Создание системы индексов оценки эффективности переработки шахтной воды в среде Интернета вещей

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 10302 (2023) Цитировать эту статью

472 Доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Коэффициент использования водных ресурсов шахт в Китае все еще относительно низок. Оценка переработки шахтных вод имеет практическое значение для планирования, размещения, разработки и строительства подземных вод в современном обществе. В этой статье создается система оценки переработки шахтных вод на основе ключевого индекса эффективности (KPI) через Интернет вещей и платформы больших данных. Эта система оценивает статус переработки шахтной воды. Сначала в работу внедряются система микросейсмического мониторинга и система гидрологического динамического обнаружения. Методы установки и отладки сравниваются на предмет соответствия требованиям мониторинга. Во-вторых, отфильтрованная чистая вода используется для охлаждения оборудования и удаления пыли при пожаротушении на забое с помощью насоса подачи постоянного давления. Избыток чистой воды сбрасывается на поверхность. Наконец, 16 показателей анализируются по четырем измерениям для создания системы оценки ключевых показателей эффективности шахтной воды для оценки и оптимизации. Результаты показывают, что первая система мониторинга шахтных вод работает хорошо и полностью функциональна, достигая ожидаемой цели. Оценка коэффициента использования ежегодно увеличивается с 3,05 балла в 2016 году до 3,39 балла в 2020 году. Однако показатель коэффициента использования на душу населения все еще нуждается в улучшении. Необходимо повысить рациональность разработки и использования.

Очистка шахтной воды в Китае началась в середине 1980-х годов и с тех пор стала свидетелем значительного прогресса и технологического прогресса. В настоящее время большинство зарегистрированных горнодобывающих предприятий по всей стране, за исключением нескольких безводных шахт в северо-западном регионе, установили и эксплуатируют системы очистки шахтных вод. По неполным статистическим данным и оценкам, общая мощность очистки различных видов шахтных вод в стране превышает 5 миллиардов кубометров в год. За исключением нескольких шахт, использующих меры предварительного дренажа или подземного отвода, обеспечивающие прямой сброс чистой шахтной воды, большинство шахт требуют очистки воды1. Достижение комплексной переработки и использования шахтной воды стало важным аспектом снижения затрат и повышения эффективности горнодобывающих операций. В результате обеспечение эффективного и экономичного комплексного использования шахтных вод представляет собой серьезную задачу для руководства шахты и технического персонала.

С момента появления концепции Интернета вещей (IoT) были достигнуты существенные теоретические успехи, а также получены значительные экономические и социальные выгоды благодаря ее применению в различных областях, включая транспорт, логистику, электроэнергетику, здравоохранение, сельское хозяйство и городское управление. . Вдохновленная широким внедрением Интернета вещей, возникла концепция интеллектуального управления водными ресурсами, получившая название «Smart Water Conservancy», для удовлетворения потребностей в снабжении, спросе и распределении ресурсов шахтной воды2. Однако шахтная вода отличается от логистики, и двойное описание потока воды с точки зрения «поля» и «качества» традиционно делает систему водоснабжения более сложной и сложной по сравнению с Интернетом вещей. Интеллектуальное управление водными ресурсами, основанное на принципах Интернета вещей, обеспечивает восприятие, отслеживание процессов и динамическое моделирование всего процесса циркуляции шахтных вод в режиме реального времени. Интегрируя объединение информации и интеллектуальный анализ данных как о сетях товарного водоснабжения, так и о физических сетях водоснабжения, он оптимизирует распределение и интеллектуальный контроль ресурсов шахтной воды, тем самым повышая эффективность использования шахтной воды3.

Целью этой статьи является предложить комплексную и универсально применимую систему показателей оценки эффективности циркуляции шахтной воды, основанную на концепциях здорового города и циркуляции шахтной воды. Используя подробные, количественные и широко применимые показатели оценки эффективности, статья придерживается принципа оценки эффективности и стремится создать обобщенную систему оценки. Во-первых, в этой статье объясняется работа существующих систем микросейсмического мониторинга и систем гидрологического динамического обнаружения. Во-вторых, процесс фильтрации осуществляется за счет использования водоемкости выработанных пространств и разницы высот туннелей, что способствует естественному потоку сточных вод внутри выработанных пространств. Отфильтрованная чистая вода затем используется для охлаждения оборудования и удаления пожарной пыли в горном забое с помощью насоса подачи воды постоянного давления, а избыток чистой воды сбрасывается на поверхность. Наконец, 16 ключевых показателей эффективности (KPI) выбираются из четырех измерений: экологический уровень, изобилие водных ресурсов, качество водных ресурсов и использование водных ресурсов. Эти показатели образуют систему оценки циркуляции шахтных вод, служащую целям оценки и оптимизации.