在现代化露天矿生产中测量工作的重要性日益显现,测量工作者的任务也在加重。测量工作不仅需要先进的测绘仪器和测绘技术辅助,还需要多种测绘技术联合作业才能方便、快捷、全面有效地完成各项测量任务。文中以霍林河露天矿的测量为例,介绍了GPS-RTK技术与全站仪的基本原理及工作流程,通过实践运用,合理分析GPS与全站仪在大型露天矿区工作中的优缺点,从而取长补短联合作业,实用效果显著。

由于地下开矿活动,破坏矿山地质环境,影响地表稳定性,采用GPS测量技术观测,可有效监测地表位移和沉降。通过基线长度变化,准确反映出地面点平面位移量。在小范围内,利用GPS大地高的变化计算监测点的沉降量。GPS监测技术无需通视、布网灵活,平面位置精度高,在地形复杂矿山变形监测中具有不可替代优势。

针对矿山企业整体电耗控制做出分析及改进方法,计算节电收益等;根据矿山设备基本情况准备用SH16、S9型变压器更换原有SJ、SJL、SL、SL1型变压器,介绍节电原理,分析节能效果;更换原有老化损耗高的输电线路;用新型鼠笼异步电动机更换原有JR、JS绕线式电动机、精确匹配电动机及负载,阐述绕线式电动机和鼠笼式电动机的优缺点;对空压机、通风机、提升机、渣浆泵进行变频改造;通过系列的全面改造措施达到吨矿处理单耗电降低10%左右的目标。

随着矿山企业信息化建设的需要,以密码技术为核心的PKI技术是目前公认的保障网络社会安全的最佳体系,能够很好地为企业提供相对安全和值得依赖的网络环境。通过分析矿山企业的信息安全需求,提出了基于PKI的矿山企业网络安全服务体系结构,并对其核心部分密码服务器进行了详细设计。

总结了当前矿山网络现状;结合矿山物联网的发展目标及未来矿山在信息处理方式上的变化趋势,分析了矿山网络在网络容量、可管理性、密集接入、实时性、智能化、灾后应急通信等方面的发展需求及趋势;提出了扁平化、智能化、资源抽象化等矿山物联网网络设计原则,并对无线传输编码、软件定义网络、流量卸载、边缘计算、网络功能虚拟化、认知无线电、能量捕获、语义网络等关键技术在矿山物联网中的应用和发展需求进行了介绍。

指出矿山物联网云计算与平台技术在矿山物联网系统中起核心支撑作用;介绍了矿山物联网云计算平台的技术目标和主要功能;论述了建设矿山物联网云计算平台的关键技术,包括以云交互数据管道为核心的平台架构、资源智能管控模型及负载均衡算法、任务调度及资源分配策略、矿山实时异构数据交换、控制命令快速编码及批量发送、数据快速提取及批量打包、面向矿山应用的推送等,给出了各技术的研究方法和技术路线,为搭建一个完整、先进、具有普适性的矿山物联网云计算平台奠定了技术基础。

矿山物联网分为感知层、传输层和应用层。目前,感知层主要以现场总线(FCS)控制方式为主。各FCS子系统相对独立,这并不符合矿山物联网从底层进行信息融合的理念。新桥煤矿对此进行了技术改造,按现场总线具有开放性和互操作性的性能,用FCS实现现场各个控制器和仪表设备互联,提高各子系统间的融合程度,实现了智能设备互相感知,即物与物相联,取得了较好的效果。

系统分析了感知矿山物联网与矿山综合自动化的关系及区别,从矿山综合自动化的概念、实施案例出发,讨论矿山综合自动化建设与运行10余年来的成果,并总结了其存在的问题:感知手段传统单一,缺乏泛在感知网络,重硬集成,轻软集成,多学科交叉不够以及标准建设不足等。而感知矿山物联网技术正是解决这些问题的有效方法,提出了矿山物联网建设的主要内容为网络平台、应用平台、3个感知核心内容(人员感知、设备感知、灾害感知)和应用系统4个方面。指出综合自动化是矿山物联网的基础,矿山物联网是综合自动化概念的升华。

分析了目前煤矿综合自动化存在的主要问题,提出需采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策;指出矿山物联网的3层架构决定了矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现为结构性平台和服务性平台;提出矿山物联网的结构性平台应具有开放的感知层平台、开放的主干传输平台以及开放的应用基础平台;根据目前煤矿实际需求,介绍了矿山物联网服务性平台中的分布式监测监控底层服务平台、为第三方提供公共服务的平台、多学科协同工作平台以及云服务平台;最后指出结构性平台可确保服务性平台的有效实施,服务性平台有利于矿山不同专业在同一个公共平台上协同工作,形成一种新的基于物联网的协同工作模式,同时有利于将各种不同的应用服务集成到矿山物联网中,推动矿山安全生产所需服务的专业化发展。

指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要表现在多系统综合应用、感知层开放、应用平台开放和适合构建逻辑子系统等几个方面;分析了感知层、网络层、应用层的关键技术和跨层的公共技术;给出了感知矿山物联网的开放性要求和标准建设。该文对更好地理解感知矿山物联网的建设具有一定的参考价值。