IoT環境下における鉱山水リサイクル性能評価指標システムの構築

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10302 (2023) この記事を引用

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中国の鉱山の水資源利用率は依然として相対的に低い。 鉱山水のリサイクルの評価は、今日の社会における地下水の計画、位置付け、開発、建設にとって実践的な指針となる重要性を持っています。 本稿では、モノのインターネットとビッグデータプラットフォームを活用した重要業績評価指標（KPI）に基づく鉱山水リサイクル評価システムを構築します。 鉱山水のリサイクル状況を評価するシステムです。 まず、微小地震監視システムと水文動的検出システムが実際に導入されます。 監視要件を満たすために、インストール方法とデバッグ方法が比較されます。 第二に、濾過されたきれいな水は、定圧供給ポンプを介して採掘切羽での機器の冷却と消火用粉塵の除去に使用されます。 余分な清水は地表に排出されます。 最後に、16 の指標を 4 つの側面からスクリーニングし、評価と最適化のための重要な KPI 鉱山水評価システムを構築します。 結果は、最初の鉱山水監視システムがうまく動作し、完全に機能し、期待された目標を達成していることを示しています。 利用率評価スコアは2016年の3.05点から2020年には3.39点と年々上昇していますが、一人当たりの利用率スコアは依然として改善の余地があります。 開発や利用の合理性を高めることが重要だ。

中国における鉱山水の処理は 1980 年代半ばに始まり、それ以来目覚ましい進歩と技術の進歩を目撃してきました。 現在、北西部地域の少数の水のない鉱山を除いて、全国の登録鉱山企業の大部分が鉱山水処理システムを確立し、運用しています。 不完全な統計と推定に基づくと、国内のさまざまな種類の鉱山水の合計処理能力は年間 50 億立方メートルを超えています。 きれいな鉱山水を直接排出できる事前排水または地下分水措置を採用している少数の鉱山を除いて、ほとんどの鉱山では水質処理が必要です1。 鉱山水の総合的なリサイクルと利用を実現することは、鉱山運営のコスト削減と効率化の重要な側面となっています。 その結果、鉱山水を効率的かつ費用対効果の高い総合的に利用することは、鉱山管理者と技術者にとって大きな課題となっています。

モノのインターネット (IoT) 概念の導入以来、理論的には大幅な進歩が見られ、交通、物流、電力、医療、農業、都市管理などのさまざまな分野での応用を通じて、大きな経済的および社会的利益が実現されています。 。 IoT の広範な導入からインスピレーションを得て、「スマート水保全」と呼ばれるスマート水管理の概念が、鉱山の水資源の供給、需要、配給のニーズに対処するために登場しました2。 しかし、鉱山用水は物流とは異なり、「現場」と「品質」に関する水の流れの二重描写により、伝統的に水道ネットワークはIoTと比較してより複雑で困難なものとなっています。 IoT 原理に基づいたスマートな水管理により、鉱山水循環プロセス全体のリアルタイムの認識、プロセス追跡、動的シミュレーションが可能になります。 市場の水ネットワークと物理的な水ネットワークの両方の情報融合とデータマイニングを統合することにより、鉱山水資源の割り当てとインテリジェントな監視が最適化され、鉱山水の利用効率が向上します3。

本論文は、健全な都市と鉱山水循環の概念に基づいて、包括的かつ普遍的に適用可能な鉱山水循環の性能評価指標システムを提案することを目的としている。 詳細で定量化可能で広く適用可能なパフォーマンス評価指標を利用することにより、この記事はパフォーマンス評価の原則を遵守し、一般化された評価システムの確立を目指しています。 まず、この記事では、既存の微小地震監視システムと水文動的検出システムの動作を説明します。 第二に、濾過プロセスはゴーフの貯水能力とトンネルの高低差を利用して達成され、ゴーフ内の廃水の自然な流れを促進します。 ろ過されたきれいな水は、定圧給水ポンプを使用して採掘作業切羽内の機器の冷却と火災粉塵の除去に利用され、余分なきれいな水は地表に排出されます。 最後に、生態レベル、水資源の豊富さ、水資源の質、水資源利用の 4 つの側面から 16 の重要業績評価指標 (KPI) が選択されます。 これらの指標は鉱山水循環の評価システムを形成し、評価と最適化を目的としています。