提供準確而有效的數據信息，以便對市場需求做出迅速反應，進而提升礦業管理、組織結構、業務流程的變革和延伸。

   事實上，國際上的一些礦業強國，已經在這一領域進行了成功的嘗試。 在中國，一些現代化程度較高的礦山已經向這個領域邁出了第一步，但目前尚處于初級階段。中國礦山在礦山勘察、規劃、設計、生產、管理、全過程監控等信息化“軟”領域，與發達采礦國家的差距越來越大。

   自20世紀下半葉起，德、英、美、澳等采煤技術先進國家，大力推廣自動化、信息化技術，在井上、井下生產、安全等各環節，對主要設備均實現了子系統自動化生產控制和監測，并采用計算機網絡技術，將所有子系統通過聯網，實現全礦井生產和安全系統的綜合控制、監測和監視，使生產效率大大提高，安全狀況徹底改善，獲得了巨大的效果。國內煤礦數字化的發展過程與國外采煤發達國家相似，走先單機自動化、單個環節的生產過程自動化，再完成全礦井的數字化的發展路線。

   建設數字礦山關鍵技術包括：

   生產調度與監測監控技術

   生產調度系統是煤礦安全生產管理中的重要手段之一。在地面，它是行政通信系統不可缺少的重要補充部分，因為煤礦生產規程中規定，在地面如絞車房、中央變電站等重點部位要安裝行政、生產兩套通信設備，保證在一個系統出現故障，另一個系統能滿足生產的需要。在井下，生產調度通信系統則是主要的通信手段，井下各生產環節的信息主要通過該系統來傳遞。生產調度與過程控制建立在綜合通訊系統平臺上，以實現對人員設備跟蹤定位、設備運行狀態控制以及視頻監視系統和虛擬現實系統，實現對采礦生產調度與過程控制，只有建立了功能完善的生產調度與過程控制系統才可能實現危險作業場所遙控采礦和無人采礦。

   自動化技術和產品將在未來礦業發展中大有所為。未來中國數字化礦山夢想的實現，自動化技術將擔當重任。

   安全監控及環境監測技術

   礦山井下生產過程中，主要的危害有巖體破壞、有毒有害氣體、火災等。因此，必須建立起有效的綜合安全監控與預警系統。礦山綜合安全監控與預警系統采用傳感器采集各種數據，安全檢測系統采用分布式結構，主要由地面監控主機、數據庫服務器、網絡終端、圖形工作站、通信接口、避雷器、系列監控分站、各種傳感器和控制執行器等部分組成。系統顯示畫面采用文本、圖形兼容方式，具有實時多屏顯示功能，實時數據存儲和各種統計數據存儲能力。系統具有自檢功能，可對分站、電源、傳感器、電纜等設備進行診斷，能報警和記錄并自動切斷故障支路。

   礦山綜合通訊技術

   作為生產管理人員、電機車司機、皮帶維護工和其它流動人員的主要通信手段，井下無線通信系統保證了這些人員能夠與生產調度室及時取得聯系。它具有安裝快捷，能在較短時間內形成局部移動通信系統的特點。系統能與礦井行政、生產通信系統實現組網，特別是當井下發生緊急情況時，可為井下提供能及時與地面聯系的工具，對搶險的組織非常有幫助。井下／井上通信系統作為生產調度通信系統的補充在礦井生產安全等方面起重要作用，礦山綜合通訊同一網絡能夠同時傳輸語音、圖像、數據等各種信息，使語音、視頻、數據三網合一。

   國際上隨著實時礦山測量、GPS實時導航與遙控、GIS管理與輔助決策和3DGM的應用，一些大型露天礦山（包括我國的平朔、霍林河礦區）已可在辦公室生成礦床模型、礦山采掘計劃，并與采場設備相聯系，形成動態管理與遙控指揮系統。此外，專家系統、神經網絡、模糊邏輯、自適應模式識別、遺傳算法等人工智能技術、GPS技術、并行計算技術、射頻識別技術以及面向巖石力學問題的全局優化方法、遙感技術等已在智能礦山地質勘探調查與測量、智能礦山設計、智能礦山開采、計劃與控制、礦山災害遙感預報等研究領域得到應用。

   由此可見，自動化技術和產品將在未來礦業發展中大有所為。未來中國數字化礦山夢想的實現，自動化技術將擔當重任。本次專題策劃特別邀請了致力礦業自動化領域的優秀自動化企業，探討自動化技術的礦業的應用與發展。  

   摘自《自動化博覽》2013年1期