大數(shù)據(jù)概念最早是在20世紀(jì)80年代提出的，大數(shù)據(jù)研究的核心并非是數(shù)據(jù)量的大小，而是如何有效、有序、系統(tǒng)地處理大數(shù)據(jù)，包括對數(shù)據(jù)的訪問、收集、存儲、管理、分析、挖掘、輔助決策等。目前大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐漸滲透到各個領(lǐng)域，本文主要對智能礦山大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展進行了有效的分析。

1 大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)的集合，運用傳統(tǒng)計算機技術(shù)無法實現(xiàn)有效獲取、存儲和處理，由于信息量的指數(shù)化增加，導(dǎo)致在工作中無法運用常規(guī)軟硬件設(shè)備進行分析處理。大數(shù)據(jù)具有海量化的特征，尤其當(dāng)前數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)規(guī)模隨著信息化技術(shù)的發(fā)展而加快。同時，數(shù)據(jù)類型也呈現(xiàn)出多樣化的特征，包括了文本數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等，對于管理工作的要求更高。在海量數(shù)據(jù)中，只有加強對有價值信息的篩選與利用，才能真正挖掘其潛在價值，優(yōu)化傳統(tǒng)管理模式。

2 智能礦山大數(shù)據(jù)

2.1 特征

數(shù)字礦山建設(shè)期間，利用信息技術(shù)的日益逐步實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化自動監(jiān)控系統(tǒng)，變電站無人值守的工作人員等等，這些智能系統(tǒng)的智能礦山逐步應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在服務(wù)信息領(lǐng)域，建設(shè)智能大數(shù)據(jù)礦山。智能礦山大數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)源有兩個方面。首先是內(nèi)部數(shù)據(jù)。內(nèi)部數(shù)據(jù)主要指生產(chǎn)和經(jīng)營狀況等企業(yè)安全管理制度，實施系統(tǒng)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)礦井的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)等相關(guān)設(shè)備，生產(chǎn)各類礦山、機械和設(shè)備。外部數(shù)據(jù)主要來自社會服務(wù)和煤炭市場信息和工業(yè)設(shè)備供應(yīng)商的信息。

2.2 使用意義

智能礦山大數(shù)據(jù)技術(shù)，是與傳統(tǒng)礦山人工開發(fā)技術(shù)相對應(yīng)的一種資源開采形式。前者主要是依靠虛擬數(shù)據(jù)程序，對地區(qū)礦山開發(fā)情況進行指導(dǎo)與分析，為此，只要數(shù)字化程序有序的融合在礦山開發(fā)的具體工作中，就可以借助虛擬數(shù)據(jù)模型，對礦山結(jié)構(gòu)進行標(biāo)準(zhǔn)化勘測和指導(dǎo)，這是智能礦山大數(shù)據(jù)技術(shù)中資源勘測精度提高的直接體現(xiàn)；同時，智能礦山大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，是按照人工程序設(shè)定的基本情況，按部就班的進行大數(shù)據(jù)技術(shù)研究，為此，技術(shù)操作的具體模式自然不會出現(xiàn)挖掘規(guī)劃不科學(xué)等問題，礦山開發(fā)工作可以循序漸進的開展；此外，智能礦山大數(shù)據(jù)技術(shù)在具體實踐探索過程中，善于結(jié)合礦山開發(fā)的具體情況，實行礦山開發(fā)前目標(biāo)化處理，因地制宜的選擇操作手段，這一點也體現(xiàn)了該技術(shù)資源開采方法合理化的優(yōu)勢。以上三方面，是智能礦山大數(shù)據(jù)技術(shù)的使用意義。

3 實際案例分析與研究

以國能新疆準(zhǔn)東能源有限責(zé)任公司選煤廠中級智能化建設(shè)項目實施方案為例，詳細研究了智能礦山大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，以供參考。

3.1 智能化建設(shè)過程中存在的主要問題及解決措施

3.1.1 數(shù)據(jù)采集及傳輸

（2）數(shù)據(jù)接口：硬件層：具有標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485或RJ45通訊接口，提供清晰準(zhǔn)確的相關(guān)參數(shù)和點表。軟件層：上位機軟件應(yīng)提供OPC服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)型關(guān)系數(shù)據(jù)庫、ftp文本數(shù)據(jù)文件上傳等通用形式的數(shù)據(jù)接入方式。

為了查清水位奇異變化的現(xiàn)象是否真實、客觀，調(diào)查組6月30日14:00對現(xiàn)場水位進行校測，實測值為41.261 m，與模擬水位顯示的41.6 m基本一致?？膳卸〝?shù)字化水位儀測值45.94 m為錯誤數(shù)據(jù)，突降幅度5.238 m是不真實的。且在水中上下移動數(shù)字水位儀探頭，測值無任何變化，初步判定數(shù)字化水位儀探頭出現(xiàn)故障。重新更換新探頭后，測量值顯示正常為41.24 m左右，與模擬水位測值基本一致，水位固體潮顯示清晰，基本恢復(fù)正常狀態(tài)。因此認為，模擬水位產(chǎn)出的觀測數(shù)據(jù)是客觀的、真實的，此次水位突降為0.104 m。

3.1.2 智能控制系統(tǒng)

如表2。

3.2 智能化建設(shè)技術(shù)方案

（2）破碎站智能調(diào)速系統(tǒng)：現(xiàn)狀及存在問題：破碎站已實現(xiàn)遠程操控，網(wǎng)絡(luò)通訊及狀態(tài)監(jiān)測；破碎機具有斷電、過載、失速、堵料等保護裝置；給料機已具有過載、失速、斷鏈等必要的安全監(jiān)測裝置。尚未實現(xiàn)數(shù)字化料斗、破碎站無人值守，卡車的智能卸載，給料機、破碎機可自適應(yīng)協(xié)同調(diào)速。建設(shè)方案：破碎站智能調(diào)速系統(tǒng)，由來車識別（可接卡調(diào)系統(tǒng)）功能、料位檢測及信號（紅綠燈）控制功能、料位與煤量輸出（刮板機、膠帶機調(diào)速）協(xié)同控制功能組成。破碎站智能調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)對煤流的智能控制。根據(jù)煤倉料位以及刮板機輸出煤量的設(shè)定，來控制輸出刮板機的頻率，并根據(jù)來車情況以及當(dāng)前煤位控制信號燈，控制車輛。保證煤倉不空、不壓車的情況下，給煤機（控制輸出頻率）維持在設(shè)定的煤量范圍。破碎站系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入與露天礦卡車調(diào)度系統(tǒng)，可以建立破碎站能耗最低的最優(yōu)控制策略和數(shù)學(xué)模型。

“對了一半?！眲⒀愫恻c頭說，“還有，流星的光雖然不是最亮的，但在無邊的黑暗中，同樣能點亮我們的眼睛。流星最可貴之處在于，有非同一般的犧牲精神，千萬不要小看那一瞬間的光亮，只要它濺落油鍋一般的人間，就能轟的一下……”

3.2.3 數(shù)據(jù)采集與處理

如圖1。

患者入院后立即抽取靜脈血或骨髓行真菌培養(yǎng)，或者根據(jù)病情留取痰、中段尿、糞便、腦脊液、肺泡灌洗液等樣本行真菌培養(yǎng)。與此同時，抽取靜脈血行G試驗和GM試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，設(shè)定了兩個聯(lián)合方案[5]。方案一：任一單項檢測結(jié)果陽性，判為聯(lián)合檢測陽性；方案二：任一單項檢測結(jié)果陰性，判為聯(lián)合檢測陰性。

3.2.4 自動控制系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)采集：生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備的運行信息、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)信息分系統(tǒng)采集。煤質(zhì)信息應(yīng)分系統(tǒng)、分工藝環(huán)節(jié)采集。消耗信息應(yīng)分車間、分班組、分系統(tǒng)在線計量。保證數(shù)據(jù)的實時性、可靠性和準(zhǔn)確性。

學(xué)校為特色課程的實施提供了堅實的支持資源。對場室和環(huán)境做了精心謀劃，營造了良好的藝術(shù)教育氛圍。在硬件保障方面，學(xué)校改建了音樂樓、美術(shù)樓、音樂廳和書畫院等，添置數(shù)碼鋼琴80臺，添置琴房、樂器房50間，建成演播室，改造了畫室、書法室、陶藝室共8間，增添了同步多媒體聯(lián)動教學(xué)平臺。按照特色學(xué)校發(fā)展需要，學(xué)校組建了美術(shù)、舞蹈、音樂教師團隊，共18人。學(xué)校還聘請了16位高校藝術(shù)專家、教育專家作為學(xué)校教育發(fā)展顧問，聘請了11位校外藝術(shù)指導(dǎo)教師。學(xué)校還與12所初中建立了生源基地關(guān)系。師資保證與專家指導(dǎo)保障了特色課程的實施。

如表1。

（3）數(shù)據(jù)儲存：使用虛擬集群技術(shù)，劃分虛擬機，統(tǒng)一對計算機資源、應(yīng)用軟件進行分配部署。一類是用于部署數(shù)據(jù)采集及存儲服務(wù)，第二類用于部署基礎(chǔ)服務(wù)，第三類用于部署應(yīng)用服務(wù)。

兩百多年前，一只好奇的喜鵲叼著一粒紅色的果實，從西莊山隔河對岸的山上款款飛來，落在樹上歇息，正欲大飽口福時，樹下一只狐貍吼叫了一聲，喜鵲受了驚嚇，松開金口。那顆橢圓形紅色的果實隨之落到了地面，沒有被吞到喜鵲那美麗花白羽毛覆蓋著的肚皮中去。隨后那顆紅色的果實在一堆狐貍糞便旁邊萌生，借著自身以及狐貍糞便的營養(yǎng)，我誕生了，從一棵小草般的嫩芽長到枝繁葉茂?，F(xiàn)在的我已經(jīng)有農(nóng)村燒水用的水壺粗細，用行話說直徑也有一尺開外吧，兩層樓高的樹干，使得我可以傲視山巒和叢林。更絕的是，我的分枝極有層次和分寸，九個分枝在不同的層次，朝不同的側(cè)面展開，每個分枝上長滿濃綠的葉子，就像九團綠云飄在空中。

如圖2。

3.2.2 數(shù)據(jù)采集與傳輸

（1）遠程集中控制系統(tǒng)：兩種設(shè)備，一種為PLC系統(tǒng)升級，另一種為軟件推送功能?，F(xiàn)狀及存在問題：礦廠主要設(shè)備都已接入集中控制系統(tǒng)，翻板閘板等輔助設(shè)備信號未接入集控系統(tǒng)，5處PLC主站CPU型號不統(tǒng)一，部分CPU型號較老，已不能滿足生產(chǎn)需要，無法實現(xiàn)分級定點推送功能。建設(shè)方案：更換PLC模塊，將所有翻板、閘板信號接入集控系統(tǒng)；現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)全部更換為工業(yè)以太網(wǎng)。預(yù)留塊煤系統(tǒng)和材料線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸接口。增加分級定點推送到崗等功能軟件。

（3）智能裝車系統(tǒng)（圖3）：現(xiàn)狀及存在問題：現(xiàn)有1座火車裝車站，裝車能力5400t/h，產(chǎn)品煤經(jīng)由產(chǎn)品倉輸送至裝車站，裝車外運?，F(xiàn)場工作人員手動控制閘門進行裝車作業(yè)。勞動強度大，裝車效率低。建設(shè)方案：根據(jù)火車裝車任務(wù)，實現(xiàn)車皮身份識別，根據(jù)車皮位置和煤倉的落煤數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對車皮的均量裝車，并形成記錄，進一步實現(xiàn)無人操控、智能裝車。

3.2.1 智能化基礎(chǔ)平臺

現(xiàn)場實測與理論計算結(jié)果表明，本文方法能較準(zhǔn)確地描述樁身負摩阻力傳遞過程以及沿樁身的分布，且計算參數(shù)易于獲取，是一種可行的基樁負摩阻力分析方法。

2015 年，黨中央提出了破解發(fā)展難題，厚植發(fā)展優(yōu)勢，必須牢固樹立“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念。創(chuàng)新發(fā)展居于首要位置，是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。顯然，大港油田目前遇到的油氣開發(fā)問題只有通過創(chuàng)新發(fā)展來思考、分析和解決。

（4）智能視頻識別系統(tǒng)：現(xiàn)狀及存在問題：選煤廠現(xiàn)有工業(yè)電視系統(tǒng)共有視頻監(jiān)控點位104個，覆蓋破碎站、帶式輸送機走廊、轉(zhuǎn)載站、火車裝車站、配電室、廠區(qū)等區(qū)域。其中一系統(tǒng)視頻監(jiān)控點位68個，二系統(tǒng)視頻監(jiān)控點位36個。攝像機為?？低暷M攝像機，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，不能進行網(wǎng)絡(luò)融合。

在8月22日召開的2018鉀鹽鉀肥大會暨格爾木鹽湖主論壇上，鹽湖股份總裁謝康民表示：“我國自1958年開啟中國鉀鹽史，60年間已掌握世界上全部鉀肥生產(chǎn)技術(shù)，鉀鹽綜合利用率由最初的27%提升至80%以上，鉀鹽自給率由完全依賴進口上升至58%的自給率，在提升中國國際鉀肥市場話語權(quán)的同時，中國已成為世界鉀肥貿(mào)易價格洼地。鹽湖鉀肥、鹽湖循環(huán)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為青海在國家乃至世界的品牌?！痹趪鴥?nèi)規(guī)模最大、規(guī)格最高的鹽湖資源綜合性國際行業(yè)大會上，鹽湖股份向世界展示了自己，展示了中國鉀鹽鉀肥在技術(shù)開發(fā)方面的實力。

建設(shè)方案：結(jié)合準(zhǔn)東礦選煤廠的實際情況：工業(yè)電視系統(tǒng)攝像機全部更換為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機。在破碎機驅(qū)動、帶式輸送機驅(qū)動、刮板機驅(qū)動等處安裝防爆熱成像攝像機，在變配電室、箱變處安裝熱成像攝像機，具有超溫識別、火災(zāi)探測和消防報警功能。主要生產(chǎn)區(qū)域、關(guān)鍵設(shè)備、危險區(qū)域等重要部位安裝防爆AI攝像機，實現(xiàn)人員越界報警、皮帶跑偏灑料、物料粒度超限等視頻分級報警閉鎖功能，實現(xiàn)膠帶機走廊越線、不安全行為、個人安全防護檢測的巡視報警。

（5）環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：在篩分破碎車間、煤倉、儲煤場等處設(shè)置11臺粉塵濃度傳感器，讀取封閉空間內(nèi)的粉塵顆粒物質(zhì)濃度，可以更準(zhǔn)確地掌握揚塵狀態(tài)的同時，還可以與除塵系統(tǒng)聯(lián)動，根據(jù)粉塵濃度決定實時開啟除塵系統(tǒng)，以確保生產(chǎn)車間內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)良好。

3.3 建議

在方案實施前，進一步理清礦廠智能化建設(shè)與露天礦整體智能化建設(shè)的關(guān)系。在方案具體實施過程中，要統(tǒng)籌安排設(shè)計、系統(tǒng)改造、系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)備采購、安裝及調(diào)試等各項工作進度。礦廠智能化建設(shè)是一個龐大的系統(tǒng)化工程，涉及到工藝、數(shù)據(jù)分析與人工智能等多個學(xué)科。項目建設(shè)必須有統(tǒng)一的管控才能實現(xiàn)后期子系統(tǒng)間的平臺與數(shù)據(jù)融合，建議采用精通礦廠工藝流程、精通礦廠智能化建設(shè)整體架構(gòu)的牽頭單位整體管控負責(zé)，多單位協(xié)同合作實施。

4 智能礦山大數(shù)據(jù)發(fā)展

4.1 礦山安全生產(chǎn)應(yīng)用發(fā)展

①以信息化建設(shè)為切入點，積極轉(zhuǎn)變安全生產(chǎn)管理模式，強化大數(shù)據(jù)優(yōu)勢的合理運用立足新的發(fā)展階段，礦山企業(yè)為了求得長遠發(fā)展，信息化建設(shè)成為必由之路，尤其是對于安全生產(chǎn)，信息化建設(shè)能夠提供更加全面與可靠性的數(shù)據(jù)信息?；诖?，要合理使用大數(shù)據(jù)，借助先進的算法，探尋數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律與原則，為礦山安全生產(chǎn)提供更加可靠的數(shù)據(jù)。在長期發(fā)展中，礦山企業(yè)收集了海量數(shù)據(jù)，要重視對其進行全面分析與整理，強化數(shù)據(jù)合理應(yīng)用，轉(zhuǎn)變思維模式，正視大數(shù)據(jù)環(huán)境下數(shù)據(jù)的多樣性與復(fù)雜性，借助先進的分析工具，掌握數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，有效降低主觀因素產(chǎn)生的不良影響。②加強大數(shù)據(jù)在井下設(shè)備運行中的應(yīng)用，強化設(shè)備有效監(jiān)測，切實提高設(shè)備故障處理率隨著礦山井下作業(yè)自動化程度的增強，需要重點做好設(shè)備故障排查工作，構(gòu)建針對性維修措施。借助大數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對機械設(shè)備常見故障的總結(jié)，同時，能夠強化對設(shè)備的監(jiān)控與檢測，做好相關(guān)數(shù)據(jù)收集工作，掌握設(shè)備運行實際，全面監(jiān)測設(shè)備異常，為設(shè)備維修工作提供依據(jù)，保證生產(chǎn)順利進行，提高生產(chǎn)安全性。

4.2 在礦山安全監(jiān)測管理中的應(yīng)用發(fā)展

與傳統(tǒng)的礦山安全監(jiān)測管理相比，大數(shù)據(jù)技術(shù)有效的避免了依靠安全管理工作人員的專業(yè)知識進行礦山安全監(jiān)測的局面，使得礦山安全監(jiān)測從“經(jīng)驗”向“數(shù)據(jù)”方向轉(zhuǎn)變，逐漸實現(xiàn)了以礦山生產(chǎn)實際環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)新技術(shù)和安全管理人員思維為主的現(xiàn)代化安全管理。隨著我國監(jiān)管部門以及礦山信息化技術(shù)的應(yīng)用，形成了數(shù)量龐大的海量數(shù)據(jù)，包含了大量的礦山生產(chǎn)過程的細節(jié)信息和未知的規(guī)律，早期的技術(shù)違法實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量龐大的信息處理，限制了礦山生產(chǎn)信息的綜合利用率。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的提高數(shù)據(jù)處理效率，使得原來沒有發(fā)現(xiàn)的規(guī)律逐漸呈現(xiàn)出來，促進了不同數(shù)據(jù)信息之間的比對、分析，為提煉出新的規(guī)律奠定基礎(chǔ)。此外，隨著數(shù)據(jù)模型技術(shù)的不斷完善，可以通過電子沙盤等技術(shù)進行模擬演練，盡可能的挖掘可能發(fā)生的安全事故，從而實現(xiàn)了早期階段的從“宏觀”把控安全生產(chǎn)環(huán)境的方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴拔⒂^”的數(shù)據(jù)法分析進而判斷安全事故的發(fā)生概率，提高了礦山安全監(jiān)測管理的科學(xué)性和水平。

5 結(jié)語

綜上所述，在智能礦山中采用大數(shù)據(jù)技術(shù)是一個不可避免的趨勢。礦業(yè)企業(yè)還必須充分認識到大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值和開發(fā)潛力，不斷研究關(guān)鍵技術(shù)，進行理論創(chuàng)新，這將改善我國礦山的能源供應(yīng)。

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