锡林郭勒盟山金白音呼布矿业有限公司 内蒙古锡林郭勒 026300
摘要：智慧矿山建设代表着先进生产力的发展方向，是实现矿山工业高质量发展的重要支撑，已经在矿山行业形成广泛共识。智慧矿山是基于现代智慧理念，将物联网、大数据、人工智能、机器人、智能装备、5G等与现代矿山开发利用深度融合，形成矿山全面感知、实时互联、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，全面打通“人、机、环、管”之间的障碍，实现矿井开拓、采掘、安全、运输、通风、洗选、经营管理、绿色环保等全过程智能化运行我国对智慧矿山的研究相对较晚，经历了人力矿山、机械矿山、数字矿山、感知矿山的不同阶段，目前正在向智能矿山、无人矿山迈进，但是当前智能化水平还相对较低。由于我国煤炭开采以井工开采为主，占到80%左右，地质条件复杂、开采装备系统庞大、作业环境较差，属于劳动密集型行业，对智能化、无人化开采有着天然的需求。因此，加快建设煤炭行业智慧矿山，实现高质量发展具有重要意义。基于此，本篇文章对设备管理系统在智慧矿山中的应用进行研究，以供参考。
关键词：设备管理系统；智慧矿山；应用与研究
引言
设备管理系统为矿山开采技术的发展提供更强大的动力。使矿山开采具有更高效、更丰富的管理手段、更多的信息获取，从而提高矿山生产管理的时效性和准确性，提高资源优化配置水平，促进矿山的持续发展。
1智慧矿山的相关概述
智慧矿山这一词语应运而生，其主要是对职业健康与安全、生产、后勤保障、技术等进行高速处理、自动分析和主动感知的无人矿山。智慧矿山系统主要有四大部分构成，一是智慧职业健康与安全系统；二是后勤保障系统；三是智慧生产系统；四是智慧技术。不同系统所发挥的作用也具有差异性。在智慧矿山系统中，智慧职业健康和智慧生产系统属于最基本的框架相对数字化矿山、自动化矿山而言，智慧矿山更加先进，是新时代的产物，也是矿山开采行业日后发展的主要方向之一。
2技术方面存在的问题
1)装备智能化、稳定性程度需进一步提高。目前，我国采掘装备在感知层、装备层、系统层、执行层4个层面上的稳定性、可靠性均存在一定的限制，实际应用问题较多，日常维护量较大，影响矿山采掘智能化开采的效果。主要表现在:成套装备与地质模型空间位置耦合困难、工作面巡检机器人避障困难、现有装备未实现故障自诊断及采集数据的大数据分析整合。2)数据传输能力不足，传感精度较差。一是矿山井下设备传感器数量少，可靠性低，抗干扰能力差，且传感器只能采集数据，不能分析数据，加大了数据传输带宽的负荷，从而导致数据传输较差;二是由于当前矿山网络互通带宽、速率、实时性等通讯技术建设相对滞后，无法达到传输高清视频等大数据量的要求，不能实现即时大规模互联，而且大数据分析的结果也不能及时对设备进行控制，从而影响视频驱动智能化开采的效果;三是受有线、无线网络布置的限制，煤矿仅传输综采设备、矿压、瓦斯、水、火等关键节点的极少数据，点位较少，且各个监控系统独立，传输时间间隔较长，影响矿山监控数据传感精度和可靠性。
3设备管理系统在智慧矿山中的应用与研究
3.1设备使用计划管理
设备使用计划作为设备采购的前置环节，只有准确掌握矿山的资金和设备使用情况，才能给出设备采购的具体方案，这也是矿山设备计算机网络管理系统的重要内容之一。结合上文中对设备使用计划的分析，其具体的运行方法为：①矿山根据实际情况来确定开采方案和年度开采计划；②由系统结合开采方案自动生成设备使用数量、设备运行状态、设备维修数量等使用计划；③更新开采情况，反复检查并确定最终的设备年度使用计划；④系统以年度计划为依据，细化为月度开采计划和设备使用计划；⑤结合设备使用状态的变化结果，由系统调整月度计划，并做好年度计划的同步更新；⑥确定最终的月度设备使用计划，开始下一环节的系统处理。
3.2设备库房管理
对矿山设备的库房管理，不仅涵盖了既有矿山设备应用数量的统计、新矿山设备的采购入库登记，还包括了设备报废后的库房库存调整，是对于设备使用计划确定的重要参考数据。在矿山设备计算机网络管理系统当中，设备库房入库是由计算机完成数据录入、数量及型号核对、设备档案更新以及设备编码等工作，使得每一台煤矿设备在管理系统当中都清晰、明确且一一对应的身份和来路。这也就便于规范设备维修和采购计划，使得设备库房的管理更加简洁。此后，矿山设备的领用也是由管理系统结合审批单据进行处理，在系统中反映设备的去向。最后，当矿山设备报废之后，就是针对报废单据将报废的设备在系统中进行单独处理以及替代设备信息填充，完美完成矿山设备从生到死的全部流程。
3.3智能网关设计
在多种合作模式下，各类产品之间的技术栈、通信协议和数据格式缺乏统一标准，各子系统之间无法进行有效互通，这为各子系统的数据接入带来极大的阻力。将矿山数据标准化统一接入智能网关，能极大程度的简化了数据接入的这个“痛点”和“难点”。智能网关技术包括矿山各类智能设备、传感器的协议解析、各类信息化系统的数据接入、数据标准化输出等关键技术。具备的相关功能如下：（1）支持适配工业数据协议：OPCDA、OPCUA、Modbus、OSIsoftPI等。（2）支持应用层/传输协议：HTTP、FTP、AMQP、TCP、UDP等。（3）数据库支持：所有关系行数据库以及流行的非关系行数据库。（4）数据格式的转换：支持csv、json、xml以及自定义格式的转换。（5）支持JavaScript脚本的执行与编辑。（6）支持节点编辑（7）可以在任意节点查看输出结果。
3.4设计协同平台
当前，矿山各科室，如地质、测量、通风、机电、采掘、技术等科室均是通过相互拷贝图形、定期生成交换图或ftp共享图形的方式来实现图形文件的交换与共享，致使出现信息不全，更新不及时等情况，导致效率低下。因此，有必要在整个智慧矿山建立过程中，设计一套设计协同平台。设计协同平台是以GIM时空“一张图”，采用一个数据中心（空间数据中心）、一个事务处理平台（内置数据存储、数据管理、上传下载、冲突管理、数据订阅、数据发布、版本管理、权限管理等于一体的协作平台）为设计基础，实现矿井各专业信息统一管理和动态更新。设计协同平台将提供包括空间数据管理、权限管理、专题图层管理、数据订阅与发布等内置功能，为各专业科室的图形数据上传、下载更新、数据共享、版本控制等提供的协同工具。
结束语
对于采矿业从业者来说，要逐步走上科技含量高、经济效益好、充分利用矿产资源、绿色化矿山、技术型人才得到充分发挥的新型工业化之路，智能化是其发展的必然趋势。面对这个趋势，采矿人要与时俱进，学以致用，充分发挥数字化矿山的优势，解决困扰我们实际生产中的各种顽疾，合理有效地用好每一份矿产资源。
参考文献
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