第7講礦山生產(chǎn)調(diào)度管理

礦山生產(chǎn)調(diào)度管理邊界品位指標(biāo)的管理與優(yōu)化1

礦山生產(chǎn)調(diào)度概述2露天礦的生產(chǎn)調(diào)度3地下礦的生產(chǎn)調(diào)度管理4生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)的發(fā)展1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述(1)什么是調(diào)度？(2)為什么要調(diào)度？(3)怎么調(diào)度？(4)調(diào)度的產(chǎn)品/結(jié)果是什么？1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述為什么要調(diào)度？生產(chǎn)計劃完成計劃生成產(chǎn)品如何落實？怎么協(xié)調(diào)？人員和設(shè)備怎么安排？各環(huán)節(jié)工作正常嗎？出現(xiàn)問題如何處理？臨時性工作如何安排？生產(chǎn)順利嗎？能完成計劃嗎？調(diào)度：組織執(zhí)行生產(chǎn)進(jìn)度計劃1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述地下礦的主生產(chǎn)過程：生產(chǎn)準(zhǔn)備—落礦—回采—運輸—提升—選礦相應(yīng)的輔助生產(chǎn)過程：

通風(fēng)、排水、動力(供風(fēng)、供電)、生產(chǎn)用水、材料、設(shè)備維修、井巷維護(hù)礦山的生產(chǎn)過程很復(fù)雜嗎？1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述露天礦的主生產(chǎn)過程：穿爆—采裝—運輸—排土—選礦相應(yīng)的輔助生產(chǎn)過程：

設(shè)備維護(hù)、動力供應(yīng)、線路移設(shè)及維護(hù)、疏干排水、采場降塵、材料供應(yīng)礦山的生產(chǎn)過程很復(fù)雜嗎？1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述主溜井采區(qū)溜井主溜井鏟運機(jī)計量數(shù)據(jù)鏟運機(jī)運行軌跡料位監(jiān)測料位監(jiān)測數(shù)據(jù)料位監(jiān)測數(shù)據(jù)有軌運輸皮帶運輸系統(tǒng)皮帶運行工況數(shù)據(jù)粗碎工況數(shù)據(jù)機(jī)車計量數(shù)據(jù)機(jī)車運行軌跡采區(qū)溜井采區(qū)溜井機(jī)車運行指令機(jī)車調(diào)度計劃出礦指令（臺班+時間+位置+量）主溜井出礦點運輸計劃列車運行計劃圖表列車編組列車狀態(tài)運輸工程溜井出礦系統(tǒng)出礦計劃出礦點狀態(tài)數(shù)據(jù)采礦計劃優(yōu)化采場的開采狀態(tài)數(shù)據(jù)采場鑿巖穿爆采礦指令（臺班+時間+位置+量）采礦設(shè)備作業(yè)數(shù)據(jù)采礦設(shè)備運行軌跡選礦廠1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述礦山的生產(chǎn)過程很復(fù)雜嗎？每個作業(yè)環(huán)節(jié)

工序

班組

設(shè)備

人員調(diào)度的重要職能：組織和協(xié)調(diào)1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述礦山的調(diào)度除了協(xié)調(diào)生產(chǎn)，還要做什么呢？隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，需要采集如下信息：出礦記錄運輸記錄提升記錄選礦記錄環(huán)境監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測出礦臺賬運輸臺賬提升臺賬選礦臺賬監(jiān)測報告設(shè)備運行臺賬調(diào)度日報生產(chǎn)調(diào)度的作用保證生產(chǎn)過程順利進(jìn)行收集生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)關(guān)系、貫徹調(diào)度指令如何落實？怎么協(xié)調(diào)？人員和設(shè)備怎么安排？各環(huán)節(jié)工作正常嗎？出現(xiàn)問題如何處理？臨時性工作如何安排？生產(chǎn)順利嗎？能完成計劃嗎？1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述生產(chǎn)調(diào)度工作制度值班制度調(diào)度會制度現(xiàn)場調(diào)度制度班前班后小組會制度1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述礦山生產(chǎn)調(diào)度的特點作業(yè)地點分散且逐漸移動多種機(jī)械、多種工序配合作業(yè)生產(chǎn)作業(yè)呈周期性循環(huán)作業(yè)條件惡劣，安全隱患多信息可靠程度低1礦山生產(chǎn)調(diào)度概述2露天礦生產(chǎn)調(diào)度GPS技術(shù)及其應(yīng)用(1)常規(guī)調(diào)度有線電話無線電話對講機(jī)，電臺(2)現(xiàn)代信息技術(shù)車載發(fā)射裝置

GPS技術(shù)2露天礦生產(chǎn)調(diào)度GPS(GlobalPositioningSystem)是20世紀(jì)70年代由美國研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它利用導(dǎo)航衛(wèi)星和地面站為全球提供全天候﹑高精度﹑連續(xù)﹑實時的三維坐標(biāo)﹑三維速度和定位信息，地球表面上任何地點均可用于定位和導(dǎo)航。1989年開始發(fā)射衛(wèi)星，1994年3月全部建成，歷時20余年，耗資300億美元。GPS技術(shù)簡介系統(tǒng)包括三大部分：空間部分—GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分—GPS信號接收機(jī)。GPS技術(shù)簡介空間部分—GPS衛(wèi)星星座GPS的空間部分是由24顆工作衛(wèi)星組成，它位于距地表20200km的上空，均勻分布在6個軌道面上，軌道傾角為55°。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。GPS技術(shù)簡介空間部分—GPS衛(wèi)星星座GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼，一組稱為C/A碼；一組稱為P碼。P碼因頻率較高，不易受干擾，定位精度高，因此受美國軍方管制，并設(shè)有密碼，一般民間無法解讀，主要為美國軍方服務(wù)。C/A碼人為采取措施而刻意降低精度后，主要開放給民間使用。GPS技術(shù)簡介地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)地面控制部分由1個主控站，3個地面注入站和5個全球監(jiān)測站組成。地面監(jiān)控系統(tǒng)的作用是檢測、調(diào)整衛(wèi)星參數(shù)，控制衛(wèi)星正常工作。GPS技術(shù)簡介用戶設(shè)備部分—GPS信號接收機(jī)GPS信號接收機(jī)主要功能是捕獲按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理器就可計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。GPS技術(shù)簡介GPS的定位原理基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。單點定位相對定位(差分定位)關(guān)于選擇可用性（SA），2000年3月關(guān)閉。GPS技術(shù)簡介GPS的功能與應(yīng)用導(dǎo)航定位測量授時位移檢測軍事用途GPS技術(shù)簡介影響GPS精度的主要因素衛(wèi)星的幾何分布校正頻率信號反射，多路性露天礦的形狀大氣的影響GPS技術(shù)簡介GPS的主要優(yōu)點覆蓋范圍廣定位速度快抗干擾性能好保密性強(qiáng)GPS技術(shù)簡介其它導(dǎo)航系統(tǒng)美國的GPS（GlobalPositioningSystem）系統(tǒng)俄羅斯的GLONASS（GlobalNavigationSatelliteSystem）系統(tǒng)。歐盟的伽利略計劃中國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)GPS技術(shù)簡介其它導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS系統(tǒng)1976年啟動，由24顆衛(wèi)星組成，包括21顆工作星和3顆備份星，分布于3個圓形軌道面上，軌道高度19100千米，傾角64.8°。和GPS系統(tǒng)不同，GLONASS系統(tǒng)使用頻分多址（FDMA）的方式。GLONASS系統(tǒng)設(shè)計定位精度水平向為100米，垂直向為150米。GPS技術(shù)簡介其它導(dǎo)航系統(tǒng)目前GLONASS工作不穩(wěn)定，衛(wèi)星工作壽命短，在軌衛(wèi)星只12顆；用戶設(shè)備發(fā)展緩慢，生產(chǎn)廠家少，設(shè)備體積大而笨重；由于采用的是FDMA，所以用戶接收機(jī)中頻率綜合器復(fù)雜；對GPS/GLONASS兼容接收機(jī)，需解決兩系統(tǒng)的時間和坐標(biāo)系統(tǒng)問題。GPS技術(shù)簡介其它導(dǎo)航系統(tǒng)“伽利略”衛(wèi)星定位系統(tǒng)將由30顆軌道衛(wèi)星組成，衛(wèi)星的軌道高度為2.4萬公里，傾角為56度，分布在3個軌道面上，每個軌道面部署9顆工作星和1顆在軌備用星。“伽利略”為地面用戶提供3種信號：免費使用的信號、加密且需交費使用的信號、加密且需滿足更高要求的信號。其精度依次提高，最高精度比GPS高10倍，即使是免費使用的信號精度也達(dá)到6米。GPS技術(shù)簡介其它導(dǎo)航系統(tǒng)中國在2000年和2003年先后發(fā)射了三顆“北斗一號”衛(wèi)星，成為世界上繼美國和俄羅斯之后，第三個擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。2012年10月25日，“長征三號”成功將第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。這是我國二代北斗導(dǎo)航工程的最后一顆衛(wèi)星，至此，我國北斗導(dǎo)航工程區(qū)域組網(wǎng)順利完成GPS技術(shù)簡介其它導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于2012年前具備亞太地區(qū)區(qū)域服務(wù)能力；2020年左右，具備覆蓋全球的服務(wù)能力。2010年3月22日，國家電網(wǎng)的精確授時系統(tǒng)由GPS改為北斗一號，結(jié)束了長期受制于人的局面。GPS技術(shù)簡介鉆機(jī)精確定位與作業(yè)控制電鏟作業(yè)優(yōu)化控制卡車跟蹤與優(yōu)化調(diào)度推土機(jī)作業(yè)優(yōu)化控制露天礦邊坡位移檢測GPS技術(shù)的應(yīng)用Dispatch是美國模塊采礦系統(tǒng)公司開發(fā)的一種礦山管理系統(tǒng)，應(yīng)用于露天礦的優(yōu)化運輸生產(chǎn)。起初，這個系統(tǒng)只是用于運輸汽車的調(diào)度，如今已經(jīng)發(fā)展成可以全面提供實時數(shù)據(jù)、前期生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及儲存數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。系統(tǒng)也可與主設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的用于監(jiān)測設(shè)備工況的機(jī)載可編程邏輯控制器(PLC)連接。應(yīng)用實例1980年，PhelpsDodgeTyrone礦業(yè)公司首先采用了第一個汽車調(diào)度用Dispatch系統(tǒng)，該系統(tǒng)與一個包括無線電數(shù)據(jù)收發(fā)裝置的車載計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合使用，操作員控制盤顯示器只能顯示4位數(shù)。利用設(shè)在全礦的射頻信號標(biāo)探測汽車的位置，當(dāng)汽車通過時，射頻信號標(biāo)就向Dispatch中心計算機(jī)報告它的位置。應(yīng)用實例模塊公司在不斷地完善Dispatch系統(tǒng)的同時，于1999年3月推出了包括Dispatch系統(tǒng)在內(nèi)的智能化礦山的軟件包系列產(chǎn)品，智能化礦山的所有模塊產(chǎn)品和幫助信息都能同時運行，因此可以說該公司的產(chǎn)品已開始進(jìn)入集成決策平臺的時代。應(yīng)用實例模塊公司的第88套Dispatch礦山管理系統(tǒng)1998年被中國購買并應(yīng)用于德興銅礦。系統(tǒng)指揮調(diào)度60輛汽車、11臺電鏟、4臺鉆機(jī)、2臺破碎機(jī)和4套邊坡監(jiān)測的計算機(jī)系統(tǒng)，采用微波網(wǎng)把實時的Dispatch生產(chǎn)信息傳送到礦山管理大樓和生產(chǎn)辦公室。應(yīng)用實例該系統(tǒng)主要包括：(1)卡車調(diào)度系統(tǒng)(2)鉆機(jī)穿孔管理系統(tǒng)(3)GPS定位系統(tǒng)，其精度可達(dá)1—5m以內(nèi)(4)邊坡監(jiān)測系統(tǒng)(5)配礦系統(tǒng)(6)生產(chǎn)、設(shè)備管理系統(tǒng)(7)設(shè)備故障監(jiān)控報警(8)模擬系統(tǒng)應(yīng)用實例應(yīng)用實踐證明，Dispatch系統(tǒng)是提高礦山生產(chǎn)能力、節(jié)約投資和降低成本的一種行之有效的先進(jìn)技術(shù)采用該系統(tǒng)的礦山，生產(chǎn)能力可以提高7％一10％德興銅礦自1998年7月投人使用以來，已提高設(shè)備效率6％以上，并可相應(yīng)減少設(shè)備事故。100萬美元購買該系統(tǒng)的投資大約2年就全部收回。GPS的應(yīng)用前景。應(yīng)用實例3地下礦生產(chǎn)調(diào)度地下礦生產(chǎn)調(diào)度的特點需要解決的問題：(1)井下移動通訊問題(2)人員的跟蹤定位問題(3)移動設(shè)備的跟蹤定位問題(4)固定設(shè)備的檢測問題地下礦生產(chǎn)調(diào)度的難點有線通訊技術(shù)無線小靈通系統(tǒng)漏泄通訊系統(tǒng)井下無線局域網(wǎng)技術(shù)井下無線通訊技術(shù)應(yīng)用實例：某黃金礦山井下人機(jī)定位及調(diào)度指揮綜合信息系統(tǒng)系統(tǒng)是WIFI無線以太網(wǎng)技術(shù)、Zigbee微功耗無線定位及數(shù)傳技術(shù)、VOIP語音技術(shù)、IP視頻技術(shù)、IP語音廣播技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、管理信息系統(tǒng)(MIS)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。井下人機(jī)定位系統(tǒng)實現(xiàn)功能：定位、安全控制、考勤井下車輛調(diào)度/信號指揮系統(tǒng)語音/廣播/通信/應(yīng)急指揮信息采集井下人機(jī)定位技術(shù)礦山用大量生產(chǎn)設(shè)備分散在井下和地面不同的部位，如提升設(shè)備、排水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、壓風(fēng)設(shè)備、碎礦設(shè)備、磨礦設(shè)備、選礦設(shè)備、尾礦輸送設(shè)備、充填設(shè)備、輸變電設(shè)備等。如何檢測監(jiān)控這些設(shè)備的工作參數(shù)、運行狀態(tài)是地下礦生產(chǎn)調(diào)度的一個重要任務(wù)。固定設(shè)備模擬監(jiān)控技術(shù)安裝傳感器，采集這些設(shè)備的運行狀態(tài)、工作參數(shù)、處理量信息等信息，通過分布在地表和井下的工業(yè)以太網(wǎng)，傳輸?shù)缴a(chǎn)調(diào)度監(jiān)控中心，進(jìn)行特殊處理后，模擬顯示到監(jiān)控屏幕上，便于管理人員及時了解全礦的生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)，掌握各生產(chǎn)系統(tǒng)的工作參數(shù)，以便調(diào)度指揮生產(chǎn)。固定設(shè)備模擬監(jiān)控技術(shù)3.4固定設(shè)備模擬監(jiān)控技術(shù)4生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)的發(fā)展優(yōu)化調(diào)度管控流程加快信息化建議步伐完善調(diào)度管理手段提高調(diào)度管理人員素質(zhì)生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)的發(fā)展基于行業(yè)現(xiàn)狀和數(shù)字化發(fā)展趨勢，國際先進(jìn)礦業(yè)企業(yè)積極采取行動，已經(jīng)從數(shù)據(jù)分析，決策支持、綜合計劃、遠(yuǎn)程監(jiān)測、生產(chǎn)核算等多方面布局。Freeport-McMoRanCopper&Gold費利蒲麥克莫蘭銅金公司井下實時監(jiān)測車輛實時監(jiān)控預(yù)測/規(guī)劃數(shù)據(jù)集成云平臺實時移動設(shè)備儀表盤監(jiān)測Vale淡水河谷工廠自動化港口鐵路自動化個人信息管理和控制回路BHPBilliton必和必拓綜合計劃排產(chǎn)自動化車隊實時遠(yuǎn)程操控Codelco智利國家銅公司資產(chǎn)運營管理遠(yuǎn)程操控高級分析綜合計劃排產(chǎn)自動化車隊AngloAmerican英美資源生產(chǎn)核算貿(mào)易與生產(chǎn)計劃排產(chǎn)集成RioTinto力拓自動化車隊遠(yuǎn)程操作中心/DSP承包商管理生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)的發(fā)展RIOTINTO力拓，建立設(shè)備預(yù)知性大數(shù)據(jù)分析平臺，使設(shè)備非計劃停工時間最大減少至75%，設(shè)備生產(chǎn)效率提升5%到25%，設(shè)備總體成本降低至15%至30%，項目投資回報率超過10倍。RIOTINTO案例描述：力拓集團(tuán)采用設(shè)備預(yù)知性實施方案搭建設(shè)備預(yù)知平臺，構(gòu)建設(shè)備故障預(yù)測模型。通過高級的分析方法，分析設(shè)備正常和接近故障的性能狀態(tài)，以及設(shè)備當(dāng)前的工作參數(shù)，進(jìn)行設(shè)備預(yù)知性判斷。通過先進(jìn)模型對發(fā)動機(jī)在不同工作參數(shù)下的易損性，運行狀態(tài)進(jìn)行分類，對發(fā)動機(jī)健康性實時分析，預(yù)知故障，提前采取相應(yīng)措施。力拓集團(tuán)澳大利亞某礦廠通過分析數(shù)據(jù)、搭建預(yù)警模型、模型準(zhǔn)確性和可靠性校核及模型部署模型預(yù)警報告四個步驟實現(xiàn)工程車引擎的故障預(yù)知性分析，杜絕非計劃性故障。實現(xiàn)成果：設(shè)備預(yù)警與診斷：對于關(guān)鍵設(shè)備，特別是工藝條件苛刻、設(shè)備價值昂貴的裝置，通過生產(chǎn)過程中的早期預(yù)警與診斷，幫助工藝相關(guān)人員穩(wěn)定生產(chǎn)運行。設(shè)備預(yù)知性模型：搭建設(shè)備故障預(yù)知模型，分析設(shè)備工藝參數(shù)，定義設(shè)備參數(shù)故障區(qū)間，通過監(jiān)控參數(shù)和故障預(yù)知模型的結(jié)果，提前安排設(shè)備檢修計劃，增加設(shè)備壽命的同時使設(shè)備故障帶來的生產(chǎn)損失降到最低。設(shè)備故障定位及可視化展示：對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，通過模型分析查找到設(shè)備故障產(chǎn)生的原因，及時調(diào)整設(shè)備工藝參數(shù)，提高設(shè)備使用周期，避免出現(xiàn)設(shè)備故障。力拓集團(tuán)