井下开采智能采准生产管控的方法

1673 编辑：管理员来源：中冶北方（大连）工程技术有限公司

2021-11-04 14:32:25

权利要求

1.井下开采智能采准生产管控的方法，包括数据库服务器，其特征在于包括下列步骤：

S1：采准工程设计

S1.1：在分段平面布置图上布置采准工程包括脉外联络道、进路、切割巷道、斜坡道联络道、采区溜井、采区进风天井、回风天井、采区溜井联络道、采区进风天井联络道和采区回风天井联络道；每个巷道中心线都赋有巷道名称和断面尺寸属性信息；

S1.2：将采准工程设计结果和属性信息上传至数据库服务器；

S2：采准月计划编制

S2.1：利用设计完的采准工程；

S2.2：确定采准工程的起始施工点；

S2.3：选择凿岩设备，输入编制日期和施工天数，选择“单面”作业或“多面”作业；“单面”作业即为只施工一条采准巷道；“多面”作业即为同时交叉施工多条采准巷道，用“主线”和“副线”区分；“主线”代表主要施工巷道，“辅线”代表为保证设备有效利用率，在施工完“主线”后，仍有工作时长时所需要工作的巷道。

编制规则：在进路中线点击起点位置，自动捕捉起始施工点或上月终点，输入凿岩米数，然后自动在进路中线延掘进方向确定终点位置，如果重点位置不足一个月的工作量，则重新捕捉施工起点，选定需要掘进的巷道中线，自动补齐一个月的凿岩工作量，确定后，月计划编制线自动命名为，设备：用A～Z字母表示—月：用1～12数字表示—顺序：用1～100数字表示-主/副，每个月所有设备的月计划编织线都编制完毕后，再进行下个月的计划编制；

S2.4：生成采准月计划编制信息图表；同时将月计划编制结果存入数据库服务器；

S3：采准日计划编制

S3.1：利用编制好的采准月计划，选取对应月份的月计划；

S3.2：将采准月计划分割成若干个1m～5m的采准单元块，按照施工的先后顺序进行编号；

采准单元块即为单台设备一次工作的进尺米数。

S3.3：查询上个月份是否有剩余未施工的采准单元块，如果有，则将其融入至本月的采准单元块，按照施工的先后顺序重新进行编号；如果无，维持S3.2编号不变；

查询上个月份是否有超前施工的采准单元块，如果有，则将超前施工的采准单元块从本月的剔除，然后补充相应的采准单元块，再按照施工的先后顺序重新进行编号；如果无，维持S3.2编号不变；

S3.4：生成采准日计划编制信息图表；同时将日计划编制结果存入数据库服务器；

S4：三维可视化管控

S4.1：利用编制好的采准日计划；选择第二天需要掘进的采准单元块；

采准单元块用颜色表示不同的含义，洋红——表示可选采准块，即可以进行采准工作；青色——表示未开采块，暂时不能进行采准工作；红色——表示采准整个工序还未完成，次日仍需要完成剩余工序的工作；蓝色——已采准，未进行验收块；灰色——表示此处需要特殊处理，不可选；

S4.2：在三维可视化管平台上，管控采准工作的实施情况；

在采准巷道中布置通讯设施、定位设施、移动式基站和环境感知传感器，建立地下三维地图，通过三维可视化管控平台实时监测、反馈、分析、决策和调度矿山生产；

S4.3：将一天的采准工作信息上传至数据库服务器；

S5：数据分析与反馈

S5.1：对比分析采准结果与采准计划，然后将对比分析结果上传至数据库服务器；

判定条件P1:制定的日计划是否完成；

如果判定条件P1为是，则进行判定条件P2；

判定条件P2:本月的所有日计划是否全部完成；

如果判定条件P2为是，改变相应采准单元块颜色，进入S3.1，选取下个月的月计划进行日计划编排与制定；

如果判定条件P2为否，改变相应采准单元块颜色，进入S4.1，选择次日的采准单元块；

如果判定条件P1为否，则进行判定条件P3；

判定条件P3:判定所有计划采准单元块是否在都计划位置施工，所有计划采准单元块按照顺序进行依次判定；

如果判定条件P3为是，认为计划的采准单元块部分采准工序没有完成，修改采准单元块颜色，所有采准单元块都判定后并都在计划位置施工，则进入S4.1；

如果判定条件P3为否，则认为计划采准位置出现问题，进行判定条件P4；

判定条件P4:判定揭露矿体是否与设计矿体形态相符；

如果判定条件P4为是，则认为计划采准位置出现特定事件(需要加强支护、施工质量出现问题或设备故障)，一段时间内不能在此处进行采准施工，需要重新修改月计划，进入S2.1；

如果判定条件P4为否，则认为发现新的矿体或者设计矿体缩小，需要重新进行采准设计，进入S1；

以此类推，矿山依据以上步骤进行采准工作。

2.根据权利要求1所述的井下开采智能采准生产管控的方法，其特征在于，所述的S1中的采准工程适应于井下开采矿山充填法、空场法和崩落法的所有采准工程。

3.根据权利要求1所述的井下开采智能采准生产管控的方法，其特征在于，所述的S2.3中输入编制日期和施工天数要遵循以下编制规则：

在进路中线点击起点位置，自动捕捉起始施工点或上月终点，输入凿岩米数，然后自动在进路中线沿掘进方向确定终点位置，如果重点位置不足一个月的工作量，则重新捕捉施工起点，选定需要掘进的巷道中线，自动补齐一个月的凿岩工作量，确定后，月计划编制线自动命名，命名规则为，设备：用字母A～Z表示—月：用数字1～12表示—顺序：用数字1～100表示—主次：用主/副表示；每个月所有设备的月计划线都编制完毕后，再进行下个月的计划编制；所述的“单面”作业即为设备只施工一条采准巷道；“多面”作业即为设备同时交叉施工多条采准巷道。

4.根据权利要求1所述的井下开采智能采准生产管控的方法，其特征在于，所述的S4.1的采准单元块用颜色表示不同的含义，洋红——表示可选采准块，即可以进行采准工作；青色——表示未开采块，暂时不能进行采准工作；红色——表示采准整个工序还未完成，次日仍需要完成剩余工序的工作；蓝色——表示已采准，未进行验收块；灰色——表示此处需要特殊处理，不可选。

5.根据权利要求1所述的井下开采智能采准生产管控的方法，其特征在于，所述的4.2中的采准工作主要由凿岩、装药、爆破、通风、撬毛、晒水、出渣、支护、放样9个工序组成。

说明书

技术领域

本发明属于地下开采采准技术领域，尤其涉及矿体厚大，矿山生产规模大且采准任务繁重的一种井下开采智能采准生产管控的方法。

背景技术

采准是井下开采一道重要的生产环节，它在完成开拓工程的基础上，掘进一系列巷道，将阶段划分为矿块，在矿块内为行人、通风、运料、凿岩、放矿等创造条件的采矿准备工作。目前井下生产矿山，采准工作由凿岩、装药、爆破、通风、撬毛、晒水、出渣、支护、放样9个主要工序组成，每到工序完成，才可以进行下一道工序，各个工序衔接时间长，调度复杂，导致采准工作效率低下，影响后续回采工作的进行，不利于矿山整体的生产运行。

发明内容

本发明的目的针对井下开采矿山，尤其涉及矿体厚大，矿山生产规模大且采准任务繁重的一种井下开采智能采准生产管控的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现。

本发明的一种井下开采智能采准生产管控的方法，其特征在于包括下列步骤：

S1：采准工程设计

S1.1：在分段平面布置图上布置采准工程包括脉外联络道、进路、切割巷道、斜坡道联络道、采区溜井、采区进风天井、回风天井、采区溜井联络道、采区进风天井联络道和采区回风天井联络道；每个巷道中心线都赋有巷道名称和断面属性信息；

S1.2：将采准工程设计结果和属性信息上传至数据库服务器；

S2：采准月计划编制

S2.1：利用设计完的采准工程，即从数据库中调出采准工程设计图纸；

S2.2：确定采准工程的起始施工点，即选择开始施工的起点，起点根据现状选取；

S2.3：选择凿岩设备，输入编制日期和施工天数，选择“单面”作业或“多面”作业；

S2.4：生成采准月计划编制信息图表；同时将月计划编制结果存入数据库服务器；

S3：采准日计划编制

S3.1：利用编制好的采准月计划；选取对应月份的月计划；

S3.2：将月计划分割成若干个1m～5m的采准单元块，按照施工的先后顺序进行编号；

S3.4：生成采准日计划编制信息图表；同时将日计划编制结果存入数据库服务器；

S4：三维可视化管控

S4.1：利用编制好的采准日计划；选择第二天需要掘进的采准单元块；

4.2：在三维可视化管控平台上，管控采准工作的实施情况；

在巷道中布置通讯设施—WIFI基站，定位设施—UWB基站、移动式基站和环境感知传感器，建立地下三维地图，通过三维可视化管控平台实时监测、反馈、分析、决策和调度矿山生产，用来调动设备和人员进行相应工序的采准工作；

S4.3：将一天的采准工作信息上传至数据库服务器；

S5：数据分析与反馈

S5.1：对比分析采准结果与采准计划，然后将对比分析结果上传至数据库服务器；

判定条件P1:制定的日计划是否完成；

如果判定条件P1为是，则进行判定条件P2；

判定条件P2:本月的所有日计划是否全部完成；

如果判定条件P2为是，改变相应采准单元块颜色，进入S3.1，选取下个月的月计划进行日计划编排与制定；

如果判定条件P2为否，改变相应采准单元块颜色，进入S4.1，选择次日的采准单元块；

如果判定条件P1为否，则进行判定条件P3；

判定条件P3:判定所有计划采准单元块是否在都计划位置施工，所有计划采准单元块按照顺序进行依次判定；

如果判定条件P3为是，认为计划的采准单元块部分采准工序没有完成，修改采准单元块颜色，所有采准单元块都判定后并都在计划位置施工，则进入S4.1；

如果判定条件P3为否，则认为计划采准位置出现问题，进行判定条件P4；

判定条件P4:判定揭露矿体是否与设计矿体形态相符；

如果判定条件P4为是，则认为计划采准位置出现特定事件，需要加强支护、施工出现问题或设备故障，一段时间内不能在此处进行采准施工，需要重新修改月计划，进入S2.1；

如果判定条件P4为否，则认为发现新的矿体或者设计矿体变化，需要重新进行采准设计，进入S1；

以此类推，矿山依据以上步骤进行采准工作。

进一步地，所述S1中的采准工程适应于井下开采矿山充填法、空场法和崩落法的所有采准工程。

进一步地，所述的S2.3中输入编制日期和施工天数要遵循以下编制规则：

所述的S2.3中“单面”作业即为设备只施工一条采准巷道；“多面”作业即为设备同时交叉施工多条采准巷道，

进一步地，所述的S4.1的采准单元块用颜色表示不同的含义，洋红——表示可选采准块，即可以进行采准工作；青色——表示未开采块，暂时不能进行采准工作；红色——表示采准整个工序还未完成，次日仍需要完成剩余工序的工作；蓝色——表示已采准，未进行验收块；灰色——表示此处需要特殊处理，不可选。

进一步地，所述的采准工作主要由凿岩、装药、爆破、通风、撬毛、晒水、出渣、支护、放样9个工序组成。

本发明的有益效果是，通过优化采准设计，编制采准计划，同时与三维可视化管控平台协同作业，三维可视化管控平台的展示和选择采准单元块，制定次日采准工作；实时监测、反馈、分析、决策和调度采准工作面工作情况；可以充分调度采准凿岩设备，以及保证采准工作中各个工序的合理衔接，提高采准效率，降低采准生产成本，满足矿山企业整体的运营效果。

附图说明

图1是本发明智能采准流程图。

图2是本发明采准工程设计图。

图3是本发明采准月计划编制图。

图4是本发明采准月计划图表。

图5是本发明采准日计划编制与执行图。

图6是本发明2月份采准计划修改图。

图7是本发明数据分析与反馈流程图。

图中：1.矿体，2.脉外联络道，3.进路，4.切割巷道，5.斜坡道联络道，6.采区溜井，7.采区进风天井，8.采区回风天井，9.采区溜井联络道，10.采区进风天井联络道，11.采区回风天井联络道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1-7所示，本发明的一种井下开采智能采准生产管控的方法，其特征在于包括下列步骤：

S1：采准工程设计

S1.1：在分段平面布置图上布置采准工程包括脉外联络道2、进路3、切割巷道4、斜坡道联络道5、采区溜井6、采区进风天井7、采区回风天井8、采区溜井联络道9、采区进风天井联络道10和采区回风天井联络道11；如图1所示，每个巷道中心线都赋有巷道名称和断面属性信息，如图2所示；

S1.2：将采准工程设计结果以及属性信息，具体包括巷道名称、巷道断面尺寸上传至数据库服务器；

S2：采准月计划编制

S2.1：利用设计完的采准工程；即从数据库中调出采准工程设计图纸；

S2.2：确定巷道的起始施工点；即选择开始施工的起点，起点根据现状选取；

S2.3：选择凿岩设备(A或B，2台设备同时工作)，输入编制日期(1月、2月或3月)和施工天数30天，选择“单面”作业，还是“多面”作业，编制A和B两台设备1月至3月的采准月计划；

所述的“单面”作业即为只施工一条巷道；“多面”作业即为同时交叉施工多条巷道，用“主线”和“副线”区分；“主线”代表设备的主要施工巷道，只要工作条件允许，就以此巷道施工为主；“副线”代表凿岩设备施工完“主线”后，当班工作时间还没有结束，此时主线巷道不具备再次施工条件，为保证设备高效的利用率，需要在其他巷道进行凿岩工作，其他巷道即为“副线”，所述的主线和副线为多条。

编制规则：在进路中线点击起点位置，自动捕捉起始施工点或上月终点，输入凿岩米数，然后自动在进路中线沿掘进方向确定终点位置，如果重点位置不足一个月的工作量，则重新捕捉施工起点，选定需要掘进的巷道中线，自动补齐一个月的凿岩工作量。确定后，月计划编制线自动命名，命名规则为，设备：用字母A～Z表示—月：用数字1～12表示—顺序：用数字1～100表示—主次：用主/副表示；每个月所有设备的月计划线都编制完毕后，再进行下个月的计划编制；

S2.4：生成采准月计划编制信息图表，如图3和图4；同时将月计划编制结果存入数据库服务器。

S3：采准日计划编制

S 3.1：利用编制好的采准月计划图3；1月份计划已经实施完成，选取2月份的月计划；

S 3.2：将其分割成若干个3m的采准单元块，按照施工的先后顺序进行1-30编号；

采准单元块即为单台设备一次工作的进尺米数。

S 3.3：查询上个月份是否有剩余未施工或超前施工的采准单元块，结果为无，维持1-30编号不变；

S 3.4：生成采准日计划编制信息图，如图5所示；同时将日计划编制结果存入数据库服务器。

S4：三维可视化管控

S4.1：利用编制好的采准日计划图5；2月1日至2月4日工作已完成，选择2月5日需要掘进的采准单元块，分别选取A-2-1-主-9、10，A-2-2-副-5，A-2-3-副-4、5，B-2-1-主-9、10，B-2-2-副-5，B-2-3-副-4、5；工作任务详见以下两表；

采准单元块用颜色表示不同的含义，洋红——表示可选采准块，即可以进行采准工作；青色——表示未开采块，暂时不能进行采准工作；红色——表示采准整个工序还未完成；蓝色——已采准，未进行验收块；灰色——表示此处需要特殊处理，不可选；

S4.2：在三维可视化管平台上，管控2月5日采准单元块的实施情况,充分调动采准设备和人员进行相应工序的工作；工作开始，首先调动凿岩设备去A-2-1-主-9和B-2-1-主-9工作面进行凿岩工作，调动出渣设备去A-2-3-副-4工作面进行出渣工作，调动支护队去B-2-3-副-4工作面进行临时支护任务；其余工作面等待其他工作面的工作进展情况，进行智能调配；

在工作到B-2-1-主-10工作面时，发现此处工作面顶部岩石破碎，需要支护处理，此时通过智能调度新增B-2-4-副-1工作面，保证今日任务量的完成，如图6；

在巷道中布置UWB基站、WiFi基站、移动式基站和环境感知传感器等设施，建立地下三维地图，矿山可以通过三维可视化管控平台实时监测、反馈、分析、决策和调度，充分调动采准设备和人员进行相应工序的工作。

一个工作面的采准工作主要由凿岩、装药、爆破、通风、撬毛、晒水、出渣、支护、放样9个工序组成。

S4.3：将2月5日的采准工作信息上传至数据库服务器；