彭平安：矿业智能化的探索者

智能化是现代人类文明发展的趋势，也是中南大学副教授彭平安探索的星辰大海。他围绕矿山“安全”和“生产”两条主线，在探索中开拓创新。

 

 

矿山安全——地压风险监测

目前，国内外主要通过对岩体工程进行直接监测的方式来保障安全生产。监测方法主要是点监测和以微震监测为代表的区域监测方案。而微震监测比起点监测技术来说更适合在矿山的深部开采中应用，通过多年对国外技术的消化吸收，微震监测在应用中得到了认可。然而，微噪声高、分类难、到时不准、定位精度差、预警难、时效性差等问题一直影响着微震监测的效果。在这一背景下，矿山微震监测的智能化，被彭平安提上了研发日程。

彭平安团队结合矿山监测的实际需求，在克服原有微震监测弱点的基础上，研发了国内金属矿山全自主知识产权的MicroSeis微震监测系统，并提出了基于云服务的智能化矿山安全监测与预警体系，在微震监测数据全过程智能化处理方面实现了国际领先。

从硬件层面来看，微震数据采集终端由高灵敏传感器、智能采集基站、高精度GPS授时系统等组成；在软件层面，团队构建了以云端智能化数据处理为核心的云智慧微震监测平台。

此外，MicroSeis微震监测系统不仅能实现“云服务”，将微震数据存储到云端以确保数据安全，并通过云端远程处理数据及发布预警信息，还采用“三维可视化”技术，实现微震事件、工程模型和矿体模型的联合显示，确定岩体破裂区域。系统还可以自动完成滤波、P波、S波到时拾取、定位，以及震源参数的计算和震源机制分析，大大减少人工处理数据的工作量。从技术上，实现了“点-线-面”的突破。

2017年，MicroSeis微震监测系统走向了实践的战场，在矿山、隧道等各类工程中都有它的身影。目前成果已经在安徽铜陵冬瓜山铜矿、西部矿业锡铁山矿、赞比亚谦比希铜矿等20余个矿山得到大规模应用，成功预警化解采空区坍塌、突水、岩爆等矿山重大安全风险5起，产生巨大的安全效益。

据介绍，彭平安将通过突破灾害孕育过程极低能量震动监测成套装备和大数据预警与数字孪生平台，实现安全环境实时反馈、孕灾过程及时提醒、动力灾害提前预警。

矿山生产——大型装备的无人驾驶

彭平安团队将无人驾驶技术运用到了地下矿山生产当中。虽然无人驾驶技术在地面应用已趋成熟，但是在地下矿山进行采矿装备的无人化时却面临着前所未有的难题。团队提出了基于局部与全局组合导航的地下矿山装备自动驾驶方法，研发了基于非线性模型预测控制的受限空间下大型设备精准控制技术，解决了井下铲运机等设备在巷道内自动驾驶难题。目前相关成果已经在矿山得到大规模应用，彻底变革了传统的工作方式，也从根本上解决了矿山人员的安全问题。

据矿山现场的反馈，“司机已经不再需要下井就可以完成每天的工作”，无人铲运机累计实现出矿量超过了数百万吨。（中南大学资源与安全工程学院供稿）   

（责编：张若涵）