5G时代智能矿山安全管理技术研究
罗晓章
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罗晓章,. 5G时代智能矿山安全管理技术研究[J]. 矿山工程与技术,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157387.
摘要:
随着5G技术的快速发展,其在智能矿山安全管理中的应用越来越广泛。在构建数字矿山和智慧矿山的背景下,提高智能矿山安全管理水平成为了当务之急。安全管理技术是实现智能安全管理的重要推动力,本文将首先分析矿山安全管理现状,了解矿山安全管理存在的问题;其次,列举矿山开采的特点;再次,提出5G智能矿山管理技术,并深入剖析5G智能矿山管理技术的内容与应用;最后,根据矿山管理情况,提出促进5G智能矿山安全管理技术应用的策略。
关键词: 5G智能矿山安全管理技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157387
基金资助:

引言

矿山作为国家经济发展的重要基础,其安全生产问题一直备受关注。然而,传统的矿山安全管理模式已经难以满足现代矿山生产的需求,尤其是在数字化、智能化转型的大背景下,矿山安全管理面临着前所未有的挑战。5G技术的出现为智能矿山安全管理提供了新的解决方案,其高速率、低时延、大连接的特点使得矿山安全管理更加精准、高效。

1.矿山安全管理现状分析

矿山的生产环境通常较为复杂和恶劣,存在着多种潜在的安全隐患,矿山作业涉及到地下开采、爆破作业、运输等多个环节,每个环节都存在一定的安全风险,这些风险可能来自于设备故障、人为操作失误、自然环境变化等多种因素,给矿山安全管理带来了很大的难度。尽管近年来矿山安全技术得到了快速发展,但仍有部分矿山在安全管理方面缺乏先进的技术手段,难以实现对生产环境的全面监控和预警,同时,一些矿山的安全管理人员缺乏必要的专业知识和实践经验,无法有效地识别和应对安全风险[1]。此外,一些矿山虽然建立了相应的安全管理制度和规章,但在实际执行过程中往往存在疏漏和不到位的情况,部分矿山对安全生产的重视程度不够,往往将经济效益置于安全之上,导致安全管理措施得不到有效落实。矿山从业人员的安全意识也是影响安全管理的重要因素,一些矿山工人对安全生产的认识不够深刻,往往抱有侥幸心理,忽视安全操作规程,增加了事故发生的可能性,同时,部分矿山在培训和教育方面投入不足,导致工人的安全技能和知识水平有限[2]

2.矿山开采特点概述

不同矿山的地质构造、岩石性质、矿体赋存状态等都有所不同,这要求开采人员具备丰富的专业知识和实践经验,能够根据具体情况制定合理的开采方案,同时,地质条件的变化也可能给开采工作带来诸多不确定因素,如突然出现的断层、涌水等,这些都增加了开采的难度和风险。矿山开采涉及的环节众多,包括探矿、采矿、运输、加工等多个方面,这些环节相互关联、相互影响,需要紧密配合和协调,例如,采矿环节需要根据矿体的赋存状态和开采技术条件,选择合理的采矿方法和工艺;运输环节则需要确保矿石的及时运输和堆放,以保证生产的连续性[3]。随着科技的进步,矿山开采逐渐实现了机械化、自动化和智能化,各种先进的采矿设备和技术不断涌现,如无人驾驶矿车、智能采矿机器人等,这些都大大提高了开采效率和安全性,然而,这也要求开采人员具备相应的操作技能和维护能力,以适应新技术和新设备的应用。此外,在开采过程中,需要充分考虑资源的合理利用和环境保护问题,避免资源浪费和环境污染,同时,随着社会对可持续发展的关注度不断提高,矿山开采也需要更加注重生态平衡和绿色发展[4]

3.5G智能矿山管理技术的内容与应用

3.1实时监测与预警系统

实时监测与预警系统通过部署在矿山各个关键区域的传感器,实时收集包括瓦斯浓度、温度、湿度、压力等在内的各种环境参数,这些传感器不仅具有高精度和高可靠性,而且能够适应矿山恶劣的工作环境,确保数据的准确性和稳定性。由于5G网络具有低时延的特性,这些数据能够迅速得到处理和分析,中央处理系统利用先进的算法和模型,对这些数据进行深入挖掘和解读,从而及时发现潜在的安全隐患。一旦系统检测到异常情况,如瓦斯浓度超标、温度异常升高等,会立即触发预警机制,预警信息通过5G网络迅速传输到矿山管理人员和相关人员的终端设备上,以便他们及时采取措施,防止事故的发生,这种快速响应机制极大地提高了矿山应对突发事件的能力。实时监测与预警系统不仅提高了矿山的安全管理水平,还为矿山的生产决策提供了有力支持,通过对历史数据的分析和比对,系统可以帮助矿山管理人员更好地了解生产环境的变化规律,优化生产流程,提高生产效率[5]

3.2设备远程监控与维护

设备远程监控通过安装在设备上的各类传感器,实时收集设备运行的状态数据,如温度、压力、振动等,这些数据经过5G网络的快速传输,可以实时显示在监控中心的屏幕上,使管理人员能够直观地了解设备的运行状态,当设备出现异常时,监控系统能够立即发出警报,提醒管理人员及时采取措施,防止设备故障扩大化。设备远程维护则利用5G网络的实时通信能力,实现了对矿山设备的远程诊断和维修,当设备出现故障时,维修人员可以通过远程控制系统,对设备进行故障诊断和维修操作,这大大减少了维修人员前往现场的时间和成本,提高了维修效率,同时,远程维护还可以实现设备软件的远程升级和配置,使设备始终保持最佳的运行状态。5G智能矿山管理技术的设备远程监控与维护应用,不仅提高了矿山设备管理的效率,还降低了设备故障对生产的影响,通过实时监控和预警,可以及时发现并解决设备隐患,避免事故的发生,同时,远程维护减少了维修人员的现场工作量,提高了工作效率,降低了维护成本[6]

3.3智能巡检与应急救援

智能巡检通过结合无人机、机器人等智能设备,实现了对矿山区域的全面、高效巡查,这些智能设备搭载高清摄像头、红外传感器等多种传感器,能够实时采集矿山环境的图像、温度、气体浓度等信息,通过5G网络的高速传输,这些信息可以迅速回传到控制中心,供管理人员进行分析和判断,这种巡检方式不仅提高了巡检的效率和准确性,还降低了巡检人员的安全风险。在应急救援方面,5G智能矿山管理技术同样发挥着重要作用,一旦发生矿山事故,应急救援团队可以迅速利用5G网络建立起高效的通信联系,通过实时视频通话、数据传输等功能,救援人员可以准确了解事故现场的情况,制定科学的救援方案,同时,5G网络还可以支持多种智能救援设备的协同作战,如无人机进行空中侦察、机器人进行现场救援等,提高了救援的效率和成功率。此外,通过对矿山周边的医疗资源、救援设备等进行实时监控和调度,可以确保在事故发生时能够及时调配足够的救援力量,最大程度地减少人员伤亡和财产损失[7]

4.促进5G智能矿山安全管理技术应用的策略

4.1加强政策引导与支持

为了促进5G智能矿山安全管理技术的广泛应用,加强政策引导与支持显得尤为重要。这不仅有助于推动相关技术的研发与创新,更能为矿山行业的安全生产和可持续发展奠定坚实基础。这包括设立专项资金,用于支持技术研发、设备采购、人才培养等方面;制定税收优惠政策,降低企业应用新技术的成本;建立技术认证和推广机制,确保技术的可靠性和有效性。政策引导还需注重行业标准的制定与统一,政府应联合行业协会、科研机构和企业,共同制定5G智能矿山安全管理技术的行业标准,确保不同厂家和设备之间的互联互通,这有助于形成统一的技术规范和市场秩序,推动技术的广泛应用。此外,政府应通过各种渠道,广泛宣传5G智能矿山安全管理技术的优势和应用效果,提高矿山企业和从业人员的认知度和接受度,同时,开展相关培训活动,提升从业人员的技能水平,使他们能够更好地应用新技术,确保矿山的安全生产。同时鼓励企业加强自主研发,推动5G智能矿山安全管理技术的不断创新,加强人才培养和引进力度,培养一批既懂技术又懂管理的复合型人才,为矿山行业的智能化发展提供有力的人才支撑[8]

4.2推进矿山信息化建设

在信息化建设的推动下,矿山能够充分利用5G技术的优势,实现安全管理的智能化、高效化,进而提升矿山生产的安全水平和效率。矿山信息化建设应立足于现有基础,对矿山生产的各个环节进行深度整合和优化,这包括建立统一的信息管理系统,实现生产数据的实时采集、传输和处理,通过数据分析和挖掘,可以及时发现潜在的安全隐患,为安全管理提供有力支持,此外,信息化建设还应注重与其他管理系统的融合,形成一套完整、高效的安全管理体系。在推进矿山信息化建设的过程中,应注重提升信息技术的应用水平,这包括加强对5G技术的研发和应用,探索5G技术与矿山安全管理的深度融合,通过5G网络的高速传输和低时延特性,可以实现矿山生产环境的实时监测和预警,提高安全管理的及时性和准确性,同时,还可以利用大数据、云计算等先进技术,对矿山生产数据进行深度分析和挖掘,为安全管理提供决策支持。除了技术应用水平的提升,矿山信息化建设还应注重人才培养和引进,矿山企业应加强与高校、科研机构的合作,共同培养一批既懂技术又懂管理的复合型人才,这些人才将成为矿山信息化建设和5G智能矿山安全管理技术应用的中坚力量,推动矿山安全生产水平的不断提升。此外,政策支持和资金投入也是推进矿山信息化建设的重要保障,政府应出台相关政策,鼓励矿山企业加大信息化建设投入,提供资金支持和税收优惠,同时,还应建立相应的监管机制,确保信息化建设的质量和效果。在推进矿山信息化建设的过程中,还应注重信息安全和隐私保护,随着信息化程度的提高,矿山生产数据的安全性和隐私性面临着越来越大的挑战,因此,在推进信息化建设的同时,必须加强对数据的安全管理和隐私保护,防止数据泄露和滥用[9]

4.3提升从业人员素质

随着科技的飞速发展,5G智能矿山安全管理技术逐渐应用于矿山生产之中,这对从业人员的素质提出了更高的要求,因此,加强从业人员的培训和教育,提升他们的专业技能和综合素质,对于推动5G智能矿山安全管理技术的广泛应用具有重要意义。5G智能矿山安全管理技术涉及众多前沿科技,包括5G通信、物联网、大数据等,从业人员需要掌握这些技术的基本原理和应用方法,以便更好地理解和应用新技术,因此,矿山企业应定期组织专业知识培训,邀请专家学者进行授课,帮助从业人员系统地学习新知识,提高技术水平。5G智能矿山安全管理技术的应用需要从业人员具备一定的实践操作能力,能够熟练地使用相关设备和系统,因此,矿山企业应注重实践操作的培训,为从业人员提供充足的实践机会,让他们在实践中掌握技能,提高操作能力。此外,5G智能矿山安全管理技术的应用旨在提高矿山生产的安全性,因此,从业人员必须具备高度的安全意识和责任意识,矿山企业应通过安全教育和培训,让从业人员深刻认识到安全生产的重要性,增强他们的安全意识和责任意识,使他们能够在工作中严格遵守安全规定,确保矿山生产的安全稳定。同时,5G智能矿山安全管理技术的应用需要多个部门和多个岗位的协同配合,因此,从业人员需要具备良好的团队协作和沟通能力,矿山企业应注重培养从业人员的团队协作精神和沟通能力,促进部门之间的协调与配合,提高整个团队的工作效率。随着科技的不断发展,5G智能矿山安全管理技术也在不断更新和升级,从业人员需要保持持续学习的态度,关注新技术的发展动态,不断提高自己的技术水平,同时,他们还应具备创新能力,能够针对矿山生产中的实际问题,提出有效的解决方案,推动技术的创新和应用。

结语

5G智能矿山安全管理技术是矿山安全生产的重要保障,其应用将有助于提高矿山安全生产水平,降低事故发生率。然而,5G智能矿山安全管理技术的应用还面临着一些挑战和问题,需要政府、企业和社会共同努力,加强政策引导、技术研发和人才培养等方面的支持,推动5G智能矿山安全管理技术的广泛应用和发展。随着5G技术的不断进步和矿山安全管理需求的不断提升,相信5G智能矿山安全管理技术将在未来发挥更大的作用,为矿山行业的安全生产和可持续发展作出重要贡献。

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