[科普中国]-露天矿生产保障技术

露天矿生产保障技术包括通信网络、预测性维修制度、计算机管理信息系统、舒适安全的作业环境。现代露天矿的主要特点之一是矿山规模大，作业人员分散，单台设备产量高，主要设备台数少，作业专业化强。为了保障各种设备的正常工作，实现相互之间的协调，必须有建立在最先进高科技基础上的生产保障体系。

通信网络为了保障露天采掘设备正常高效地生产，通过通讯网络传递的信息可分为：人员之间交流的信息，各种设备联机控制的信号，各台设备工作状态监控的资料和生产数据报表的传输四类。

各单机设备上设有无线电话，供相互传递信息，可双机通话，也可多机通信。各控制室间除有无线电话外，还设有有线电话及可与矿区信息高速公路联结的微机联网通信。

成套生产作业线上的各单机均采用联机集中控制，通过通信网络由控制室按规定顺序启动或停机。各单机上的就地控制开关，仅供紧急时使用或单机调试用。各单机是否作业、工作状态及健康情况均有信号传输到各控制室，各单机和生产线的产量、作业时间、各采样点化验产品的质量数据都及时通过通信网络送到各控制室，经过微机计算与整理，以报表的形式再传送到总控制室。总控制室装有多媒体计算机工作站，按预先编好的程序及生产计划发出指挥指令，通过计算机联网传给各控制室组织生产。总控制室及各生产线的控制室可随时通过通信网络查看矿内任何角落的生产情况及设备状态1。

预测性维修制度许多露天矿维修费用已超过直接生产费用，因此维修工作已受到各方面的关注。露天矿除设有专业的维修部门外，还与从事维修服务的企业或备件生产厂签订专项合同，协助进行维修工作。矿山备件的库存、发放及制订采购计划等管理工作均由计算机辅助完成。

每台设备都配有状态历程曲线，表示机器使用的时间及可能发生故障的几率大小。曲线图上的磨合期，表示设备使用初期由于设计与制造上存在的问题或安装、使用与维护不熟练容易发生故障。此阶段应加强管理，使其尽快进入下一阶段。正常运转期一般只要注意正确使用与按规定维护，此阶段故障率最低。此时应尽量发挥设备的作用，取得最大的效益。耗损期设备全面磨损严重，疲劳、断裂现象均可能发生，事故率成倍上升。使用中应加强监视，及时更换老化的部件。当单位产值的消耗达到指标时应将设备及时淘汰。日常维护如注油，润滑控制及局部调整等大多已实现自动化，司机只需要定时巡视监督。

设备重要部件都装有实时监测装置，将其状态通过信号显示在司机室内的显示屏上。同时通过控制室传递给维修部门。每台设备的状态和维修记录都贮存在微机维护管理系统内，根据状态发展趋势及时编制订购备件和维修计划。当状态变化到一定阶段或有故障先兆出现时，自动发出指令、显示和打印出来，提示给维修人员。一般在故障出现前就将其更换或处理好，使设备总处于良好的工作状态。不会发生因事故而停机的现象。

消除设备故障预兆是维修人员的主要职责。维修工作主要是更换组件或部件。设备的备件都是由专业化制造厂提供，他们的备件库实行24/72式服务，即一般情况下收到用户所需备件清单的传真后，72h内可将货送到，紧急时在24h内送到。因此，矿山存储的备件很少。必要时备件制造厂还可派出技术人员协助进行组部件更换。换下来的组部件由各备件库收回，送往备件制造厂处理，大部分零件修复后可以再用。

这种预测性计划维护及组部件更换式检修影响设备作业时间短，维修费用低，修复质量高，生产矿山承担的检修工作量最小2。

计算机管理信息系统矿山管理信息系统由人与计算机共同组成，利用计算机网络向矿山管理部门提供有选择的信息以供决策。

管理信息系统可分为单功能系统与多功能系统。单功能系统指具有单一功能的系统，如仓库管理系统，工资管理系统等；多功能系统则是将不同职能的管理部门实行横向集成，或者将具有相同职能的各级管理部门实行纵向集成。

数据库的建立是管理信息系统中的关键一环。数据库应具备完整的功能，如数据库的编制、补充、更新与检索功能，数据的显示与记录功能，存储器的保护及保密功能，以及满足通信管理、用户语言处理及数据运算等要求的功能等。

20世纪70年代国外矿山开始出现矿山管理信息系统，当时大多使用中小型计算机，以主机-终端的模式进行集中处理。80年代以来，由于微型计算机技术的迅速发展，逐渐采用微型机" 局域网模式进行分布处理。其优点是：系统投资低，只需相同性能小型机系统的几分之一；微型机通用性强，可兼容多种系统软件，因而使软件开发周期成倍缩短；微型机-局域网系统灵活性强，硬件更新或补充方便；运行可靠性高，一旦出现局部故障不会影响全局，且易于处理。

我国南芬露天铁矿已建成矿山管理信息系统，包括地测管理子系统，年、季计划编制子系统，月、周、日计划编制子系统，生产调度子系统，设备管理子系统，库存管理子系统，成本管理子系统，网络管理及数据字典管理子系统等。霍林河露天煤矿也在建立自己的矿山管理信息系统。

随着信息时代的迅疾发展，矿山管理信息系统（MIS）将采用更先进的计算机工作站及通信系统，以满足矿山系统多种特殊功能的需要，并保证系统的有效运行；与开发决策支持系统（DSS）结合起来，作出面向高层管理的有效决策，以加强系统的优化功能；进一步加强与煤炭工业管理信息系统的纵向联网及与国内外计算机网络的横向联系，实现信息共享，互相促进，共同发展。

舒适安全的作业环境炎热的夏季工作面人造小气候系统工程已经进入工业性试验阶段，低能耗、无污染的冰浆致冷技术已成熟，巨大的强力轴流风机进行着冷热交换，使工作面局部温度降到25℃以下。冬季高效热幅射式暖风器使工作面局部温度上升到10℃。这些设备的能源主要取自太阳，不足部分由电网供给。

为了防止煤炭自燃或扑灭火灾，发泡性界面封闭剂被广泛使用。该封闭剂由喷枪发射，发泡效率高，附着力强，不透气，作用持续时间长，冷却速率高，能将遮盖的物料与空气隔绝，还具有降低煤炭化学活性的特点。与发泡性界面封闭剂性能类似的阻燃剂被用来预防煤层自燃。阻燃剂通过钻孔注入地下，其特点是渗透性强，遇火后或达到一定温度时，液态的阻燃剂生成大量阻燃气体，防止煤层自燃。

现代化的露天矿生产更需要有高素质的员工。矿山的机器设备、仪器仪表，在采场、运输线上、各控制室、车间或办公室内，随处可见，但工作人员却廖廖无几。听到的只是机器与仪表均匀稳健的动作声。偶而见到一个人，也是来去匆匆，体现出快节奏工作的气氛。每个员工都要会使用各种现代化的办公、管理仪器设备和系统，都能操作和监视各种机器和设备。在现代化矿区的工作人员，从矿长，总工程师到机器司机或维修人员都要具有较高的科学技术素质和某项专门的业务知识。

为了总结近期的工作，熟悉本矿的变化，了解新技术的发展与应用，最终提高各自本职工作的效率，微机管理系统中早已安排好定期对各类人员的培训日程表。一般时间都很短，一天或半天。通过多媒体微机联网听课，虚拟作业训练，观看录相或到现场操作学习。需要资料时，可随时打印出来，未掌握的部分可以重放。较长时间的系统培训则安排在每年员工休假月的前后进行。各部门的培训次数可能相差很大，技术更新快，难度大的则次数多。

新员工人矿工作前必须经过矿培训中心的水平考核，一般还要经过上岗前的技术培训和实习阶段，通过了岗位工作考核后，才能正式上岗。这种制度保证每个员工既具有一定的科学技术知识和政治素质，又对即将工作的岗位有比较熟练的专业操作和管理能力。

对在岗员工则进行定期考核。考核的手续简便，目标明确，主要标准是业绩与贡献，检查其工作质量和效率。工作质量差，效率低，跟不上新发展的员工要进行重新培训，达不到限期改正者，调离本岗位。

矿业员工的平均年龄已降到低于40岁，工作时限平均只有10年，但人员的教育水平是各类产业最高的。80%的员工达到大专水平，其中大专及以上学历者占15%以上。高素质的员工队伍保证了矿山技术的不断更新，生产效率和经济效率不断提高3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学