煤矿数字矿山生产决策系统分析范文

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摘要:针对谭坪煤矿实际生产过程的优化控制问题，根据矿山数字化信息的需求，以数字矿山的逻辑结构为基础，构建了谭坪煤矿生产决策系统平台。系统分别对矿山生产决策过程中信息获取阶段、生产决策阶段以及作业操作阶段进行描述设置，从而实现企业期望的生产目标。

关键词:矿山生产决策;优化;生产调度;

1前言

矿山数字化平台的建设给矿山生产的决策提供了大量的帮助，多数矿山企业在其生产决策环节中实现了信息的采集、处理和利用的计算机化。但是在信息的深层次利用上有所欠缺，难以形成系统化的决策支持体系。谭坪煤矿以“数字矿山”为基础，建立适合企业自身的生产决策，已成为矿山企业迫切需要解决的问题。

2数字矿山系统逻辑结构

为了满足矿山企业的各种需求，实现矿山企业的信息共享和协同操作，可以将数字矿山系统分为三个主要平台：“数字矿山”系统核心平台、管理决策系统平台和安全生产系统平台，如图1所示。

2.1“数字矿山”系统核心平台在数字矿山总体结构框架中，系统核心平台主要包括数据采集层、数据处理层、系统应用层和WEB层等四个部分。（1）数据采集层。矿山数据的获取主要包括地测数据、销售数据、采购数据以及采矿工程数据等方面，矿山数据的获取具有多源性特点，因此应根据数据模型和数据结构实施有效的组合和叠加，保证数据的质量和数量达到最优。（2）数据处理层。生产过程的数据和信息经过采集后一些数据通过分类、排序、综合分析的数据挖掘过程，从海量的矿山数据中提取有价部分组成新的数据库；一些数据通过生产计划模型、采矿CAD设计、工程计算、人工智能、三维可视化、采矿仿真等系统进行分析、设计和计算。（3）系统应用层。同时对企业的整体运营、操作起着决策、管理、控制作用，以提升业务系统的开发、和维护效率，实现开发过程中的用户参与、快速开发、快速应用和灵活调整。（4）WEB层。为矿山企业用户提供信息查询、汇总、分类、搜索、等方面的及时、有效的个性化服务。

2.2管理决策系统平台管理决策系统平台为矿山的各项日常管理工作提供支持，保障矿山管理人员能够快速办公，提高办公效率。办公自动化子系统是提高办公效率、减少办公管理开销的重要手段；财务管理系统提供了快速便捷的财务报表查询方式，可极大地提高管理效率与管理精度；物资供应管理系统通过建立规范、完善、高效的物资管理体制及其运行机制，加强物资保管和管理工作，降低储备资金占用和物资的仓储成本；机电设备管理系统提高设备管理部门的管理水平和服务质量，从而提高劳动生产率；人力资源管理系统可以根据员工的日常表现快速完成对其的定级定岗、绩效考评等工作；产品销售管理系统可以快速地根据生产情况制作销售方案，完成客户的订单需求。

2.3安全生产系统平台安全生产系统平台为矿山的各项生产工作提供支持，保障矿山的生产高效和安全。矿山地理信息系统是采集、存储、处理、分析和显示地理数据的计算机系统，其管理的地理数据具有空间特性，适合组织、管理和表现大数据量、不同类型、动态的空间数据或信息，为矿山的生产计划编制以及生产管理提供信息平台；与地理信息系统类似，矿山三维仿真系统将复杂、枯燥的数据信息转化为三维可视化信息呈现给用户，为矿山管理、监测提供显示平台；计划编制系统与地理信息和三维仿真等子系统相结合，根据矿床地质条件、采场围岩性质、技术经济指标以及矿山生产能力等因素实现最优的矿山采掘计划，帮助决策者做出最佳决策；人员定位系统实时可靠地跟踪和记录人员、车辆、材料的具体位置和运行情况，同时监视指定区域，在事故时可以迅速指出全体人员所在的位置，提供救援依据；矿山生产调度系统以人员定位系统为基础，通过运输控制、设备监测最大限度地缩短等待时间，提高生产效率；生产监测预警系统对矿山范围内各种隐患进行检测、预警及防控，预测与预防生产作业中的各种灾害的发生，维持矿山的正常生产秩序以及人员设备的安全。

3生产决策系统平台构建

基于“数字矿山”的矿山生产决策系统平台可以有效地将生产过程中即时产生的地质信息、生产信息、订单信息等数据进行存储和处理，以便于生产决策者制定准确、详细的生产计划。矿山生产决策系统平台设计如图2所示，系统平台主要由信息获取层、生产决策层和作业操作层部分组成。（1）信息获取层是利用数据挖掘技术将各企业部门的大量信息进行整理和分析，根据生产计划、钻孔信息以及前期生产采样确定矿山即将开采的地质条件、各采区的位置以及可采储量等地质信息，根据与客户间的销售合同和前期销售情况对订单信息进行调整，结合客户的实际机车到达情况制定最终生产任务，并将生产任务传递给计划优化层。（2）生产决策层以生产计划优化模型为核心，在原始生产计划的基础上，通过订单需求到达顺序确定生产优先级，并将多个不同优先级的生产任务进行分析处理。生产优化模型结合生产环节的作业周期分析、生产任务分析和检测系统的动态反馈，对生产过程中的各项生产参数进行调整，并将调整后的参数传递给作业操作层。（3）作业操作层根据计划优化层所调整的各项生产参数通过调度对矿山生产过程中的采场流程、洗选流程以及装车流程进行控制，并将最新的监测数据反馈给系统平台。信息获取层对生产信息获取及分析，生产决策层对生产作业的反馈结果进行分析，并在此基础之上进行新的计划优化，并将结果再次反馈到作业操作层。通过对开始生产计划的实时调整以达到矿山生产的最优结果。

4系统的实践应用

谭坪煤矿煤质优良，从不同客户处所获取的订单较多。采出的原煤通过矿车运输至4个不同位置的卸矿口，卸矿口和破碎站直接连通；破碎后的煤炭通过皮带运输分别进入5个储煤仓储藏等待装车，两套独立的装车系统完成装车要求。利用数字矿山技术实现了对原始数据的采集和整理，并以该数据为基础同时结合生产监测数据对矿山生产决策提供数据支持。企业内部生产决策系统平台中各部门的相互关系如图3所示。部门间通过信息共享、相互决策完成煤矿的生产决策任务。

5结论

通过利用“数字矿山”技术，将原有的线性扩展成为网状传输，完成企业内部生产即时数据与需求信息的有效结合，以保证企业订单数量及质量要求的情况下实现经济效益最大化。同时将该系统在谭坪煤矿进行了实践应用，效果良好。企业部门间通过信息共享、相互决策完成煤矿的生产决策任务。

【参考书目】

［1］僧德文，李仲学，张顺堂，等.数字矿山系统框架与关键技术研究[J].金属矿山，2005（12）：47-50.

［2］张光建，王立杰，汪文生.矿井自然灾害隐患识别决策支持系统模型研究[J].中国煤炭，2005（02）：60-62+7.

［3］何煦春，胡乃联，李国清.基于数据仓库的矿山企业决策支持系统研究[J].中国矿业，2007（04）：4-7.

［4］孙光华，浑宝炬，吕广忠，等.数字化矿山建设初探[J].河北煤炭，2007（06）：43-44.

［5］周耀东，赵怡晴，李仲学，等.基于仿真的矿山生产计划优化研究与工程应用[J].矿业研究与开发，2011，31（06）：79-82.

作者：赵文举 单位：山西焦煤霍州谭坪煤电有限责任公司