安徽开发矿业信息化建设分析

【前言】安徽开发矿业信息化建设分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。（2）全面了解各个业务部门的职能、工作流程及业务部门间的逻辑关系。 （3）发现ERP系统存在的问题，以及系统外各业务部门工作的问题和需求。 （4）了解生产自动化数据、管理信息化数据、非结构化数据的来源和走向。 （5）确定哪些数据可以采集，以及将各类数据进行整...

摘 要：安徽开发矿业是五矿矿业目前信息化建设程度较高的矿山，已经建社了较多的自控系统和信息系统，而各个信息系统目前处于“信息孤岛”状态，为了全面了解安徽开发矿业的信息化建设及采选工艺流程，为了将各类信息进行整合、共享，完成对安全、生产、管理的实时监管以及为领导层提供决策支持，我们对安徽开发矿业进行了调研。

关键词：矿山信息化 可持续化 生产工艺

中图分类号：F270.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0080-04

1 调研主旨

（1）学习了解安徽开发矿业的生产工艺流程、自动化控制系统的设计原理。

（2）全面了解各个业务部门的职能、工作流程及业务部门间的逻辑关系。

（3）发现ERP系统存在的问题，以及系统外各业务部门工作的问题和需求。

（4）了解生产自动化数据、管理信息化数据、非结构化数据的来源和走向。

（5）确定哪些数据可以采集，以及将各类数据进行整合的策略和工具。

2 调研流程

按照铁矿石生产过程这条主线，从采矿工艺流程开始，由底向上的方向开始学习和调研，图1为安徽开发矿业矿山信息化架构图。

3 调研内容

3.1 采、选工艺流程

（1）开拓。从地表掘进一系列井巷工程通达矿体，以形成提升、运输、通风、供水、排水、供配电、供气、充填等工程。

（2）采准。在开拓工程完成的基础上，在-325～-375 m水平掘进沿脉巷、凿岩巷、切巷、切井。在-400 m水平掘进沿脉巷、出矿巷、出矿进路、受矿巷。

（3）中深孔。采准工程完成后进行中深孔施工，介于浅孔爆破与深孔爆破之间的以专用钻凿设备钻孔作为炸药包埋藏空间的一种爆破作业，其直孔径一般为50～350 mm，孔深为5～20 m。

（4）爆破。中孔施工结束后从上向下进行爆破，即从-325 m水平开始爆破，然后-350 m，-375 m，-400 m，每个水平留出4～5排的一个台阶。

（5）出矿。-375 m水平以采用松动出矿，出1/3矿。采场拉透后从-400 m水平集中出矿。

（6）运输。-425 m水平通过信集闭系统调度机车，到指定地点接矿，然后机车将矿石卸载到指定的溜井中。

（7）提升。安徽开发矿业采用立井提升系统，以箕斗作为提升容器，一个箕斗在井底矿仓自动装载后，被提升到地面卸载；另一箕斗由地面下降到井下矿仓处装矿。提升机用缠绕卷筒式或多绳摩擦轮式，这种提升系统主要用作大、中型矿井的主井提升。

（8）选矿。选矿的目的是提高矿石品位。包括以下3个工艺过程：破碎、磨矿、选别。其中，破碎又分为粗破、中破和细破；选别依方式不同可分为磁选、重选、浮选；选矿方法：重选、磁选、浮选；选矿后的产品：精矿、中矿和尾矿。选矿流程如下。

①分选前的准备作业。包括对原矿的破碎、洗矿、预选抛废岩石、筛分、磨矿、分级等工序作业。该过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离，使各种有用矿物相互间单体解离，此外，这一过程还为下一步的选矿分离创造适宜的条件。

②选别作业。借助于重选、磁选、浮选的选矿方法将有用矿物同脉石分离，并使有用矿物相互分离获得最终选矿产品（精矿、尾矿）。

③选后产品的处理作业。包括各种精矿、尾矿产品的脱水，细粒物料的沉淀浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。

（9）排尾。将尾矿排放到尾矿库的过程。

（10）排水。李楼和吴集共用一个水仓，设在李楼-525 m水平，-525 m水平以上的水通过巷道和泄水井自流到-525 m水仓，再由水泵直接排到地表。

（11）充填。将选矿排放的尾矿砂经尾矿库短暂沉淀后，利用砂浆泵管道进入充填砂仓中，为防止沉淀压仓，采用空压机供风使其滚动保持浆状，然后通过砂仓下部管道上调节阀控制其流量，再配以另一个搅固粉仓中一定比例的搅固粉，加合适的水分，利用双轴搅拌机进行混匀搅拌，最后在高速搅拌机的作用下进入填充管道，直接下到井下作业面进行充填。

3.2 六大安全系统

（1）监测监控。监测监控系统的功能有：一是“测”，即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等；二是“控”，即根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、执行机构等。安徽开发矿业环境监控系统采用的是重庆煤科院产品，采用SQL2008数据库进行数据存储，整套环境监测系统由监控分站、传感器、传输线路、服务器、监控软件组成。

（2）通信联络。安徽开发矿业采用的是镁思锑科技中国有限公司生产的人员定位和无线通讯二合一系统。无线通讯均采用WiFi技术方式，无频段冲突，实现井下人员的精确定位和通信畅通。该无线通信系统是基于SIP协议，并搭建了相关服务器，负责建立网络中所有的SIP电话通话，如该SIP服务出现问题，则整个无线通信将无法正常使用。

（3）人员定位。井下人员及设备定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一w的综合性运用系统。安徽开发矿业人员定位系统采用的是镁思锑科技中国有限公司综合通信ImPact矿用通信系统。数据库为PostgreSQL。基于稳定且安全的LUNIX系统开发，基于WEB页面方式浏览，系统采用二维界面展现井下各水平地图。

（4）紧急避险。安徽开发矿业井下设有避灾硐室，其中有供氧、供水、气体检测、通讯等硬件设备。

（5）压风自救。为了保证井下人员安全，安徽开发矿业井下设置压风自救系统。在矿山发生灾变时，压风系统即为自救系统，为井下提供新鲜风流的系统，包括空气压缩机、送气管路、三通及阀门、油水分离器、压风自救装置等。

（6）供水施救。在矿井发生灾变时，为井下重点区域提供饮用水的系统，包含清洁水源、供水管网、饮用水的系统。安徽开发矿业设有供水施救系统，硬件设施主要是由管线组成。

3.3 自动控制系统

安徽开发矿业的自动控制系统有信集闭系统、轨道衡计量、汽车衡计量、提升系统、井下风机远程检测系统、李楼-525 m变电所电力系统（未整合在一体化平台）等。一体化综合平台将110 kV电力系统数据、选矿系统数据、提升系统数据进行实时采集，界面采用模拟画面，模拟整个工艺流程，动态显示主要设备的电流、速度、温度、液位等动态参数。

（1）信集闭。信集闭系统安装在李楼-425 m信集闭硐室，其功能是实现矿车的远程遥控。在调度室终端显示台，调度员根据溜井的实时矿量，通过系统下达指令，系统自动实现道岔分合，控制红绿灯，安排机车到指定的地点装矿，并将矿石卸载到指定的溜井中。调度员可以随时掌握各个矿车的位置、行驶状况。

现状：目前调度室每日三班手工填报“运输车间生产情况台账”表（表样以后要改），_账里只填报三班的川脉号、车数、吨数。

（2）轨道衡。轨道衡计量系统安装在李楼-425 m水平调度室，数据库为SQL2000，实现对原矿石的自动称重，计量人员在显示台远程监控。软件系统内部设定每节空车的具体重量和车辆标示H001，当载矿矿车驶过称台，计量软件会通过每节矿车的称重峰值自动记录矿车重量，通过与设定的空车重量对比，计算出每节矿车实际运载矿石重量，并统计出单趟运输总重量，系统同时支持报表查询等功能。

现状问题。空车来回拉矿石，矿石不可避免的会在空车上有残留，而系统空车重量是设定不变的，所以，在统计原矿运输量时会存在误差；轨道衡系统数据独立存储，未和其他系统创建接口，所以，数据上报都由人工来完成。

（3）汽车衡。安徽开发矿业汽车衡采用托利多称重系统，采用SQL2000数据库实现数据统一管理，系统具有完整报表查询功能并支持报表打印和导出，汽车衡地磅均为150 t地磅，安徽开发矿业东门汽车衡配备有2套称重软件和2套称重称台，安徽开发矿业新东门汽车衡同样也是采用托利多称重软件，跟东门汽车衡实现联网，数据共享，整个安徽开发矿业汽车衡系统设计可实现铁精粉运销的自动计量、出票。

现状问题。该系统是内部独立网络，并未与工业环网和办公网络相连接，称重数据并未进行整合；称重系统在记录车辆空车信息时，并非读卡扫描车辆信息，而是通过人工输入的方式。

3.4 生产执行系统

安徽开发矿业的生产执行系统有750联合选厂、主井提升系统、数据的采集、生产数据报表等。

（1）选矿系统。此系统实时数据已集成在一体化平台，具备实时在线监测现场工况功能，并提供设备开停的事件查询功能。

（2）主井提升系统：此系统实时数据已集成在一体化平台，可以在监控室实时在线监测现场功能，并提供实时报警与历史记录的查询功能，以及模拟量实时显示、历史数据的趋势分析等功能。提升系统包括1#主井提升、2#主井提升、3#主井提升、联合副井提升系统、南风井提升系统。

问题现状：实时服务器（iHyperDB）有数据转储的功能，可以将数据导出到关系型数据库，但是有500多个点，怎样与上位机数据库字段一一匹配，工作量很大。

（3）数据的采集。目前可以采集到数据的系统或设备有：运输（轨道衡、汽车衡）、监测监控系统、人员定位、提升系统、选矿系统、110 kV变电系统、通风系统。

问题现状：提升系统、选矿系统、110 kV变电系统已在一体化平台实现数据整合和共享，其他系统和设备的数据只是独立存储；数据的自动采集只是涉及到提升和选矿，采场环节数据未实现自动采集。

解决方法：宝信实时服务器（iHyperDB）可以通过配置OPC，采集设备的运行数据。

3.5 信息管理系统

（1）应用系统现状。目前信息管理系统已上线运行的有：安全、财务、采购、工程、销售、人力管理模块，办公自动化系统。其中现ERP系统已集成财务、采购、工程、销售、人力管理模块，生产管理和设备管理等未在ERP系统实现；安全管理方面正在使用的系统有安全隐患排查系统、在线考试系统、尾矿库在线检测系统。

（2）目前存在的问题。只是在ERP系统里集成的5个管理模块，可以给管理者提供决策帮助的应用模块少之又少，所以可拓展的空间很大，如设备运行管理、经营管理、专家决策支持系统等等。

4 组织结构和业务职能

（1）采矿事业部业务职能。

①采矿生产计划技术科。完成采矿工艺过程中产生的报表统计。

现状：数据报表全部是人工录入，效率低；会产生数据滞后，导致上报的数据会有不实的情况。

②采矿机动科。主要负责管理物资、炸药、搅固粉等出、入库的手续；负责提升、通风、排水、无轨移动设备、供电、运输、充填设备系统的运行管理；设备的档案资料、技术革新的管理。

问题现状有：现在没有一套系统可实现查询出对每台设备运行、维修记录统计的报表、每周五做统计的功能；系统设计可以与生产技术接口，避免设备数据与调度数据不符，两部门相互指责，职责不明的情况发生；添加设备维修的提醒功能。

③采矿安全科。主要负责（井下）安全检查（日常常规的检查）、培训、安全费的管理；安全检查完后，登入“安全隐患排查系统”，录入隐患信息。

④采矿成本科。负责生产（材料、备件、设备等）、维简工程的结算。

⑤经营预算科。负责工资结算。

（2）选矿事业部业务职能。

①选矿生产计划技术科：主要负责维简项目工程的预算、设计、开工、状态跟踪、沟通等管理。负责的工程项目有三类：安措、技措以及其他。

②选矿机动科。负责设备、能源、资产、物资的管理。

③选矿安全科。负责地表的工程、日常安全检查、职工劳保、安全教育培训等管理。建议做“风险辨识系统”下放到班组级，能够对风险提供预警告知的主要功能。

④选矿成本科。负责对车间的预算分解及落实。

现状问题：目前因为怕供货不及时，有多领的现象，所以会出现领用的材料用在设备上数量不符的现象发生。

⑤经营预算科。负责地表预结算、业绩考核、运营分析。

现状问题：感到工作繁琐、重复性的上报安全科、技术科等其他科室，有数据重复传递的现象，以及会出现数据传递不统一的问题。

（3）财务部。负责物资采购部分流程的操作、工程类挂账、其他务入账的业务操作。

（4）销售科。负责由运销公司、财务部签订年度/月度销售合同。

现状问题：目前销售数据与生产数据没有太大的联系，如果能掌握生产品位的数据，在谈价格时，才会心中有谱，对销售质量的异议起到很好的作用。

5 信息化难点分析和解决方案

（1）采选工艺层面。采、选工艺流程中，只有运输、提升、选矿这3个环节实现了数据自动采集和共享，其他工艺环节以手工填报数据的方式或只是独立的系统实现，主要的生产数据掘进延米、中深孔及充填量怎样通过传感器等控制系统自动计量，实现起来较为困难。

解决方案：需要采购传感器、采集器、实时数据库等市场上已成熟的软、硬件产品。

（2）自动控制层。目前安徽开发矿业虽有自动控制系统，但是各个系统之间独立存在，形成一个个的信息“孤岛”，各系统之间的数据传递和提取还是靠人工摘抄、统计，不能达到数据共享，降低了工作效率。

解决方案：将各个系统的历史数据和实时数据采集过来集中存储、管理。

（3）生产执行系统。安徽开发矿业的生产执行系统只是达到了选矿工艺的可视化、采矿过程未实现可视化、自动化，所以，安徽开发矿业的生产执行系统目前是处于半自动化状态，导致生产类报表的上报难免有延误，也会出现一类报表重复传递的情况，费时、繁琐、正确率降低，是目前生产类报表的状态。

解决方案：只要将采矿过程的数据和自动控制系统中的数据进行采集和整合，在统一平台下，开发一套生产管理的报表系统，满足从段队、班组、车间、科室等各个级别的报表自动汇总、提炼、查询、下载等等的功能。

（4）信息管理系统。目前安徽开发矿业的信息应用系统主要在ERP系统集中管理，也达到了数据整合和共享。ERP已上线了财务、物资、销售、工程、人力模块的管理，而这些模块的数据来源主要靠中间数据的人工录入，所以，数据流会有部分失真，不能很好地为管理者提供决策支持。

解决方案：在生产数据采集成功，并与ERP系统实现数据共享（通过sap系统接口），可自行开发生产管理模块，实现直接提取生产产生的各类数据，经过加工、计算为ERP模块所用，减少了手工录入的环节。

难点：预计开发量很大，前提是必须和现ERP系统各个模块的字段进行匹配、编码统一管理；要求开发技术要达到目前国内、外成熟的、领先的技术，例如：J2EE企业架构，目前信息中心这方面技术和力量不够成熟，所以，开发周期较长。可以考虑分阶段逐步实现的策略。

总上所述，全面提高生产自动化管理，也就是实现智慧化矿山，需要投入一定的资金和发展信息化技术力量。虽然会困难重重，但这是大势所趋，如果能成功实现，可以提高工作效率，降低人力成本，减少安全生产事故的发生，为管理者提供决策支持等，所以，我们应不遗余力地完成这份使命。

参考文献

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