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冶金矿山信息化典型案例--梅山矿业探索具有自身特色的两化融合之路

 

南京梅山冶金发展有限矿业分公司矿藏全部为深度达400余米的地下矿藏,是典型的地下开采矿山。梅山矿业年采选综合生产能力400万吨, 多项经济技术指标进入国内先进行列,在两化融合方面也探索了具有自身特色的融合之路。

冶金矿山特别是联合矿山,与钢铁环节紧密联系,受其影响接受并确立了以地质资源管理为基础的信息化建设框架,即确立四级架构,包括现场装备数字化、生产过程数字化、生产执行数字化、企业资源计划。首钢矿业公司、鞍钢矿业公司都是这样的框架。南京梅山冶金发展有限矿业分公司虽然隶属宝钢集团,但是没有拘泥于四级架构,而是立足自身井下采矿的实际,建立切合实际的基本框架,以地下矿山生产工艺为主线,过程自动化为基础,信息技术为手段,网络架构为支持,进行了数字梅山铁矿系统技术研发,形成了以铁矿体模型形态特征和质量特征参数的研究为基础,以采矿状态监控回收率为指标,不断优化采掘计划,通过数字配矿系统稳定入选原矿,依托过程控制完成选矿生产,实现矿山全流程管控一体的数字梅山。

南京梅山冶金发展有限矿业分公司立足应用层面的集成和创新,以提高经济效益为出发点,把成熟控制技术与生产管理系统有机结合起来,利用物联网技术实现铲运机轨迹跟踪,在出矿环节通过设备跟踪与地质模型的有机结合保证计划执行率达到实时配矿,稳定了原矿输出品位,实现了资源综合利用,减少了消耗和废石混入。这既提升了矿山企业的节能减排水平,又产生了良好的经济效益。实践证明,坚持以提高经济效益为动力,一定会取得好的成果,这是实现两化融合的有效手段。

南京梅山冶金发展有限矿业分公司现已建成了企业网络中心和完善的内、外部网络,按照业务分为管理网、工业控制网络、监控网。地下、地上的主要生产环节、重要设备及关键场合的监控信息传送到矿调度指挥中心和矿领导办公室,供调度和矿领导直观、快捷地掌握地下、地面重要设备的实时工况。

以生产工艺为主线,同步表现物耗、能耗、设备状态、产/质量、安全等信息的工作平台与管理平台,支持企业管理优化与决策。生产过程平台由地质资料管理子系统、采矿配矿子系统、选矿子系统、安全检测预警系统以及管理信息系统组成。

基于地质资料管理、数字采矿配矿系统与选别指标的生产数据管理控平台构成了数字梅山生产过程控制的主体,则人、财、物管理信息系统和办公自动化等构成了数字梅山生产管理的支撑系统. 梅山人力资源管理系统替代了传统的手工管理日常人事档案、考勤、劳动合同、社保计算、薪资发放等重复性工作.财务管理系统通过产、供、销与财务的紧密结合,推行全面预算管理,实现了矿山企业料、工、费的动态管理. 物资管理系统主要由计划、招投标、采购、仓储和合同管理等组成,在企业内形成了业务流程和价格体系的统一。

梅山铁矿数字化建设是按照整体规划、分步实施的原则进行的. 19992003 年完成了数字梅山基础支撑系统的建设,包括矿山网络平台及人、财、物、办公自动化等管理信息系统建设. 20032007 年重点建设数字矿体、数字采矿、数字选矿系统以及“料、工、费”为指标的动态核算. 近二年重点是管理、自控、视频系统的数字化整合,通过走二化融合的道路最终实现了生产过程管控一体化系统. 数字梅山实施后,其采矿回收率由63. 9 %提高到82.51 %,铁精矿稳定率由88. 72 %提高到94. 97 %,金属回收率提高了0.76 %,可产生直接经济效益4824. 2 万元/ 年。

:梅山矿业走“两化融合”之路,实现井下生产过程可视化

一、行业现状和问题

国内地下矿山采区生产过程信息采集主要方式为现场纸质报表填写逐级上报,而现场生产监督主要依靠管理人员现场督察。由于井下矿山现场环境恶劣,限制了监控视频技术应用,传统方式的应用在国内地下矿山延续至今。

然而在地下矿山推进“两化融合”和建设数字矿山中,传统生产管理方式与之矛盾日益突出。具体体现在以下几点:

井下采区生产中人员和设备多处于移动状态,其生产过程在传统方式下控制的方式落后,控制精度粗糙,生产和安全标准化执行监督困难;

井下生产过程中大量的、多维的(如设备点检报修、安全检查和确认、生产产量和质量等)的信息流动,其获取的方式落后,点对点的信息交互无法实现信息最大共享,造成各级生产管理者信息获取效率低、代价高。

实际采区生产配矿过程受人的因素影响制约严重,出矿过程随意性强而又缺少实时监管,人工出矿计数不可避免造成与实际出矿车数、地点误差较大,配矿计划与实际脱节现象严重。

二、梅山矿业之实践

井下智能移动数采系统(参见下图一)是在井下采区通过RFID(电子标签,射频识别)技术和无线WIFI技术,工业手持智能终端自动采集轨迹信号,软件模拟判别,无线实时自动上传,实现对每条回采进路的每一崩矿步距的全过程出矿计量(车数)和轨迹动态跟踪和实时模拟仿真显示(参见下图二),同时该应用使得井下工作流程标准化 ,工作内容标准化,业务数据标准化,数据内容真实化的初步统一。并且解决了原有井下工人纸张记录中随意性大,数据不及时,不准确;生产分析人员对数据的二次利用困难和有效性地的等问题。

三、核心技术路线:

出矿数据采集采用自动读取并自动计算出矿车数等信息的方式。事先,在各水平巷道等放置防爆处理后RFID电子标签,标签位置总共分为停机区,巷道区,溜井区等几大区。通过接收标签发出的无线电波接收读取数据。本系统智能移动数采终端遇见RFID标签时,发出电磁波,周围形成电磁场,标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路,芯片转换电磁波,然后发送给智能移动数采终端,智能移动数采终端会记录下沿线的标签信号,通过有效信号采集阀值和现场采区标签地点逻辑关系,通过软件分析,将异常信号排除,生成真实准确出矿设备运行轨迹。

四、具体实现效果:

l  定制标准化作业规范,作业流程,提醒和监督实际点检、报修、安全确认等工作(参见下图三)。

l  通过在溜井口和出矿铲运车上安装相关设备完成出矿车数、清理炮球等数据的准确计量,为地质软件数据提供较为准确的生产实际信息。

l  设备中自带存储功能,实现数据采集的无纸化,系统的自动数据同步功能,实现数据的一次采集,多处多次利用。

l  出矿运动轨迹的软件分析和在线动态模拟显示,提供了监督和管理采区迎头配矿可视化平台,促进回采工艺输出原矿质量稳定。

五、其他:

该技术已申报一项专利,并产生两项技术秘密。