现代科技在矿山的应用课件

1、封面页 （设计好之后可以删掉这个文本框哦）现代科学技术在矿山开采工程中的应用 在六大系统、采矿过程以及采矿工艺方面的应用现代科学技术在矿山六大系统中的应用 1现代科技在采矿工艺上的改进3现代科学技术在采矿过程中的应用 2现代科学技术在矿山六大系统中的应用监控检测系统井下人员定位系统井下人员紧急避险系统压风自救系统供水施救系统通讯系统监控检测系统 随着3s技术的不断发展，现代矿山监测监控已经从以往靠布设监测点人工读取数据的方式向卫星实时监控自动读取数据的方向发展。 而随着井下生产范围转移和扩大，矿井下地压监测范围不断扩大导致地压监测系统监测数据量呈几何倍数扩大，致使原电话线网络数据传输经常产生数

2、据堵塞，系统死机和掉线断网等问题。 光纤作为信息载体时具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠、成本不断降低等优点，因此用光纤替代传统的电话线进行数据传递，可以有效解决数据传输量增大与网络传输瓶颈日益突出的矛盾。 井下人员定位系统由无线编码发射器、数据采集控制设备 、数据传输额网络、地面中心软件系统及服务器构成。 其工作原理为：系统人员定位分站的无线收发数据板将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；人员随身携带的标识卡进入低频的发射天线工作区域后被激活（未进入发射天线工作区域标识卡不工作），同时将加密的载有目标识别码的信息经卡内高频发射模块发射出去；接收天线接收到标

3、识卡发来的载波信号，经分站主板接收处理后，提取出目标识别码通过通过远距离通讯线送地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理 。 除进行定位以外，还可以在人员的识别卡上安装不同的功能模块，使其完成实时的呼叫应答等功能。井下紧急避险系统 井下突发紧急情况下为遇险人员提供生命保障的有机整体,主要由避险路线、自救器、紧急避险设施、应急预案及管理体制等部分构成。 井下紧急避险设施主要有自救器、救生舱、避难所和防透水型固定式避难所。 通讯系统 矿山通讯系统的建设是矿山六大系统建设的基础的重点。井下作业之间的通讯、井下与井上管理部门的通讯以及其他的通讯在矿山中是十分重要的，不仅在日常生产中通能够保证各个作

4、业面之间的协调，同时也有利于井上生产管理人员根据井下情况进行生产调度，在发生紧急情况时还能够及时地通过通讯系统了解井下实时情况，使救援更加高效。 通讯系统的建设应应该覆盖全矿，在监控检测系统、人员定位系统、紧急避险系统中应用较广泛。在矿山中将电话线网络变为光纤网络不仅可以增大信息传输量，而且可以使信息的传输更加稳定，高效。另外，随着无线网络的发展，很多辅助通讯设施也被应用于矿山，例如，透地通讯系统。 当灾难或事故发生时，井下与地面的光纤链路极易受到损坏，导致地面与井下无法建立通信连接，救助救援缺乏现场第一手的信息资料，将为应急救灾带来极大的难度。透地通信系统作为光纤链路的备份通信手段，可在光纤

5、主链路受损下，为地面和井下提供双向的语音和数据通信，而不受周边环境变化等影响，是救生舱/避难硐室首选的无线通信技术。 移动便携型隔爆型普通型现代科学技术在采矿过程中的应用机器人技术13采矿遥控和自动控制技术2其他智能化技术在采矿中的应用机器人技术在采矿中的应用 采矿业是一种劳动条件恶劣、风险大的生产行业。因此，采矿业迫切要求开发各种不同用途的机器人以取代人类从事在这种危险环境中的工作。此外，采掘工艺一般比较复杂，很难用一般的自动化机械完成。采用带有一定智能并且具有相当灵活度的机器人是目前最理想的方法。 目前国内已经投入使用或者正准备投入使用的机器人主要有特殊煤层采掘机器人 、喷浆机器人 、隧道

6、凿岩机器人 、智能巡检机器人。国外最新研制的有美国的月球采矿机器人以及韩国的深海采矿机器人。 特殊煤层采掘机器人 目前，一般都用综合机械化采煤机采煤，但对于薄煤层的特殊情况，采用遥控机器人进行特殊煤层的采掘是最佳的方法。 特殊煤层采掘机器人能拿起各种工具，比如高速转机、电动机和其它采爆器械等，并且能操作这些工具。该机器人的肩部应装有强光源和视觉传感器，这样能及时将采区的情况传送给操作人员。操作人员可以根据实时传输的画面及时地修改指令对其运行方式进行调整，使其更好地实现爆破、开采煤层的功能，既不会造成资源的浪费，又降低了人工采煤产生的一系列费用。 凿岩机器人 中南大学多年来对隧道凿岩机器人进行了

7、前期研究。1998年开始了隧道凿岩机器人工程样机的开发，现已完成样机研制。这台“隧道凿岩机器人”是双臂型机器人，它两只巨大的铁臂上各有一个6 米长的钻头，可以在任何坚硬的岩石上打出所需要的炮眼。 这种机器人利用传感器来确定巷道的上缘，自动瞄准巷道缝，然后操作者在电脑上输入工作界面面积和炮眼数目，机器人便自动设计钻孔的疏密布局并予以执行，把钻头按规定的间隔布置好，钻孔过程用微机控制，随时根据岩石硬度调整钻头的转速和力的大小以及钻孔的形状，这样可以大大提高生产率，操作人员在安全的地方监视整个过程的作业。瓦斯、地压检测机器人 瓦斯和冲击地压是井下作业中的两个不安全的自然因素，一旦发生突然事故，是相当

8、危险和严重的。但瓦斯和冲击地压在形成突发事故之前，都会表现出种种迹象，如岩石破裂等。 瓦斯、地压监测机器人是一种采用带有专用新型传感器的移动式机器人，连续监视采矿状态，在发生岩石破裂以及监测位置地压显现时能够及时报警，以便及早发现事故突发的先兆，采取相应的预防措施。 智能巡检机器人 视频监控系统是矿山的一个重要系统，传统的视频监控系统中摄像机均采用固定安装方式,很难实现对矿山的全方位监控。 矿山智能逃检机器人是一种利用机器人技术、无线通信技术、视频压缩与传输技术、视觉技术，可实现对矿山的全面监控。室内智能巡检机器人采用3轮式结构，主要用于室内重要场所的移动监控；室外智能巡检机器人采用履带结构，

9、同时进行防水、防尘、防震、防撞设计主要用于室外重要场所的移动监控。 将智能巡检机器人运用于现代矿山的视频监控中，是对现有的视频监控系统的一个很好的改进，通过移动的智能巡检机器人可实现矿山各个环节的全方位监控。同时它也是数字矿山发展的必然产物，具有广阔的应用空间。采矿遥控和自动控制技术 采矿设备的遥控和自动控制技术提高了生产效率，降低了成本，增加了安全性，还减少了操作人员的听力损伤，对有危险的作业具有更大的优越性。 借助于庞大完善的矿山计算机管理信息系统和各种先进的传感器、微型测距雷达、摄导向仪器等装置，使铲运机、自卸卡车等设备可以实现在无人驾驶的情况下能够正常运行，实现对采矿设备工况和性能的监

10、控，达到一定程度上的智能化和自动化作业。 远程控制使得地下金属矿山大型无支护采场的开采成为可能。辅助以远程视频监控，所有的开采和生产操作都可以通过地表的控制中心来执行，包括测量、开拓、爆破和铲运机装卸等。从而较大程度地提高生产率，降低成本。 采矿机械的自动化对于设计、生产和经济效益有很重要的影响。机械上安装车载的监测、控制和追踪系统，并连接到通信网络。计算机控制端根据响应传感器采集到的信息操纵机械运行。远程控制和自动化减少了系统内人员的数量，同时缩短换班时间、休息时间，减轻工人劳动强度，提高设备的利用率。 采矿专家系统作为解决问题强有力工具，目前在矿山采掘、安全生产、岩石力学和信息技术管理方面

11、应用较为广泛。优秀的采矿专家系统主要包括：巷道支护设计专家系统，基于松动圈理论的喷锚网支护设计专家系统，面向对象的井巷、硐室支护设计智能专家系统，矿山伤亡事故原因分析专家系统，基于知识的软岩支护分区优化设计与决策专家系统等。 采矿专家系统与数据库技术相结合，借助关于信息存储、共享、并发控制和故障恢复技术队知识库进行管理设计，将大大加强专家系统的推理能力和数据处理能力。与神经网络技术相结合运用神经网络系统集体运算的能力和自适应能力，可以很好解决专家系统知识的无限性和系统分析的有限性的矛盾。与文字、数值、图形、图像以及声音等多媒体技术相结合，使专家系统变得更加直观，方便与用户之间的交流。其他智能化

12、技术在采矿中的应用2神经网络技术在采矿工程中的应用 人工神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。 人工神经网络在处理信息时具有巨量并行分布处理特征，信息处理与存储单元的合一性、自学习自适应性以及描述大规模非线性复杂系统的能力等特征，在分析确定地质数据、品味估值、岩土工程、采矿方法选择以及其他方面的矿业领域应用较为广泛。 将神经网络与专家系统结合起来，建立采矿方法选择系统，可以更大程度地利用这两项技术的优点，可以在一定程度上解决采矿方法知识获取的“瓶颈”问题。 神经网

13、络技术在矿业工程中的应用发展方向是网络实现。目前，神经网络的实现主要以软件仿真为主。此外，将神经网络与专家系统、模糊系统、遗传算法、小波分析、混沌等相结合，更好地发挥神经系统的优越性。现代科技在采矿工艺上的改进 随着现代科学技术的进步，各学科的迅速发展也为采矿工艺的改进提供了技术支持。例如在矿山建设方面。利用，利用矿山虚拟与仿真可以将地下矿山的井下各个巷道的情况直观地反映出来，供设计人员能够更好地对地下矿山设计进行优化。在矿山充填材料的制备方面，利用各种材料的化学特性，可以利用新材料替代原有的充填料使其充填效果更优，利用输送管路的仿真技术可以将不同材料在输送管路的流动特性通过计算机技术反映出来，不仅可以找到更优的材料，而且可以节省进行输送实验的费用。在矿山支护方面，利用材料的优秀物理特性，可以使支护更加稳固，而且可以使支护费用大大降低。在溜井排堵方面可以通过实现放入溜井全景扫描仪确定堵塞位置，以便于更优、更加合理、更加高效地进行排堵工作。结语 运载卡车和火车均为无人驾驶，全自动大型钻井机工作时只需机器人在旁控制主要操作，而中央控制中心将位于离实际矿场数千里之外的地方，看上去像是星球大战（Star Wars）电影中才会出现的场面，由于人力成本的不断提高以及采矿作业的危险性，采矿必须摆脱对人力的依赖。上述蓝图就将成为作为世界矿