摘要：目前，矿山井下综采工作面地质环境复杂多变，影响到综采工作面智能无人化开采的发展进程，但是可以先在较简单的地质条件下实现智能无人化开采，再通过不断的技术提升，使得无人化开采技术不断进步，逐渐适应较为复杂的地质条件。
关键词：数字化矿山；数字化智能矿山系统；自动化
引言
石灰石矿山开采一直处于粗放式开采阶段，存在着环境污染严重、资源搭配不合理、资源浪费等问题，亟需通过科学化的生产方法和精细化的管理解决上述问题。数字矿山作为矿山企业信息化建设的新思路，从数字化的地质资源建模与评价、技术装备智能化、生产执行与智能管控、科学管理与决策等诸多层面进行现代信息技术与采矿行业之间的技术融合与应用拓展，可实现矿山生产计划编制、爆破设计流程化、采矿品位实时在线监测、品位自动更新及配矿、车辆自动调度等，极大地解决了石灰石矿山生产计划难把控、爆破设计难优选、品位难控制、车辆难调度等问题，实现合理分配矿山资源、节省生产成本、提高生产效率，具有重要的现实意义。
1智能采矿
以往，采矿被认为是最脏、最苦、最累的工作，特别是井下采矿，想象中矿工的样子是满脸灰尘、满身油污，在充满污浊空气的巷道中使用钢钎、铁锤打孔、装药、爆破，人力装车出矿。这的确也是国内不少矿山井下采矿的真实写照。随着国民经济的发展，我们国家的矿山逐步实施机械化、自动化、信息化、数字化、地理信息系统等现代高新技术和矿山自动化设备，提高矿山的采矿效率、降低采矿成本、减少安全事故风险、改善经济效益，从而有效提高矿山企业的竞争能力。近年来，在“信息化”、“数字矿山”、“互联网+矿山”等提法的基础上又提出“智能采矿”。“智能采矿”是“工业化”与“信息化”的有机结合和新的发展阶段，是“互联网+矿山”的本质体现。所谓“智能采矿”是指在考虑安全、绿色、效率、经济等多方面的因素后，在矿石开采过程中，以开采环境数字化、采掘装备智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化为特质，以实现安全、高效、经济、环保为目标的采矿工艺过程。实现智能采矿后，采矿作业的操作人员可由井下搬迁至室内，通过远程遥控完成生产作业，不仅大量减少下井工人，最大程度地解决矿山生产安全问题，同时容易实现大规模开采，大幅提高劳动生产率，降低成本，提升企业的竞争力。
对露天采矿，“智能采矿”重点研究利用GPS监控采场全部移动设备的位置，采用最佳算法分派汽车到电铲、破碎站、矿堆和排土场，从而使物料流（矿石和废石）和设备的利用实现最佳化，还应研究集成设备定位、跟踪和状况监控、易耗品（燃油、轮胎、钻头等）跟踪、边坡稳定监控、送选厂矿石品位监控、提供生产报告等功能。对井下采矿，智能采矿重点研究无线多媒体数据智能化通讯、井下人员与设备的精确定位与智能导航、井下安全与环境灾害智能监控、虚拟采矿与仿真、井下关键采矿装备的智能化控制、井下通风智能化监控、智能精细化采矿爆破技术和地下矿山智能化调度管理等一系列关键技术与装备。在实施“智能采矿”过程中，自主研究开发国产技术与装备，通过现代高新技术提升传统产业，推动我国矿产资源开发向“高效、安全、绿色与可持续”方向发展，增强我国矿业行业的核心竞争能力。
2数字采矿软件系统
2.1三维矿山模型数字化
将矿区地质资料进行模型数字化是运用数字化智能矿山系统的基础。三维矿山模型数字化工作包括：整理地质基础资料并建立三维矿山地质数据库；通过地质数据库解译三维矿岩界线；根据矿岩界线建立三维矿体、岩体模型；以矿区现状地形图建立三维地表现状模型；以矿区终了境界图建立终了境界模型；通过建立块段模型，以地质统计学方法进行品位推估，从而得到品位模型。
2.2生产计划编制
通过ＤＩＭＩＮＥ计划编制功能，结合最新地表现状、终了境界、矿体、品位模型，可一键自动生成中长期计划，并按照中长期计划设定的品位、产量信息自动生成年计划、季度计划和月计划供矿山指导生产，若计划存在偏差还可进行人工调配。自动生成生产计划可准确反应矿床的规模和品位的分布情况；能够对计划数据在任意时期内的回采过程进行模拟、预演；能够根据预演结果找出影响产量稳定性的因素和出现产量不均衡的时期，在计划编制过程中进行调整；能够根据预演结果确定需要投入的设备、班组下限和上限；且使用简便、效果直观生动，能够通过动画演示计划结果。
2.3爆破流程化
通过分析现有石灰石矿山爆破的流程，制定了爆破的流程化管理：１）在生产计划和三维地表现状模型的基础上，通过ＤＩＭＩＮＥ快速生成爆破设计方案；２）通过ＤＩＭＩＮＥ发送设计方案数据到钻机的卡调系统终端，钻机按照设计方案到指定设计爆破区域按照设计炮孔位置进行作业，并将作业炮孔信息反馈给生产执行系统，在生产执行系统中进行爆堆作业点维护；３）取样技术人员先用打印机打印二维码（用于分组识别）分装到样品袋，然后在现场根据岩粉情况取样分装到指定样袋中，并在智能取样ＡＰＰ中进行炮孔分组；４）通过扫码枪扫描取样袋中的二维码与样品化验数据系统对应，自动上传到生产执行系统，然后通过ＤＩＭＩＮＥ下载炮孔信息生成爆堆，用于配矿或品位更新。通过爆破流程化极大的解决了矿山放孔、收孔、分组和化验投入的大量人力成本，并提高了生产效率。通过收集炮孔岩粉数据的化验信息来更新块段模型，达到了使配矿和计划编制的原始数据更精确的目的。
2.4地表更新及品位更新
地表更新矿山爆破完以后会对地表现状模型进行更新，根据钻机反馈的炮孔点位信息并结合现状台阶线通过ＤＩＭＩＮＥ地表更新功能一键更新地表，解决了矿山大量去测量更新地表工作。品位属性更新结合实测炮孔的样品信息和资源量估算的品位模型，选中炮孔样可实现一键自动更新品位模型，可实现矿山在做完一个平台后用真实的数据去预估下一个平台的品位信息，为下次生产计划提供可靠的依据。
3智能卡调系统
智能卡调系统由调度中心、通讯及差分系统、车载智能终端三部分构成，综合运用计算机技术、现代通讯技术、全球卫星定位（ＧＰＳ）技术、系统工程理论和最优化技术等先进手段，建立生产监控、智能调度、生产指挥管理系统，对生产采装设备、移动运输设备、卸载点及生产现场进行实时监控和优化管理。智能卡调系统实现了全自动的实时调度（系统根据实际生产中电铲、矿车、卸点、物料等情况的变化适时进行自动调度），司机实时对全局信息的知情，人性化的电子地图监视与历史行车轨迹回放，大量出现特殊物料品种时派车问题的解决，长距离派车问题的解决，局部定铲派车的灵活性等问题。
结语
我们国家的采矿队伍，要在掌握采矿先进技术的基础之上，准确判断采矿最新发展趋势，不断创新采矿新技术，共同汇聚各方面的人力、物力、财力，有计划、有步骤的实现数字化矿山开采。实现地下矿山机动、灵活、高效、经济、安全的无人智能化开采，促进矿业产业的发展规模，改善矿山的回采工艺和运输系统，并向无轨、无人开采的综合机械自动化方向发展。
参考文献
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