第7讲矿山生产调度管理

矿山生产调度管理边界品位指标的管理与优化1

矿山生产调度概述2露天矿的生产调度3地下矿的生产调度管理4生产调度技术的发展1矿山生产调度概述(1)什么是调度？(2)为什么要调度？(3)怎么调度？(4)调度的产品/结果是什么？1矿山生产调度概述为什么要调度？生产计划完成计划生成产品如何落实？怎么协调？人员和设备怎么安排？各环节工作正常吗？出现问题如何处理？临时性工作如何安排？生产顺利吗？能完成计划吗？调度：组织执行生产进度计划1矿山生产调度概述地下矿的主生产过程：生产准备—落矿—回采—运输—提升—选矿相应的辅助生产过程：

通风、排水、动力(供风、供电)、生产用水、材料、设备维修、井巷维护矿山的生产过程很复杂吗？1矿山生产调度概述露天矿的主生产过程：穿爆—采装—运输—排土—选矿相应的辅助生产过程：

设备维护、动力供应、线路移设及维护、疏干排水、采场降尘、材料供应矿山的生产过程很复杂吗？1矿山生产调度概述主溜井采区溜井主溜井铲运机计量数据铲运机运行轨迹料位监测料位监测数据料位监测数据有轨运输皮带运输系统皮带运行工况数据粗碎工况数据机车计量数据机车运行轨迹采区溜井采区溜井机车运行指令机车调度计划出矿指令（台班+时间+位置+量）主溜井出矿点运输计划列车运行计划图表列车编组列车状态运输工程溜井出矿系统出矿计划出矿点状态数据采矿计划优化采场的开采状态数据采场凿岩穿爆采矿指令（台班+时间+位置+量）采矿设备作业数据采矿设备运行轨迹选矿厂1矿山生产调度概述矿山的生产过程很复杂吗？每个作业环节

工序

班组

设备

人员调度的重要职能：组织和协调1矿山生产调度概述矿山的调度除了协调生产，还要做什么呢？随着生产的进行，需要采集如下信息：出矿记录运输记录提升记录选矿记录环境监测设备监测出矿台账运输台账提升台账选矿台账监测报告设备运行台账调度日报生产调度的作用保证生产过程顺利进行收集生产动态数据协调关系、贯彻调度指令如何落实？怎么协调？人员和设备怎么安排？各环节工作正常吗？出现问题如何处理？临时性工作如何安排？生产顺利吗？能完成计划吗？1矿山生产调度概述生产调度工作制度值班制度调度会制度现场调度制度班前班后小组会制度1矿山生产调度概述矿山生产调度的特点作业地点分散且逐渐移动多种机械、多种工序配合作业生产作业呈周期性循环作业条件恶劣，安全隐患多信息可靠程度低1矿山生产调度概述2露天矿生产调度GPS技术及其应用(1)常规调度有线电话无线电话对讲机，电台(2)现代信息技术车载发射装置

GPS技术2露天矿生产调度GPS(GlobalPositioningSystem)是20世纪70年代由美国研制的新一代空间卫星导航定位系统。它利用导航卫星和地面站为全球提供全天候﹑高精度﹑连续﹑实时的三维坐标﹑三维速度和定位信息，地球表面上任何地点均可用于定位和导航。1989年开始发射卫星，1994年3月全部建成，历时20余年，耗资300亿美元。GPS技术简介系统包括三大部分：空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。GPS技术简介空间部分—GPS卫星星座GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，它位于距地表20200km的上空，均匀分布在6个轨道面上，轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图象。GPS技术简介空间部分—GPS卫星星座GPS卫星产生两组电码，一组称为C/A码；一组称为P码。P码因频率较高，不易受干扰，定位精度高，因此受美国军方管制，并设有密码，一般民间无法解读，主要为美国军方服务。C/A码人为采取措施而刻意降低精度后，主要开放给民间使用。GPS技术简介地面控制部分—地面监控系统地面控制部分由1个主控站，3个地面注入站和5个全球监测站组成。地面监控系统的作用是检测、调整卫星参数，控制卫星正常工作。GPS技术简介用户设备部分—GPS信号接收机GPS信号接收机主要功能是捕获按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率等数据。根据这些数据，接收机中的微处理器就可计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。GPS技术简介GPS的定位原理基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。单点定位相对定位(差分定位)关于选择可用性（SA），2000年3月关闭。GPS技术简介GPS的功能与应用导航定位测量授时位移检测军事用途GPS技术简介影响GPS精度的主要因素卫星的几何分布校正频率信号反射，多路性露天矿的形状大气的影响GPS技术简介GPS的主要优点覆盖范围广定位速度快抗干扰性能好保密性强GPS技术简介其它导航系统美国的GPS（GlobalPositioningSystem）系统俄罗斯的GLONASS（GlobalNavigationSatelliteSystem）系统。欧盟的伽利略计划中国的北斗卫星系统GPS技术简介其它导航系统GLONASS系统1976年启动，由24颗卫星组成，包括21颗工作星和3颗备份星，分布于3个圆形轨道面上，轨道高度19100千米，倾角64.8°。和GPS系统不同，GLONASS系统使用频分多址（FDMA）的方式。GLONASS系统设计定位精度水平向为100米，垂直向为150米。GPS技术简介其它导航系统目前GLONASS工作不稳定，卫星工作寿命短，在轨卫星只12颗；用户设备发展缓慢，生产厂家少，设备体积大而笨重；由于采用的是FDMA，所以用户接收机中频率综合器复杂；对GPS/GLONASS兼容接收机，需解决两系统的时间和坐标系统问题。GPS技术简介其它导航系统“伽利略”卫星定位系统将由30颗轨道卫星组成，卫星的轨道高度为2.4万公里，倾角为56度，分布在3个轨道面上，每个轨道面部署9颗工作星和1颗在轨备用星。“伽利略”为地面用户提供3种信号：免费使用的信号、加密且需交费使用的信号、加密且需满足更高要求的信号。其精度依次提高，最高精度比GPS高10倍，即使是免费使用的信号精度也达到6米。GPS技术简介其它导航系统中国在2000年和2003年先后发射了三颗“北斗一号”卫星，成为世界上继美国和俄罗斯之后，第三个拥有卫星导航系统的国家。2012年10月25日，“长征三号”成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是我国二代北斗导航工程的最后一颗卫星，至此，我国北斗导航工程区域组网顺利完成GPS技术简介其它导航系统北斗卫星导航系统于2012年前具备亚太地区区域服务能力；2020年左右，具备覆盖全球的服务能力。2010年3月22日，国家电网的精确授时系统由GPS改为北斗一号，结束了长期受制于人的局面。GPS技术简介钻机精确定位与作业控制电铲作业优化控制卡车跟踪与优化调度推土机作业优化控制露天矿边坡位移检测GPS技术的应用Dispatch是美国模块采矿系统公司开发的一种矿山管理系统，应用于露天矿的优化运输生产。起初，这个系统只是用于运输汽车的调度，如今已经发展成可以全面提供实时数据、前期生产数据以及储存数据的系统。系统也可与主设备生产厂家提供的用于监测设备工况的机载可编程逻辑控制器(PLC)连接。应用实例1980年，PhelpsDodgeTyrone矿业公司首先采用了第一个汽车调度用Dispatch系统，该系统与一个包括无线电数据收发装置的车载计算机系统结合使用，操作员控制盘显示器只能显示4位数。利用设在全矿的射频信号标探测汽车的位置，当汽车通过时，射频信号标就向Dispatch中心计算机报告它的位置。应用实例模块公司在不断地完善Dispatch系统的同时，于1999年3月推出了包括Dispatch系统在内的智能化矿山的软件包系列产品，智能化矿山的所有模块产品和帮助信息都能同时运行，因此可以说该公司的产品已开始进入集成决策平台的时代。应用实例模块公司的第88套Dispatch矿山管理系统1998年被中国购买并应用于德兴铜矿。系统指挥调度60辆汽车、11台电铲、4台钻机、2台破碎机和4套边坡监测的计算机系统，采用微波网把实时的Dispatch生产信息传送到矿山管理大楼和生产办公室。应用实例该系统主要包括：(1)卡车调度系统(2)钻机穿孔管理系统(3)GPS定位系统，其精度可达1—5m以内(4)边坡监测系统(5)配矿系统(6)生产、设备管理系统(7)设备故障监控报警(8)模拟系统应用实例应用实践证明，Dispatch系统是提高矿山生产能力、节约投资和降低成本的一种行之有效的先进技术采用该系统的矿山，生产能力可以提高7％一10％德兴铜矿自1998年7月投人使用以来，已提高设备效率6％以上，并可相应减少设备事故。100万美元购买该系统的投资大约2年就全部收回。GPS的应用前景。应用实例3地下矿生产调度地下矿生产调度的特点需要解决的问题：(1)井下移动通讯问题(2)人员的跟踪定位问题(3)移动设备的跟踪定位问题(4)固定设备的检测问题地下矿生产调度的难点有线通讯技术无线小灵通系统漏泄通讯系统井下无线局域网技术井下无线通讯技术应用实例：某黄金矿山井下人机定位及调度指挥综合信息系统系统是WIFI无线以太网技术、Zigbee微功耗无线定位及数传技术、VOIP语音技术、IP视频技术、IP语音广播技术、工业控制技术、地理信息系统(GIS)、管理信息系统(MIS)的综合应用系统。井下人机定位系统实现功能：定位、安全控制、考勤井下车辆调度/信号指挥系统语音/广播/通信/应急指挥信息采集井下人机定位技术矿山用大量生产设备分散在井下和地面不同的部位，如提升设备、排水设备、通风设备、压风设备、碎矿设备、磨矿设备、选矿设备、尾矿输送设备、充填设备、输变电设备等。如何检测监控这些设备的工作参数、运行状态是地下矿生产调度的一个重要任务。固定设备模拟监控技术安装传感器，采集这些设备的运行状态、工作参数、处理量信息等信息，通过分布在地表和井下的工业以太网，传输到生产调度监控中心，进行特殊处理后，模拟显示到监控屏幕上，便于管理人员及时了解全矿的生产设备运行状态，掌握各生产系统的工作参数，以便调度指挥生产。固定设备模拟监控技术3.4固定设备模拟监控技术4生产调度技术的发展优化调度管控流程加快信息化建议步伐完善调度管理手段提高调度管理人员素质生产调度技术的发展基于行业现状和数字化发展趋势，国际先进矿业企业积极采取行动，已经从数据分析，决策支持、综合计划、远程监测、生产核算等多方面布局。Freeport-McMoRanCopper&Gold费利蒲麦克莫兰铜金公司井下实时监测车辆实时监控预测/规划数据集成云平台实时移动设备仪表盘监测Vale淡水河谷工厂自动化港口铁路自动化个人信息管理和控制回路BHPBilliton必和必拓综合计划排产自动化车队实时远程操控Codelco智利国家铜公司资产运营管理远程操控高级分析综合计划排产自动化车队AngloAmerican英美资源生产核算贸易与生产计划排产集成RioTinto力拓自动化车队远程操作中心/DSP承包商管理生产调度技术的发展RIOTINTO力拓，建立设备预知性大数据分析平台，使设备非计划停工时间最大减少至75%，设备生产效率提升5%到25%，设备总体成本降低至15%至30%，项目投资回报率超过10倍。RIOTINTO案例描述：力拓集团采用设备预知性实施方案搭建设备预知平台，构建设备故障预测模型。通过高级的分析方法，分析设备正常和接近故障的性能状态，以及设备当前的工作参数，进行设备预知性判断。通过先进模型对发动机在不同工作参数下的易损性，运行状态进行分类，对发动机健康性实时分析，预知故障，提前采取相应措施。力拓集团澳大利亚某矿厂通过分析数据、搭建预警模型、模型准确性和可靠性校核及模型部署模型预警报告四个步骤实现工程车引擎的故障预知性分析，杜绝非计划性故障。实现成果：设备预警与诊断：对于关键设备，特别是工艺条件苛刻、设备价值昂贵的装置，通过生产过程中的早期预警与诊断，帮助工艺相关人员稳定生产运行。设备预知性模型：搭建设备故障预知模型，分析设备工艺参数，定义设备参数故障区间，通过监控参数和故障预知模型的结果，提前安排设备检修计划，增加设备寿命的同时使设备故障带来的生产损失降到最低。设备故障定位及可视化展示：对设备数据进行监控，通过模型分析查找到设备故障产生的原因，及时调整设备工艺参数，提高设备使用周期，避免出现设备故障。力拓集团