白海涛
陕西彬长胡家河矿业有限公司 陕西咸阳 713600
摘要：数字化和信息化技术日新月异的发展，促使人类生产和生活迈向新的阶段。随着矿山技术和市场的不断进行转型升级，矿山竞争的核心已经由传统的资源竞争优势逐渐转化为高度信息化、集成化的科技竞争，智能化矿山建设应运而生。智能化矿山以数字化技术体系在矿山的建设及应用成果为依托，通过有机集成矿山信息、自动化及数字化技术体系，将与真实矿山开采与运行等相关活动的各种对象进行智能化表达并应用于各个环节的管理和决策之中，实现矿山的各工序或环节的智能化决策与控制，以达到生产方案优、生产效率高、安全信息化、管理精细化和决策科学化的目的。智能化矿山建设是一个由多个技术革新阶段组合，多阶段技术体系相继得到完善的过程。
关键词：智能化；矿山建设；技术；应用
1国内外智能化矿山建设简况
许多矿业发达国家很早以前就已制定了矿山智能化长远发展规划。加拿大国际镍公司从20世纪90年代初开始研究自动采矿技术，拟于2050年在某矿山实现无人采矿。芬兰在其国家研发计划项目（IMI）中实施包括开发智能矿山机械与系统、先进开采工艺、数据利用、矿山人员培训等内容，提高其矿山的劳动生产率，降低矿山的总成本，并改善工作条件；我国矿山建设、开采的发展经历人工作业、机械化、自动化、智能化历程，长时间以来，人均生产效率低于4000d/a。进入新世纪以来，我国矿山智能化的研究和建设取得了长足进步。2015年7月，“鞍钢集团矿业公司数字化矿山”项目率先入选中国智能制造示范项目。项目通过物联网、大数据、云计算、智能管理与控制等先进信息技术与矿山生产过程的深度融合，打造了具有国际领先的矿业管理平台，形成了智慧生产执行、智慧设备管控、智慧人本管理系统，实现了对企业运行全过程的跨千里实时控制和持续改善，使鞍钢矿业工艺技术达到国内全面领先，选矿技术及铁精矿质量达到世界领先水平。
2数字软件系统平台主要技术概况
2.1数字采矿软件系统平台概述
数字矿山软件系统平台是集数据库、CAD和三维可视化技术于一体的工作软件系统平台，涵盖矿山地质、采矿和生产计划等功能，是数字矿山实施系统建设的核心内容之一。在科研院所地下采矿生产实践和教学中发挥着重要作用。它不仅提高和提高了矿山生产管理过程中的技术信息交流水平和工作效率，而且提高了矿山企业的技术水平和生产管理水平。数字采矿软件平台在矿山的应用具有显著的优势：（1）数据库功能强大。实现矿井数据的同步共享和数据安全控制；（2）与矿井安全生产调度系统共享数据。系统平台建立的模型能在控制平台上自动生成三维模型，实现从几何造型到矿山设计造型的飞跃；（3）系统平台与广泛使用的AutoCAD相一致；（4） 变块技术可以实现对矿井巷道和采场目标的精确统计；（5）在三维环境下自动生成图表，并按AutoCAD格式输出功能；（6）用户界面友好，支持32位和64位系统，可实现多平台成果的直接发布模式。
2.2系统平台特点、主要功能及应用场景
数字采矿软件平台在矿山生产实践应用中的主要功能及应用场景：（1）地质应用。主要功能包括建立地质工程数据库，在矿山生产实践中，利用矿体模型可以建立品位模型和其他块体模型。同时进行储量计算，生成动态储量报告；（2）计量应用。它不仅支持经纬仪测量的传统测距数据的导入，还支持全站仪测量的断面法、腰线法和三维激光扫描仪的测量数据的快速导入，自动生成采场顶线、边坡底线和三维开采状态的当前状态模型；根据每月的计量验收，自动计算出每月的采出量、矿石平均品位、剥离岩石数量和剥离率等。（3）地下开采。实现包括：巷道中线、净断面、巷道边线、连通巷道或非连通巷道的自动标注；准确计算开采储量、品位、金属量、贫化率和损失率指标；结果的输出形式如生产计划的自动编制和生产计划实施过程的动画模拟；（4）爆破设计。提供地下矿山爆破、爆破边界、装药及矿石量计算、工程制图等的精确设计与布置功能；（5）露天开采的应用。
结果表明，实现了露天开采境界优化、露天采场设计、爆破设计、自动布矿优化、采剥顺序优化和道路设计；（6）企业数据库。基于数据库的数字挖掘软件系统支持各种主流数据库管理系统，实现了数据同步与共享、用户数据版本控制和数据安全控制，为其他信息系统共享数据结果提供了技术可能。实现了一矿一组只维护一组数据，解决了协同作业和矿山数据分类管理的问题；（7）数字化采掘软件系统功能完善，操作简单。实现了矿山地质、测量、开采的精细化管理，方便了矿山设计和优化。
3智能化建设过程中应注意的问题
3.1信息孤岛
在煤矿智能化建设过程中，应避免信息孤岛。不同的生产工艺形成了许多地方自动化的“独立岛”。在一个独立的岛屿上，自动化水平可以提高，但岛屿之间只有很少必要的薄弱环节。每个岛国的信息不能完全共享，信息管理也依赖于管理者的干预，因此很难充分发挥基础自动化的有效性。
随着现代电子信息技术的发展，特别是生产管理从定性到定量、从粗到细、从纸到电子、从手工到自动化的要求，对数据的要求也从零开始、从少到多、从基础数据到海洋数据都在不断增加。这就要求自动化不仅是“独立的孤岛”型机电一体化，而且是一个完整、共享和统一的整体。
3.2标准化
没有标准化，就没有自动化。生产工艺和生产工艺的标准化是自动化的前提。自动化最重要的基础是前端标准化。在楼宇自动化系统的建设过程中，首先要考虑的是系统是否具有高质量的标准化。以皮带自动化为例，如果不能解决皮带上的大件、异物问题，对皮带进行集中控制就毫无意义。各皮带转运点的人员仍不能撤走，仍需不时值班，及时停止损失，避免因大块异物造成的皮带损坏、堵塞扩大。当然，皮带异物识别系统逐步推广，可以代替在职人员的监控，但频繁出现的问题仍需要大量人员操作和维护，因此“实现皮带自动化的目的是减少人员，提高效率”，将成为空谈。因此，有必要从源头上对其进行处理，采取一系列措施，避免大煤、异物在皮带上运行。规范的采煤工艺可以避免大块头的发生，在煤带前的标准化工艺操作也保证了煤炭质量。因此，在矿山自动化系统建设之前，应充分考虑相关标准化工作是否到位，避免将小车摆在马背前。
3.3管理问题
如矿山决策者没有整体规划建设方向，导致独立开采各种自动化系统集成，各部门职能重叠，信息共享能力差，不能充分发挥智能矿山的作用。其实，在智能矿山建设中，首先要考虑的是部门职能的整合。矿井智能化是一个涉及煤矿生产各个方面的工程，需要各系统的信息共享，为生产经营管理提供全方位的信息，做出正确的决策。因此，有必要开展部门整合，建立统一的调度指挥管理中心。当然，随着智能矿山的深入推广和推广，很多人都意识到了这个问题，正在发生变化。
结论
构建新的智能模式，实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化，实现“安全、高效、智能、绿色”矿山，提高矿山企业核心竞争力，是矿山企业生存和发展的必经之路。矿山智能化的建设是一个较为长期、系统完善的过程，涉及多个异构的、不同类别的系统组成。
参考文献：
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