大数据分析在数字化矿山建设中的应用

2022-09-11

在我国能源使用的过程中, 煤炭占有总能源结构的70%左右。在今后很长的时间内, 煤矿依然是非常重要的能源资源, 在我国经济发展以及社会建设的过程中, 有着非常重要的作用。就目前的情况看, 我国有50多处千万吨的煤矿, 120万吨以上的矿井有970处, 煤炭可以保证我国经济的可持续发展。

1 数字化矿山建设现状

大多数的煤矿企业建立了专门的数字化矿山领导小组以及相关的管理部门, 并且在安全以及生产方面投入了大量的资金, 建立了完善的、高速的主干线网络传输系统, 比如GEPON或千兆工业以太网, 为数据传输提供了方便、快捷的渠道;部分矿山企业建立了完善的调度中心, 使用先进的大屏幕显示系统以及高级网络服务器作为储藏设备。部分矿山企业内部安装大量的信息管理软件, 其中使用最多的就是自动化软件以及三维可视化技术, 保证了数据的准确性, 为数据处理提供了更加便捷的方式;部分企业在安全生长的过程中, 使用了大量的传感器以及执行机构, 为了矿山数字化建设提供了良好的基础。

煤矿企业在建设数字化矿山的时候, 并没有加强对数字化平台的应用, 只是将数字化矿山的建设当做是一种门面, 并没有将大数据技术应用数字化矿山建设的过程中。造成这些问题出现的主要原因是:数字化系统管理人员在工作的过程中, 并没有很重视数字化平台中的数据, 并且数字化平台中各种设备都是由专业人员进行检测、养护与管理的。数字化矿山在建设中, 都是由工程师对各种设备进行远程控制, 但是在控制的过程中, 并没有加强对各项设备的优化管理, 导致设备在运行的过程中出现故障。同时, 在建设数字化矿山的时候, 并没有充分使用到大数据技术, 很多企业没有加强对数据平台中数据的分析, 这些数据也没有对企业精细化管理提供帮助。

2 系统架构平台构架

数字化矿山建设系统从下到上主要包含感知层、执行控制层、系统运维层、集中管控层等。

感知层:该层主要包含传感器、移动终端、射频卡、信息执行器、电源以及相关的无线网络传输设备组成的, 大数据技术的使用, 有效地实现了矿山智能化发展, 保证了矿山生产效率以及工作环境的安全性, 在大数据技术使用的过程中, 主要是使用物联网编码体系对矿山设备进行连接, 有效的保证矿山各项设备的使用。

执行控制层;主要是通过分站对系统中感知层设备的信息进行采集与数据处理, 并且通过现场的总控制线将施工现场的数据传输给不同专业的工程师站, 并由这些工作人员对各项信息进行分析, 充分对现场设备进行控制。系统运维层:依托企业主数据与物联编码体系, 根据不同的应用需求和数据特征, 构建监测监控数据中心、空间数据中心、运营管理数据中心, 监测监控数据中心, 实现对安全监测类、生产过程类的数据管理与存储, 空间数据中心实现对地理地测类空间数据的存储, 运营管理数据中心实现对日常业务管理类的存储与管理, 并对集团经营类数据进行抽取、存储与管理。集中管控层:包括综合管控平台与安全生产调度指挥平台。

3 关键技术应用

3.1 转换管理方式和优化平台

第一, 在煤矿企业中, 领导人员应该加强对数字化平台的重视, 保证对各项业务应用责任的划分, 促进各部门对数字化平台的使用效率, 改善数字化平台建设后没有人维护、管理的情况。第二, 需要对各种信息进行分析, 根据各种业务管理部门对信息的要求, 从数据平台上提出数据, 并将这些数据显示在一个界面中, 不要将这些数据放到多个界面之中进行检查, 这样会降低工作效率, 数据控制系统需要使用管理人员输入密码之后登陆使用。再者, 应该把数字化矿山平台做成类似组态软件的可重组信息页面的方式, 保证用户后期可根据实际管理需求重新定制信息页面, 而不需要再通过厂家来实现, 从而实现人性化管理。

3.2 数据分析集成技术

在矿山数字化建设的过程中, 因为数据来自四面八方, 进行数据分析的时候主要是使用Web Services, XML技术进行分析, 并将这些数据分析技术进行集成与融合, 方便对数据的统一整理。然后, 数字化矿山建设需要设置合理的数据仓库, 然后通过数据库对收集的各项数据进行分析、整理, 并将数据信息进行合理的置换, 将相关信息进行匹配, 并对数据结果进行实时的检测与清理。设置统一的格式对私有信息进行处理, 防止出现数据异构或者是互联的情况, 保证数据的类型以及编码实现标准化。在建设数据化矿山工程中, 做到实时数据与空间数据的共享, 有利于对矿山进行可视化与一体化的管理, 方便矿山的建设以及各项数据的检查。

3.3 数字化矿山全域模型

为了有效的提升煤矿企业在市场经济中的竞争力, 我国大部分煤矿企业在数字化矿山建设的过程中, 都引入了综合自动化系统,

摘要：随着全球经济的快速发展, 市场经济日益激烈, 目前新型矿山企业数字化建设逐渐加快, 为了有效的改变企业现状, 提升企业在市场中的竞争力, 保证企业的可持续发展, 矿山企业必须加强数字化矿山的建设。数字化技术可以有效地推动国家“两化融合”的深度表现, 引领矿山企业的发展前线, 数字化技术具有可控制性、可视性、动态等性能, 不仅仅将设备与技术结合在一起, 还有效地促进企业经济的发展, 提升经济效益。

关键词：数字化矿山,建设创新,实践措施