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全球定位系统在大型露天矿山运用前景展望 t: e6 y5 y6 i
王旭华: L% {# [4 c: u0 ~
江西铜业公司德兴铜矿
8 R- ]. m0 R, X! r3 M摘要:本文介绍了全球定位系统在矿山中的应用并展望一了全球定位系统在我国大型露天矿山的应用前景4 c$ z4 G4 G! V- U7 H2 f
引言
2 y$ K0 T3 W* [* m* k 全球定位系统(Global positioning system-GPS)是美国军方从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗) q; I# Y. o$ J
资200亿美元，于1994年全面建成，且具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位系统。此系统简& J: m: ^) J: Y, j, {+ \
称GPS，在80年代已在各个领域广泛运用。我国全球定位系统的应用起步较晚，特别是在矿山的应用更晚。; w$ ^- w# ]( e
江西铜业公司德兴铜矿率先将全球定位系统应用于矿山生产中，此系统为大型露天矿山的生产与管理提供了. |% O3 d' m4 ]% {, ^
无能为限前景，极大地提高了矿山生产现代化能力和经济效益。, O# O2 U; x2 o, c( n, [- h; U* [
2全球定位系统在矿山中的应用简介9 A3 o4 Z: Y2 F5 _' \
2.1全球定位系统的主要特性# C4 ]9 x( Z0 g# P) F, o' Y0 [' M/ T q
全球定位系统最大的特点是能直接服务于矿山采矿系统，为矿山提供最佳的定位技术，其理由是:
% x5 J! L9 I! g+ R2 c 1)全球覆盖、世界通用
1 k/ { }% D# Z8 s6 i GPS定位系统有24颗卫星环绕地球，信息传送遍布全世界。只要拥有全球定位系统设备的情况下都可以
2 P' y% b% G( ^3 W" w' \: d使用。
3 k! c. d. D: m1 F# { 2)全球定位系统用户不受限制
+ H: [/ f0 F# a1 D9 z; Z 全球定位系统信号像无线电或电视广播信号一样，不受听众或观众的限制。
5 `; Y6 c: ^( V) ] 3)不受气候条件限制，可全天候作业9 \) V0 A; g! G3 _+ m( w
矿山在任何条件下可以作业，全球定位系统也一样地不受气候条件的限制无论是下雪、寒冷的南极、
C: _1 u; L% K+ f北极以及热带雨林气候均不受限制。
- ~ G" R, g& c* w% }4 @; T 4)精确三维定位
" Y1 H. E' t5 E s& ^ 全球定位系统可以提供水平(X, Y)和垂直(:)定位、精度达到(1一5)厘米(: x2 G5 x; |! g( v/ \0 I
5)精确定时
/ H" G# b& q' X% ? 全球定位系统可提供精确时间，因此你不仅知道设备怎样移动，而且知道设备什么时候在什么地方。1 F5 t4 I" j9 \& Y/ L) Y' {
6)测站之间无须通视
9 \4 S$ Z. S+ Q! f 全球定位系统接收机天线面向天空，露天矿区障碍物很难对他产生影响。, x# ?4 d7 A7 t% c6 |1 q- ~ Z5 X; |
7)24小时有效性
+ v$ B: ]0 T7 @8 z7 g$ P% @ 全球定位系统的设备能提供实时定位(精确位置))o
* {# d9 R+ Z1 w! q/ X$ t; M: @5 @2.2全球定位系统在采矿应用简介
5 P M4 M' e1 f3 `2.2.1车辆的跟踪与调度. f5 l- v3 E% C" }
通过无线电，全球定位系统能够提供卡车的准确位置，在装有专门软件的计算机上，在办公室就能为每* U! q2 u9 Z: Q5 m$ u! O4 {# |
辆卡车提供最佳的行车路径，并可监控所有卡车和别的设备的生产运行情况2 }+ G/ h" X) A" r% ~0 z8 `0 ? r
2.2.2材料的跟踪
3 q) L& _4 r- B 全球定位系统能够告诉你物料(如矿石)的装卸情况，配合专门软件可知道物料的岩石性质，这些信息
( h& ]3 m i3 h2 D+ ]能有效地服务于矿山管理系统，使生产计划周密。) S9 `; p( W5 ?% N' Y% C6 ]8 L
2.2.3底板高程控制5 }' q# \, |7 j/ }& v
全球定位系统可以精确提供高程位置，通过监视器控制设备(如电铲)底板高程，无须进行现场测量。 ]# ^+ n) L$ f! o: z( Q# X- K
2.2.4矿石管理
1 c( H& `( G7 v2 ?# I 全球定位系统能够准确地标定装载矿石的位置与矿石的品位，从而达到优化配矿，能有效地减少损失与, c2 g7 T9 Y# g0 f
贫化。+ `* x1 Q! ?1 i+ z0 x
2.2.5指导钻机作业2 G1 a3 G9 ]2 a
全球定位系统可用来指导钻机作业，可以完全按设计要求来控制钻孔的三维坐标。可以避免钻孔遗失，
% t' e. H% P7 V& p; K, L减少测量布孔环节，提高钻机台效。0 t. H3 i! @" x4 G% r2 h5 c( F- q
2.2.6电铲与装载机(前装机)的管理
5 g, K) d3 x4 D+ s* b# | o 全球定位系统能更好地通过矿图信息资料使电铲作业的矿石品位与设计(计划)品位有机的结合起来。' v' z1 ^: M7 P
由于操作的可视性可大大地节约时间与人力。
' e9 {! ]# ~! k$ h) S: Z( h- B! Z0 c2.2.7道路的坡度与维护
8 C. R: n% t" ~& ?. T4 y$ l 全球定位系统能及时把道路的坡度与其状况提供给管理中心。以便对道路及时维护。* B# n: {( @+ d: O1 q
2.2.8测量的放样
Y% Q- o. K% N 全球定位系统使测量工作能一人独立进行，能及时进行实地放样，使测量工作高效快速。# t* \* f0 b/ B8 ?8 b0 g
2.2.9作业量体积计算
( v$ T. o' ?7 ~4 ~, H2 r 全球定位系统可用于体积的测量，使月未验收更加简单化。此系统只要两人一组，跑点时间可节约一半% C, A! Z: l/ f% \
以上。
$ a; z' {: c2 K( _: [0 H- b e2.2.10推土作业' y Z* ~( S: N0 ^; S
全球定位系统能用来指导推土机的操作，使推土机发挥最高效率。
8 j) `$ R. W4 d; ]# n- ?2.2.11高程控制与高程放样3 b$ n X9 r, |
设备上的全球定位系统能精确提供设备所在的高程位置，从而有效地指导设备的推进。
+ c9 G& r- s6 L0 K7 }2.2.12地区图5 C6 P% n( G, c7 k8 W3 `! O4 e
全球定位系统非常有利于绘制地质图，使用全球定位系统即可减少地质的工作量，节省所需资金，具有
6 t% _ Z8 P8 W4 l长期效益。
5 w: B0 m K5 z( U, s/ i: G3全球定位系统的安装
/ g1 O, I* b. f8 s( L" Q, ^ 全球定位系统的运用，只需在采区建立一个永久性的全球定位系统基准站就能完全满足。全球定位系统; f7 b% `1 T" \; d/ C( l# s; O2 ]
接收机可以安装在矿区所有的工程设备上。
1 D1 ~5 ^7 z( a7 p! x4全球定位系统在德兴铜矿的应用情况
}" x* t9 b6 ` 江西铜业公司德兴铜矿在170工业场地永久性边坡旁建了一座卡调楼，楼顶即为永久性全球定位系统基
! D8 F# E- N1 [( l. c) r: Q准站。全球定位系统接收机安装在电动轮、电铲、钻机以及大型前装机上。在卡调楼里，装在操作室的电脑
' ^% Q) Q1 M$ [; [2 e+ X4 m里，能显示电铲、钻机、电动轮的作业信息。全球定位系统采集的信息形成生产状况的实时图表提供给采矿4 n+ _, ~. A# v& t
场管理中心—卡调。调度根据全球定位系统提供的信息有效地指导下一步的生产。目前，德兴铜矿卡调系
0 n1 D4 H. y9 r: r* f统仅用于电动轮与电铲的生产指挥以及电动轮的产量数据的采集。还有许多，尤其是全球定位系统在采矿生: e% L+ Z+ U) N( b {$ { Q6 f3 S
产管理上的功能正在进一步完善与开发之中。 c2 ?, { T: v
5前景与展望
) [1 f& \! \" e7 B+ x5.1矿山信息部门的作用
4 _% g7 \" A1 Z n* H3 h 随着矿山采矿系统的软件更加完善，矿山采矿信息部门将成为矿山采矿管理中枢神经。它将负责收集各0 \& Y9 b3 D- g5 ^6 h+ z
部门的信息并将信息发送到执行部门，使采矿系统中的测量部门、地质部门、生产计划部门、生产管理部门0 K6 Y+ g" h7 N. v
(调度)以及安全部门成为有机的整体。充分发挥其作用，使生产管理达到国外先进的水平。
' c2 l/ |* _* v' }5.2全球定位系统在测量部门的应用前景
! ^# t5 i- _6 X( j' H7 A1101 |- ^9 z8 `! M1 @% Y* ~2 m
矿山测量多数采用较为传统的方法，野外一1二作量较大，作业复杂，并目.受气候条件的影响很大。全球定6 o- @. C$ V5 ]. X* {2 k2 t" A
位系统的应用给测量领域带来了一场深刻的技术革命。全球定位系统最显著的特点是:个天候、高精度、自, K! U S2 h8 `
动化、高效益地提供点位的三维坐标与动态轨迹。为此，在矿区的大比例地形图的修测I几，可采用调度中心
/ n7 H) g4 ^, P$ h: J! S. I收集的全球定位系统信息(设备运动轨迹与底板高程)来修测大比例地形图一月末的验收同样可采用个球定
5 c1 l; \% ]9 ^" f1 ~! r4 |0 f( n位系统收集电铲运动轨迹与底板高程信息以及别的基础数据，结合地质部门的信息，迅速、准确地报出月未
& }, h& y S; S3 u$ j& j, m: [; Z报表。对于边坡的监视可采用布设全球定位系统控制网，在边坡监测控制点仁直接放置全球定位系统接收机+ E( J1 |. n, a; d K0 f$ i
与数据传送装置，将日常的边坡监视工作由全球定位系统代替。收集的测量数据由测量部门在计算机卜进行% r+ w* d1 X- f7 o; i8 G4 \
分析与处理。在排土场的日常的测量同样可以利用工程设备的运动轨迹进行排土场的修测'--j成图、布孔、T.
% @2 @8 G! ^7 T3 r' U& {4 t程放样可利用工程设备的全球定位系统由工程设备操作人员直接进行。电铲的底板高程控制将由电铲司机根& B4 A2 b. `' x* M
据全球定位系统的信息自行修正。如此，测量工作将完全做到高效率，自动化与办公化
4 D+ Q; w4 r$ R3 z5.3全球定位系统在地质部门的应用前景4 E' }* E0 {+ b r
地质的生产取样孔的只维坐标由钻机上的全球定位系统接收机直接传送到采矿信息部，并在地质图卜绘
$ l# ~0 J" w* I* Y' M出矿岩分界线。计算机对矿石的优化配置，再由调度系统不折不扣地执行，从而最大限度地减少贫化损失率。- L; J7 P2 I2 `
全球定位系统运用无须地质人员对炮堆的圈定(插矿岩分界牌)。极大地减少了地质人员的劳动强度，提高
$ d& J5 v' H6 n) e了地质人员的劳动效益8 L6 N5 y( c3 }
5.4生产计划部门
. Q# k8 D& g% U2 o6 F 生产计划部门根据数据部的信息，在计算机上优化采矿一F程布局，及时了解生产情况、使得年、季、月、
9 R0 ^/ B' N$ O! E0 i9 ~周计划更加周密。工程布局更加合理，充分发挥现有设备能力这样，生产计划部更能将长远计一划、近期计
' g2 H$ P7 i1 i划、短期计划做得适宜，并巨能放眼全局。
6 E! Z7 E5 j/ }: Z( p5.5生产管理部门(调度)
# ?2 C9 @: l5 c% Q) i 根据生产计划部门的年、季、月、周计划，调度部门将精心安排，并将生产安排指令发送到各机台、设
. f$ `/ y; Z2 r' |备的接收机上，人与设备将不折不扣地完成其指令，并把新的情况反馈到调度中心、这样可以大大地减速少9 x* z6 d" F3 b
生产管理的中间环节，提高了劳动生产率，最大限度地发挥工程设备的能力，使生产能力上一个新的台阶、3 N! @8 v7 Q3 P/ z' ?6 ]
生产调度部门将完全实行高效益、自动化、办公化，即真正意义仁的计算机管理 n5 k$ C+ s `6 Q. C+ ^' z
6结束语0 I# I, D. Y" h; e
随着科学技术飞速发展，全球定位系统定位技术已广泛渗透到了经济建设和科学技术的许多领域「全球. l$ \5 X# n! g. c0 p
定位系统在矿山的应用，给矿山的生产管理带来了无限的生机，矿山的生产效益得到了极度的提高，今后，
8 Q* }2 c/ C* s. q/ x9 i6 O: v+ h全球定位系统在大型露天矿山的广泛应用将是必然的趋势。 |
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雷达卡
发表于 2010-5-29 10:19
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