露天礦智能礦山建設整體解決方案

背景

伴隨新舊動能轉換和供給側結構性改革的不斷推進，社會發展已進入智能化發展新時代。傳統的粗放型發展模式難以為繼，資源安全、經濟安全、生態安全的壓力不斷增加，為了實現我國從礦業大國到礦業強國的轉變，塑造新時代中國礦業產業形象，礦山建設也必須走創新之路。當前，智能技術已經在各個領域發揮越來越大的作用，礦山運行智能化已經成為一種必然趨勢，成為全球礦業領域的技術熱點和發展方向。因此，在當今智能化礦山建設的趨勢下，利用網絡、大數據、物聯網和人工智能等技術，實現調度、指揮、決策的快捷高效，助力企業科技發展，建設一流的綠色智能礦山意義重大。

建設目標

系統組成及架構

依據露天礦采礦生產工藝流程，主要涉及資源儲量模型建立－計劃編制－生產配礦－卡車調度－運輸統計－計劃監控等生產管理環節。智能礦山建設采用物聯網、大數據、人工智能、5G通訊等系列前沿技術，依據露天開采工藝流程，將智能化技術與管理深度融合，構建的一套全方位新型現代露天礦智能生產管控平臺。

功能架構

智能管控中心建設

數據中心

采用先進設計理念結合成熟主流技術，將中心機房打造成先進的數據中心，構建開放、共享、協作的智能制造產業生態為其主要特征的企業信息化建設的重要模式與最佳實踐，它是實現企業數據信息管理和高效利用的必要手段，也是企業持續發展的一種核心能力。

智慧決策中心

智慧決策中心利用數據中心的數據，通過查詢和分析工具、數據挖掘工具、智能建模工具等對其進行分析和處理，最后將知識呈現給管理者，為管理者的決策過程提供支持。

智能運營中心

作為企業戰略分解和落實的智能運營中心，主要功能為實現下屬企業間、與外部相關方之間的協同運營，以及人、財、物等資源的統一平衡調度、協同共享和優化配置。

智能生產中心

智能生產中心負責全礦生產系統及設備自動化控制和管理。全廠的有線通訊、無線通訊、人員定位、閉路監控、信息化等系統中心設備均安裝在生產中心內。形成全廠控制、顯示、監視中心。設立工程師站，負責全廠設備、網絡等系統的檢測和維護工作。

智能維檢中心

智能維檢中心通過智能維檢服務平臺對公司維護檢修進行集中統一管控，整合維修資源、深化維修力量，為公司生產設備穩定運行保駕護航。

礦山三維地質建模及儲量計算

從露天礦山鉆探數據或礦山開采分層平面圖等基礎數據開始，按我國露天礦山生產的工藝流程順序，對礦山生產的地質、測量、開采計劃、采區爆破、采掘帶鏟裝生產、采場（臺階）生產驗收等工作進行可視化建模管理；并將礦山生產的地質、測量（槽探驗收）、開采計劃、采區爆破設計、生產執行、采場生產驗收等多個專業工作統一到同一個可視化平臺。

三維可視化管控

通過三維可視化平臺實現對礦山安全生產集中可視化，以礦山生產和安全監測數據及空間數據庫為基礎，以礦山資源與開采環境三維可視化和虛擬環境為平臺，利用三維GIS、虛擬現實等技術手段，將露天礦礦床地質、礦堆、臺階、運輸道路、等開采環境對象及生產工藝過程、現象進行三維數字化建模，實現對礦山生產環境、安全監測實時三維展示，形成三維可視一體化，支撐企業生產運營管控。

卡車智能調度

系統通過計算機對裝、運、卸的全過程進行控制與管理，做到裝點、卸點不壓車、不待車，充分發揮設備效率保證運行設備滿負荷工作，實現精準配礦；自動實現各種生產資源的合理配置和利用，從而實現效率最高，提高卡車、電鏟等設備使用效率，用相同的數量的設備和最低的消耗完成更多的生產任務。

系統采用模塊化設計由眾多子模塊組成，包括：智能調度、二維電子地圖、智能報表、智能配礦、燃油管控、防碰撞、防疲勞駕駛、倒車影像、車載視頻、胎壓管理、稱重管理、鉆機高精度自動布孔等模塊。

人員定位系統

在室外區域采用GPS/北斗高精度定位和5G網絡傳輸技術，通過佩戴胸牌、手環、安全帽等可穿戴設備，實施進行定位和信號回傳，能夠在三維可視化平時實時展示，并可以實時查詢位置分布，實現目標追蹤，軌跡查詢、報表自動生成等功能。

全礦區視頻監控系統

視頻監控系統從視頻監控、信號傳輸、中心控制、遠程監管等各方面提出全方位的解決辦法，可以實現礦山與監控中心聯網，使礦山安全管理工作向科學化、規范化、數字化管理軌道邁進，提高安全管理水平。視頻監控系統利用AI技術自動識別人員不戴安全帽、開采越界等各種違規行為。

環境監測系統

環境監測系統集成了PM2.5、PM10監測、環境溫濕度及風速風向、噪聲監測等多種功能，同時還具備在線實時監控、視頻監控、繼電器控制、數據管理、告警管理等功能。

邊坡自動在線監測系統

采用GPS/北斗高精度定位和5G網絡傳輸技術，實現對整個采礦區的雨量實時在線監測，對正在開采的易滑坡區域、已開采完并環境修復完畢區域，進行邊坡表面位移監測和環境監測實時在線監測，監測影響邊坡位移和礦區環境，同時提供預警和分析功能，可以預演邊坡的變化，為邊坡安全監測提供一份可靠的全面的監測數據，監測結果實時上傳至控制中心，并在三維可視化平臺實時展示。

礦山生產指揮中心

生產指揮中心顯示系統采用液晶屏拼接技術、多屏圖像處理技術、多路信號切換技術、網絡技術、集中控制技術等進行設計實現，是一套擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法最先進的大屏幕顯示系統。

卡車無人駕駛系統

利用高精衛星定位+慣性導航，輔助加裝少量的感知設備與控制原件，根據生產作業線路制定設備運輸軌跡，通過調度平臺為每臺設備下發運輸軌跡，實現無人運輸設備按照固定路線自動循跡駕駛，完成裝載、運輸、卸載全流程作業，以及必要的加水、加油等保障作業。

鏟裝設備遠程遙控

鏟裝設備遠程遙控具有廣泛的應用場景，尤其在惡劣環境和危險區域，如無人區、礦區采空區等人員無法達到的區域，將極大提升操作效率并節省人力和保障人員的安全。

應用效果效益

應用效果

為礦山科學技術的發展提供了強大的動力

智能礦山的建成將改變礦山的資源管理及生產方式，在礦山設計、施工、開采、安全、管理、教育、可持續發展、土地利用規劃以及科學決策等方面產生廣闊的社會和經濟效益，促進產業的增長，提供更多的產業機會、安全監測及決策管理服務等。

成為智能礦山標桿企業，為國內礦山提供借鑒

智能礦山的建設將為我國礦山行業智能礦山建設提供借鑒，為行業依靠信息化建設，進行科技創新從而提升公司競爭力提供寶貴的實施經驗。

經濟效益

智能礦山建設將優化了露天礦山資源的合理配置，提高管理水平，降低了安全事故率，生產效率提升3%-12%，柴油消耗降低5%-9%，輪胎消耗降低8%-30%，可降低穿爆成本2%-4%，延長了礦山的服務年限；提高了配礦管理水平，通過系統能夠及時發現生產組織中影響效率和配礦穩定的瓶頸。實現了資源綜合利用，踐行了無廢開采和綠水青山就是金山銀山的理念，資源綜合利用后，礦山減少了廢石排放土地占用。