地采礦山智能化整體系統解決方案背景 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。 智能礦山是以提高礦山生產力為基礎，充分運用信息技術管控礦山資源、企業生產經營各要素，從而實現安全高效、少人無人、綠色發展的精品礦山。 建設目標 智能礦山目標——利用信息技術實現綠色、安全、高效的現代化礦山。 綠色——礦產資源開發全過程，科學有序開采，保護生態環境。 安全——危險，勞動強度大，勞動密集型轉變為少人無人。 高效——利用信息技術將工藝、設備、人員、專業等有效貫通，確保長周期穩定運行。 系統組成及架構 北京速力科技有限公司隸屬于首鋼集團，依托深厚的行業背景，將首鋼礦業六十多年的生產、管理實踐與智能礦山技術進行深度融合，歷經國內外建材、冶金、有色、煤炭、黃金等行業的檢驗與總結升華，形成了貼合礦山管理實際的智能礦山解決方案。
依據地下采礦生產工藝流程，主要涉及資源儲量模型建立－計劃編制－生產配礦－大型固定設施－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。將智能化技術與管理升讀融合，構建一套全方位新型現代地采礦山智能生產管控平臺。 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。 數字采礦系統 建立了地采礦山礦床地質數據庫，巖石分級數據庫；建立了地表模型，礦體實體模型、塊體模型，巖體分級模型等三維立體模型；通過合理規劃，優化布置采準工程、爆破設計等工作，實現了礦山安全高效經濟開采
三維可視化管控 通過三維可視化平臺實現對地下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，將礦床地質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。 地下礦山生產執行綜合智能管控平臺MES MES是以提升生產綜合指標為目標，對生產過程管理進行優化和固化的信息化系統。MES不僅是二級和四級之間的橋梁，更是一套獨立運行的信息化系統，將礦山企業工藝流程、管理流程與決策分析集于一身，融合礦山行業先進的管理理念、優秀管理經驗的一體化平臺。 實施MES可以幫助企業生產管理實現以下目標： 1．生產組織高效化。MES貫通計劃層與控制層，實現組織、業務、數據的全面集成，讓生產組織更加合理、高效。 2.生產計劃精準化。MES實時監控設備狀況、物料情況和生產進度等一線生產情況，為生產計劃制定提供足夠翔實的數據，可以大大提高計劃兌現率。 3.生產管控集中化。MES打通生產各個環節，同時連通進廠、發運等上下游環節，為生產集中管控提供可靠平臺。
井下六大系統 人員定位 通訊聯絡 供水施救 壓風自救 監控檢測 緊急避險
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。
大型固定設施無人值守系統 中央變電所設備，實現遠程停送電、監控監測等功能，最終實現無人值守 井下水泵房無人值守系統，實現系統智能化自動啟?；蜻h程人工控制啟停。 通風系統無人值守，根據通風量解析及對現場數據采集，根據生產實際原則控制主扇、局扇的啟停。實現風機自動啟停。
井下采礦無軌單體設備遠程遙控系統 智能采礦以單體設備無人操控、自主運行為目標。在井下通訊平臺搭建的基礎上，抓住當前物聯網、大數據、云計算、虛擬現實、區塊鏈、5G等為代表的現代信息技術快速發展的有利時機，以采區單體設備為突破點，研究、實施關鍵設備遠程遙控、自動駕駛，為地采智能礦山建設提供標桿，提升國內地采礦山行業影響力。
井下電機車無人駕駛系統 電機車無人駕駛系統由派配礦單元（數字化配礦系統、派車系統）、機車單元（地下電機車運輸系統、電機車自動保護系統）、運行單元（地下窄軌信集閉控制系統、操作臺系統、無線通訊系統）、裝礦單元（溜井遠程裝礦系統、溜井遠程裝礦視頻監控系統）、卸礦單元（地下自動卸載站系統和自動清掃系統）等組成。
圖1 系統構成圖 該系統成功結合了通訊系統、自動化系統、網絡系統、機械系統、電氣系統、遙控系統、信號系統。以最優行駛路線及成本效益核算方法進行車輛的運行指揮，顯著提高了鐵路線路的利用率、容量、安全性。通過基于里程儀、定位矯正器、速度儀等實現機車的精確定位?；跓o線通信系統的列車控制系統（SLJC）和信集閉車輛指揮系統，實現地下軌道運輸的全自動運行。
主井無人值守、副井無人及罐籠自動罐簾系統建設 提升機的控制系統主要包括主控系統及監控系統兩部分。主控系統負責協調管理提升機的操作和報警任務，通過檢測提升容器在井筒中的準確位置以及速度的基礎上實現行程控制；監控系統在硬件和軟件上均獨立于提升機主控系統的PLC，主要完成滑繩、過卷和超速等判斷，實現提升全過程的位置、速度監控。
破碎、皮帶及提升智能化控制系統 建立地下破碎機至主井提升的自動控制系統，實現地面控制中心對整個系統的集中監控和集中管理，設備自動連鎖、保護控制，確保整個系統安全、穩定、高效運行。
地下礦山斜坡道交通智能管控系統 安全生產一直是礦山企業生產的重中之重，隨著地下開采范圍增大，運輸任務增長，地下運輸車輛逐漸增多。如果無軌車輛運行沒有合理的管控系統，相互行駛的車輛不能了解對象情況，極易引起車輛在某個區域發生阻塞，導致車輛頻發倒車，造成燃油浪費，運輸效率低下，嚴重的還可能導致安全事故發生。因此，一套機動靈活、適應性強、安全高效的交通管控系統顯得尤為關鍵。
成品倉小車自動布料裝車系統 系統通過對各料倉料位監測，實時采集現場料倉數據，根據生產需求智能安排小車自動進行布料，實現小車的精準定位。
應用效果效益 應用效果 1、為礦山科學技術的發展提供了強大的動力 2、為建設智能礦山提供借鑒 經濟效益 井下智能礦山建設優化了井下礦山開采人員的合理配置，提高管理水平，降低了安全事故率，生產效率提升3%-12%，減員人數超過了傳統生產模式50%.為后期最終實現無人礦山奠定了堅實的基礎。 |
