智能化礦山建設方案

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智能化礦山建設方案范文第1篇

關鍵詞：智能化；綠色化；自動控制技術

某礦山企業的冶煉廠原料以銅、鎳為主成分，伴生有金、銀、鉑、鈷等貴金屬和硒、硫等非金屬，品質波動大，冶煉工藝極為復雜。為解決小批量冶煉與大規模工業生產的矛盾[1]，該企業需要以現有自動化、信息化建設為基礎，全面推進大數據、人工智能、虛擬現實等新技術在冶煉生產中的應用，從而實現冶煉裝備、生產物料、風水電火能源等的智能化管控，最終將冶煉廠建成自動化生產線扁平化管理、生產設備集成化控制、能源精細化管控的智能化工廠。

1智能冶煉廠架構

在智能冶煉廠建設過程中，該礦山企業采用工業互聯網平臺作為核心架構，建立“平臺協同運營、工廠智能生產”的業務管理控制系統。一是對冶煉廠現有生產線進行自動化與智能化升級改造，使用可編程邏輯控制器（PLC）、物聯網等技術手段實現生產線的改造升級，最終實現生產及配套設施的智能化控制與全生命周期管理；二是將冶煉廠已建信息化系統和新建信息化系統的數據融匯統一，實現數據格式的標準化與統一化，進而為冶煉廠邊緣側大數據分析與智能化決策提供強力支撐；三是對冶煉廠信息化系統數據應用、開發、服務等功能進行企業云化處理，實現異構數據匯聚與分析、工業生產經驗系統化等功能[2]。

2智能冶煉廠資源數字化體系

智能冶煉廠建設期間，可采用三維環境感知系統和三維可視化管理系統，構建資源數字化體系。

2.1三維環境感知系統

利用三維激光掃描儀和同步定位與建圖技術（SLAM）非接觸、高密度、高精度、數字化、自動化、實時化等特點，全方位掃描破碎篩分設備、精礦庫、熔煉爐、空壓機房、高壓風機房、鍋爐房、化水站、制酸站、成品庫、供配電設備等生產及配套設施，形成三維點云數據，進而支撐冶煉廠三維可視化管理系統與數字孿生系統建設。

2.2三維可視化管理系統

依托三維可視化管理系統，將冶煉廠原始數據轉換成動態的三維模型，進而實現冶煉廠資源的可視化管理、生產作業的扁平化管理、生產技能等的虛擬培訓。空壓機房三維模型如圖1所示。圖1空壓機房三維模型三維可視化管理系統具有3個主要功能。一是生產的精細化建模與動態更新功能。生產及配套設施的精細化建模與動態更新是智能冶煉廠建設中必不可少的基礎環節，是智能冶煉廠實現生產作業智能組織與生產任務智能分配的前提。二是生產任務智能分配與計劃編制功能。三維可視化管理系統采用自頂向下（由生產任務至生產排產）的方式實現生產計劃的編制與生產任務的分配，包括年度、季度和月度計劃，并可根據資源市場條件實現生產任務的快速調整與優化。三是虛擬仿真培訓功能。針對冶煉廠實際業務場景，開發面向冶煉廠的虛擬仿真系統，對建設范圍的廠區場景進行三維建模，使用者能夠便捷地對冶煉廠進行三維瀏覽、漫游等操作，同時借助虛擬現實（VR）設備獲得身臨其境的體驗。

3智能冶煉廠管理體系

3.1三維生產管控平臺

三維生產管控平臺業務模塊如圖2所示。通過三維生產管控平臺對冶煉廠已經建設的信息化系統進行有機集成，根據冶煉廠的整體生產工藝流程特點，結合冶煉廠實際管理需求，形成整體生產經營的數字化管控體系，實現在平臺上協調一致作業，達到數據共享、全流程協作、規范化精細運營管理的目標。系統建成以后，橫向打通生產管理（塊料破碎篩分、配料、熔煉、電爐貧化、吹煉、高冰鎳水碎）、生產計劃、安防管理、設備全生命周期管理、質量管理、能源管理、培訓考試等環節的數據流，進而實現冶煉廠生產作業全流程的閉環管理；縱向實現各管理層級實時、按需、動態調用各類數據，協同辦公，高效支撐經營管理。

3.2安全管理系統

安全管理系統以三維管控平臺為基礎，對冶煉廠破碎篩選、熔煉、吹煉等生產環節中產生的大量數據信息進行統計、分析，對數據信息反映的安全狀態進行整理和歸集，對安全隱患、違章的處理流程及結果信息進行實時管理。安全管理系統業務流程如圖3所示。

3.3智能安防系統

如圖4所示，冶煉廠的智能安防系統由5G網絡、綜合管理分析、智能監控等模塊構成。該系統具有架構穩定、安全分級管控、實時報警等特性，能夠實現視頻監控信息實時查看、回溯等功能，還可以利用人工智能（AI）平臺實現危重區域侵入監測、車輛管理、人員行為監測和人員防疫管理等功能。

3.4設備全生命周期管理系統

如圖5所示，設備全生命周期管理系統是以整個設備生命周期管理為主線，結合多平臺應用體系，以落實化執行、預見化修護、可控化流程、高效化辦公為重點，以提升企業綜合效益為根本原則的智能化管理系統。在系統建設過程中，在生產及配套設施中易損的關鍵設備（破碎機、篩分器、熔煉爐、空壓機、高壓風機、鍋爐、變配電設備等）上安裝振動、溫度、轉速、電流、電壓等傳感檢測設備，對這些設備產生的振動、溫度、轉速、電流、電壓等重要參數進行全天候監測，并將采集的數據信息、歷史趨勢以及安全閾值集中展示在三維生產管控平臺上。同時，將采集的數據融入企業數據庫，利用神經網絡等技術，深入挖掘數據信息，對生產及配套設施的狀態、故障診斷、預維護等進行深入管理，進而實現設備的全生命周期管理。同時，該系統可以實現生產及配套設施的臺賬、備品備件、報廢等的超前管理，進而降低企業生產運營成本，簡化企業生產運營管理程序[3]。

3.5能源管理系統

能源管理系統具有數據采集（用能量、能源價格、用能形式等）、數據分析、能源監控和數據（利用圖表形式將分析結果轉化為各種報表和預測報告等，提供給管理層，以便做出決策）等能力，以實現能源數據系統化、透明化、格網化[4]。同時，建立能源三級管控體系，即按照公司級、車間級、班組級配置水、電、油、氣等能源，實現能源設備在線過程全天候監控、能源調度、高能耗設備報警等功能，從而輔助冶煉廠實現降本增效，完成雙碳指標任務。能源管理業務流程如圖6所示。

3.6質量管理系統

質量管理系統以三維生產管控平臺為基礎，結合冶煉廠各生產工藝實際情況，實現破碎篩選、熔煉、吹煉等工藝過程中質量數據的整理和歸集，實現進出場原料或產成品的規范化化驗管理，實現質量檢驗、生產技術、信息中心等環節的數據流轉，實現質檢數據的高效共享[5]。質量管理系統具有4項功能。一是接樣制樣。質檢部門接收樣品后，根據不同的制樣規則及化驗規程進行制樣，然后在系統內建立化驗任務，任務通過系統流轉給化驗人員并通過消息待辦的方式提醒化驗人員。二是化驗任務。不同的化驗人員根據化驗任務領取樣品，根據任務要求開始化驗并向系統提交化驗單據。三是允差預警。關鍵環節的化驗結果可以設置允差閾值，對于超出允差的錄入值，系統給予提示，防止錄入過程中出現錯誤。四是資源管理。根據管理需求，建立實驗室相關用品的臺賬和領用制度及配套管理流程，實現對相關資源的全面管理。

4結論

本文提出一種基于綠色智能礦山生產體系的智能冶煉廠建設方案，利用大數據分析、AI識別、5G網絡等先進技術實現冶煉廠的智能化管理。該方案以三維生產管控平臺為核心，充分挖掘數據資源，形成了一套高可靠性、高及時性、高度扁平化的冶煉廠管理體系，對冶煉廠綠色化、智能化發展起到重要支撐作用。

參考文獻

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2趙奕，朱玲.數字化工廠：會澤冶煉廠自動化應用[C]//中國計量協會冶金分會2013年會暨全國第十八屆自動化應用技術學術交流會.2013.

3劉俊峰.礦山設備全生命周期管理模式的探討[J].數碼設計，2019（11）：330-331.

4佘建煌.基于WinCCOA的礦山能源管理系統[J].可編程控制器與工廠自動化，2014（8）：80-84.

智能化礦山建設方案范文第2篇

【 關鍵詞 】 數字礦山；信息管理；自動化；信息網

An Approach to Construction of Mine Digitalization in Gacun

Jin Zhao-hui Li Qian-qian

（Xinyuan Mining of Sichuan SichuanChengdu 610000 )

【 Abstract 】 The author makes an introduction to basic concept of digital mine, technical background of digital mine and present situation of construction of mine digitalization in Gacun, discusses the necessity for construction of digital mine, and puts forward steps and contents of construction of mine digitalization in Gacun.

【 Keywords 】 digital mine; Information management; Automation; Information network

0 引言

呷村銀多金屬礦區位于四川省甘孜州白玉縣,是一處高品位、易開采、難分選的復雜銀、銅、鉛、鋅礦床,被譽為為“高原三明珠”之一。隨著數字浪潮的到來,如何提高礦山企業的競爭能力，如何實現礦業企業現代化管理與國際先進管理方式的接軌，如何實現“高效、安全、綠色、可持續”的經營理念,是當下各個礦山企業不得不面臨的問題。呷村銀多金屬礦為更適應這一市場機制，正朝著真正的數字化方向發展。

1 數字化礦山的涵義

數字礦山(Digital Mine)是數字礦山是以礦山系統為原型,以地理坐標為參考系,以礦山科學技術、信息科學、人工智能和計算科學為理論基礎,以高新礦山觀測和網絡技術為支撐,建立起的一系列不同層次的原型、系統場、物質模型、力學模型、數學模型、信息模型和計算機模型并集成,可用多媒體和模擬仿真虛擬技術進行多維的表達,同時具有高分辨率、海量數據和多種數據的融合及空間化、數字化、網絡化、智能化和可視化的技術系統。

數字礦山是建立在數字化、信息化、虛擬化、智能化、集成化基礎上的，有計算機網絡管理的管控一體化系統，它綜合考慮生產、經營、管理、環境、資源、安全和效益等各種因素，是企業實現整體協調優化，在保障企業可持續發展的前提下，達到提高整體效益、市場競爭力和適應能力的目的。數字礦山的最終表現為礦山的高度信息化、自動化、智能化與高校安全開采，以至無人采礦和遙控采礦模式。它將深刻改變傳統的采礦生產生活和人們的生活方式。

2 數字礦山的七大主層次

數字礦山按照系統結構自下而上可分為七個主層次。

2.1 基礎數據層

基礎數據層，即數據獲取與存儲層。數據獲取包括利用各種技術手段各種形式的數據及其預處理；數據存儲包括各類數據庫、數據文件、圖形文件庫等。該層為后續各層提供部分或全部數據輸入。

2.2 模型層

模型層，即表述層。如空間和礦物屬性的二維和三維塊狀模型、礦區地質模型、采場模型、地里信息系統模型、虛擬現實動畫模型等。該層不僅將數據加工為直觀、形象的表述形式，而且為優化、模擬與設計提供輸入。

2.3 模擬與優化層

例如工藝流程模擬、參數優化、設計與計劃方案優化等。

2.4 設計層

設計層，即計算機輔助設計層。該層為把優化解轉化為可執行方案或直接進行方案設計提供手段。

2.5 執行與控制層。

執行與控制層，如自動調度、流程參數自動監測測與控制、遠程操作等。該層是生產方案的執行者。

2.6 管理層

管理層包括MIS與OA辦公自動化。

2.7 決策支持層

依據各種信息和以上各層提供的數據加工成果進行相關分析與預測，為決策者提供各個層次的決策支持。

3 呷村銀多金屬礦數字化建設的技術背景

21世紀是信息技術飛速發展的時代，呷村銀多金屬礦作為一新興礦山，擁有前沿的硬件、軟件、網絡技術，這些為礦山數字化建設提供了強大有力的基礎保障。

3S技術、多分辯率海量數據的存貯技術、互操作互運算技術、多維可視化技術等,都為礦山數字化建設提供了有力的技術支持。伴隨著各種類型的礦業軟件,如SURPAC、MAPTEK、DATAM INE等相繼問世,并投入實際應用，可以把十幾年來積累的地質成果以及相關礦山開采資料數字化,逐步建立起礦山地、測、采數據庫。OA軟件、井下人員定位系統、安全監控系統的推廣與使用為礦山數字系統的建設也提供了強有力的軟件平臺支持。同時,各種新型采掘設備、選礦設備及相關控制管理系統的引進,為數字礦山的實現做了好的硬件鋪墊。大型掃描設備、矢量化圖形工作站、寬幅真彩色大型繪圖儀等硬件設備的配備,使得礦山數據庫的建立和數字化成圖更方便、更精確。

4 呷村銀多金屬礦數字化建設的必要性

礦產資源被譽為現代工業的“糧食”和“血液”，是人類社會發展的命脈。人類目前使用的95％以上的能源、80％以上的工業原材料和70％以上的農業生產資料都是來自于礦產資源。 礦產資源是有限和不可再生的，如何合理開發與利用有限空間中的有限礦山資源來滿足人類社會可的持續發展需求,最大程度的促進資源的合理有效利用，已經成為當今世界所共同關注的問題。

現代企業的管理方式已向信息化轉型,為實現我國礦業企業適應現代信息科技的發展,實現礦業企業現代化管理與國際先進管理方式的接軌，礦山的數字化/信息化建設也是勢在必行。

數字化是實現企業信息化的基礎,是信息化的具體表現形式,只有通過數字化技術,才可以實現可視化、智能化、網絡化和集成化,從而最終實現礦山企業的全面信息化管理。采用數字化技術,可以最大限度的開發和利用礦產資源,滿足人類社會可持續發展的戰略需求。

5 呷村銀多金屬礦數字化建設現狀

自1999年首屆“國際數字地球”大會上提出了“數字礦山”(Digital Mine,簡稱DM)概念以來,礦山的數字化建設就在各大礦山企業中悄然興起。呷村銀多金屬礦也加入到數字礦山的建設隊伍中來。

思想觀念落后，缺乏對數字化礦山的正確認識。礦山的數字化建設是一個關系到礦山發展的長期工程，涉及到礦山很多層面及大量資金的投入。而工程的成功與否，關鍵取決于職工的思想觀念以及對數字化礦山的理解程度。但由于數字化是近十年出現的產物，很多員工由于年齡和知識結構等客觀因素的影響，對數字化礦山這個新事物的了解有些偏差，甚至認為數字化建設就是網絡建設。認為礦山數字化建設是IT人員的事情,與企業的根本利益無關。

落后的工作觀念和工作方式阻礙了數字化礦山的發展。部分工程技術人員習慣于原有的工作方式，因循守舊、墨守成規、安于現狀,不愿變革甚至懼怕變革。計算機應用水平參差不齊，阻礙了數字化礦山的發展。由于員工的年齡和受教育程度等因素的影響，阻礙了礦山數字化建設的進程。 IT人才的嚴重短缺,這也是阻礙礦山數字化建設的一個重要原因。礦井綜合信息系統不夠完善，傳統的作業方式處于分割管理狀態，信息交換困難。

6 呷村銀多金屬礦數字化建設的探討

針對呷村礦山數字化建設現狀，要多吸取前人的經驗教訓，不能急于求成，應 “全局規劃 分步實施”，整體把握數字礦山建設的規劃布局。結合礦山實際情況，筆者認為應從以下幾方面實施礦山數字化建設。

開展礦山數字化知識講座，提高職工的思想認識，數字化礦山不但包含了現代化所需的軟硬件環境，還應包含現代化礦山的理念。加強培訓，提高職工綜合素質。組織職工進行礦山數字化相關培訓，重點是計算機技術和信息技術的培訓，提高其信息素養，使之不僅熟練掌握礦山專業知識，還能熟練操作計算機，掌握軟件的使用方法和數字化加工方法。重視人才引進，并組織不同層次、不同范圍的科技攻關與技術推廣。及時引進、配備前沿數字化建設軟件技術，完善礦山數字化七大層次間的信息傳遞。實現基礎信息化、作業信息化、管理信息化、決策信息化，加強構建完整的礦井綜合信息系統。

7 結束語

中國的礦山企業正面臨嚴峻挑戰和前所未有的變革機遇。數字礦山是未來礦山的發展方向，也是必由之路，任重道遠。呷村銀多金屬礦應根據自身企業的實際情況，整體規劃，分步實施，完善軟硬件配備，加強協調數字化建設七大層次之間的信息、指令的順暢傳遞，最終適應市場發展，滿足可持續發展的需求。

參考文獻

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作者簡介：

智能化礦山建設方案范文第3篇

關鍵詞：露天采礦；設備更新；采礦技術；促進

中圖分類號：TD804文獻標識碼： A

1、露天采礦設備的大型化發展

1.1露天穿孔設備鉆孔直徑不斷增大

半個多世紀以來，露天采礦的穿孔設備經歷了“磕頭鉆”、噴火鉆、沖擊（潛孔）鉆，直到具有鉆孔直徑大、穿孔效率高的牙輪鉆的發展階段。世界三大鉆機生產公司都集中在美國，其中哈尼希費格公司生產的 P＆H120A 型牙輪鉆機的軸壓達到 68 t， 孔徑最大達559 mm。 我國生產的最大牙輪鉆機型號為 YZ-55。

1.2露天裝載設備的斗容不斷增大

大型露天礦山裝載設備主要包括：電鏟、液壓挖掘機和輪式裝載機。電鏟一直是大型和特大型露天礦山的主導裝載設備，哈尼希費格公司生產的 P＆H5700 型電鏟的斗容量為 53.5 m3，我國太原重機生產的具有自主知識產權的電鏟 WK-55 的斗容量達到 55 m3。液壓挖掘機和輪式裝載機具有很多優點，如重量輕、機動靈活、作業率高、投資少、設備更新快、易于實現無級調速和控制等。 隨著科技的進步，液壓挖掘機和輪式裝載機也在不斷推出大斗容的產品，進入大型露天礦山的施工現場。小松公司生產的 PC8000 挖掘機斗容量達到 48 m3，卡特彼勒公司生產的 Cat994 輪式裝載機斗容量最大達到 31 m3。

1.3露天運輸設備的噸位不斷增大

汽車具有爬坡能力大、轉彎半徑小的優點。 汽車運輸機動靈活，特別適合需要均衡配礦和多點作業的礦山， 成為現代露天礦山的主要運輸方式。為適應露天礦山大型化發展的需要，礦用汽車的有效載重也在不斷提高， 卡特彼勒公司生產的 Cat797 礦用汽車有效載重達到 326 t，利渤海爾公司生產的 T282 電動輪礦用汽車有效載重達到 327 t。

2、露天采礦設備的智能化發展

2.1車載監控系統。主要用于監控設備的完好狀態和提供相關的維護信息。 現在，大型露天采礦設備的制造商，對設備的主要部件的重要參數都增設了監控和報警功能，可以通過無線通訊與中央計算機連接，對設備進行實時監控，對故障進行報警，及時通知維修人員進行處理。

2.2 卡車調度系統。主要應用于露天礦山的優化運輸生產中，從最初的應用于運輸汽車的調度，發展成為全面提供實時數據和相關生產數據，進行實時設備監控，也是最基本的系統。

2.3 GPS定位系統。由于 GPS 技術在露天礦開采中應用的主要障礙得到了很好的克服，GPS 系統利用全球衛星定位系統進行衛星定位，精度可達 1 米以內，還有精度達到厘米級的高精度系統，在露天礦山的應用領域越來越廣。

⑴露天礦山地表測量。采用 GPS 系統可以完全取代傳統的測量手段來進行露天礦地表測量工作，可以大大提高測量效率，主要表現在：①儀器安裝方面。 傳統的測量儀器安裝時間取決于地形、能見度和測量人員的工作熟練程度，而采用GPS 系統只需簡單打開設備，測量定位很快就會完成。 ②應用方面。 GPS 系統不受傳統測量儀器在良好通視條件下才能正常工作的限制，不受氣候和光線條件的限制，在大多數氣候條件下都能工作。③靈活性。使用 GPS 系統進行測量，測量人員不需要步行到測量區把儀器安置在固定點上，可以在排土場、車輛上進行滿足精度的測量。④可利用性。傳統的測量儀器不僅結構不夠緊湊，帶有大量活動附件，而且時間久了容易損壞，維修也不方便，費時費力。 GPS 系統沒有活動部

件，是一個固定的整體，不易損壞。

⑵露天開采設備作業優化和控制。 ①鉆機精確定位與作業控制。 可以實現鉆機的精確定位，大幅度減少現場測量工作量，炮孔布置精度高、時間短，大幅減少超鉆和欠鉆現象，為制定出更好的爆破設計方案創造了更好的條件。 ②裝載設備作業優化控制。 通過無線傳輸系統，工程技術人員可以把生產計劃從控制中心發送到裝載設備上的 GPS 系統，系統可以實時記錄裝載設備的工作進程，及時把信息反饋給控制中心，進行存儲和分析。③卡車跟蹤系統與優化調度。露天礦運輸作業成本約占總成本 60%，大型露天礦中電鏟和汽車調度是礦山管理的重要內容，通過 GPS 衛星定位和多頻道無線電通信，可以實現車-鏟-調度室之間的信息傳遞。

⑶露天礦卡車運輸安全預警。 GPS 系統能夠自動實現對卡車進行定位跟蹤，在卡車接近公路邊緣或卸礦場、排土場的邊緣時，以及卡車相互靠近到危險距離時，能及時地發出預警信號。

⑷露天礦高邊坡位移監測。基于 GPS 系統的高邊坡自動監測技術具有獨特的優越性，這是一套基于無線數據通訊的系統，能夠連續收集邊坡移動的數據，輸送到采場辦公室的計算機進行數據存儲和運算，根據數據分析可以得知采場各處邊坡的穩定情況，并及時進行報警，克服了傳統測量方法的諸多缺陷。

3、露天采礦設備發展對采礦技術的推動

隨著露天采礦設備向著大型化和智能化的方向不斷發展，對新的采礦技術的更新和既有礦山的運輸系統改造起到了巨大的推進作用。

（1）采用大區域微差爆破。 隨著大型智能化鉆機不斷在大型露天礦山投入使用，使鉆孔效率、精度不斷提高，大區域微差爆破技術得到廣泛應用，大大提高了生產效率。

（2）應用深凹露天礦高效開發技術建設新礦山。 加大露天礦的最終邊坡角，采用并段或多級并段的靠幫工藝，采用高臺階或豎分條開采以提高工作幫的坡角， 降低生產剝采比，節約建設成本。

（3）改造既有凹陷礦山的運輸系統。 根據既有礦山的實際，充分發揮既有礦山鐵路的優勢， 對鐵路和機車車輛進行改造，使用汽車―――鐵路聯合運輸、汽車―――膠帶運輸系統、汽車―――提升機運輸系統，降低生產成本，可以加大凹陷礦山的經濟合理開采深度，甚至可以使用到露天開采的后期。

（4）增加露天礦山開采的安全性。 大量的大型露天采礦設備的投入和使用，大大減少了設備的投入總量，降低采場內的設備密度，減少操作人員，人工費降低 20%以上。 同時，隨著設備的安全功能和相應安全功能的可靠性的不斷改善，使采場開采的安全性不斷提高。

4、結束語

科技的不斷進步，推動露天采礦設備向著大型化、智能化和人性化方向迅猛發展，同時又積極推進采礦技術的更新進步，提高了礦山的生產力，節約了投資，降低了成本，對我國低品位、 邊界品位大型露天礦的開發有了樂觀的開發前景。 在不遠的將來，我們甚至可以在新礦山開發建設之前，通過建立模擬采礦系統進行經濟比較， 向虛擬采礦方向發展。隨著微電子技術和 GPS 的擴大應用，為無人駕駛礦用汽車的研發和投產，創造了有利的條件。

參考文獻

智能化礦山建設方案范文第4篇

關鍵詞：金屬礦山；地下采礦技術；進展；

中圖分類號：TD43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-01

一、金屬礦山地下采礦方法概況

地下采礦方法是自礦塊內采出礦石所進行的采準、切割和回采工作的總稱。采準工作掘進一系列巷道，為切割和回采工作創造條件；切割工作為回采工作形成自由面和落礦空間；回采工作自回采工作面采出礦石，包括落礦、出礦和地壓管理三種作業。采礦方法是指如何安全、經濟地采出礦塊、礦房或礦柱內礦石的方法，包括礦塊的采準切割、采空區處理、回采工作。

（一）空場采礦法

根據礦塊或礦壁的結構不同與回采作業的特點，空場采礦法可分為房柱采礦法、階段礦房采礦法、全面采礦法、留礦法等。空場采礦法特點：回采過程中，采空區始終是空著的，用主要暫留或永久殘留的礦柱進行支撐，一般在礦石與圍巖很穩固時采用。這種方法通常將礦塊劃分為礦房與礦柱，先采礦房，后采礦柱。采礦房時，形成的采空區一般先不做處理，這種采礦法要求圍巖和礦石穩固。空場采礦法是屬于結構簡單的一種采礦方法，易于工人掌握，生產效率也較高，貧化小，成本低，實踐技術也比較成熟，因而應用廣泛。現階段我國有色金屬、黃金及化工礦山應用相當普遍。

（二）崩落采礦法

崩落圍巖采礦方法的特點是隨著礦石采出，采空區被有計劃的用崩落礦體巖石來充填，采空區能夠得到及時的控制和處理，在地表允許陷落、礦體圍巖不穩固條件中使用較多。通過強制或自然崩落圍巖充填采空區的方式來控制和管理地壓，主要包括分層崩落法、分段崩落法、單層崩落法、階段崩落法充填采礦法

（三）填充采礦法

礦石價值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允許陷落

和特殊復雜地質條件下的礦體，一般采用填充采礦法。在回采時，采空區依靠充填其內的充填料、支柱或充填料與支柱

相配合形成的人工支承體支承采空區。

二、金屬礦山地下采礦方法選擇系統的重要性

（一）地下采礦是人類獲取地下資源的重要方式之一，采礦方法的選擇又是地下采礦的核心，然而影響地下采礦方法選擇的因素眾多，不同的地質條件又有不同的要求，具有極大的模糊性和不確定性，不能夠僅靠單一定量分析來確定。傳統的采礦方法選擇就是僅由單個影響因素或幾個因素各自直觀地評價而確定的，帶有極大的經驗成分，具有很大的局限性。

（二）地下采礦的發展趨勢是不斷簡化采場結構，采用新的工藝技術和新設備，機械化開采，實現大型化、集約化生產，實現地下采礦的智能機器化開采，實現資源的最大回收利用。必須從系統研究的角度，將模糊數學、層次分析、神經網絡和人工智能等方法相結合，設計出合理的采礦方法選擇系統，選擇出最佳的地下采礦方法，才能達到安全高效的目的，獲得最好的效益。近年來計算機已成為實現礦山科學管理和工藝理論研究的重要手段，廣泛用于模擬采礦生產工藝，優選采礦方法、工藝和設備，研究改進采場結構和控制出礦品位，以及監控采礦作業和進行計劃管理、財務管理和材料管理等，為采礦方法的智能化選擇提供了條件。計算機在礦山中的進一步開發應用必將導致采礦技術的更大發展。

采礦是一個極其復雜的系統問題，采礦設計和安全管理具有眾多的不確定性、模糊性和知識不完備性。因此，用模糊數學、層次分析構建金屬礦山地下采礦方法選擇系統，對采礦工程進行定量分析與定性描述，基于系統工程的觀點與方法進行采礦問題的研究是采礦科學的發展方向。對采礦方法選擇系統分析的綜合集成；并通過集成系統的計算機人機對話功能，動態地實現采礦方法設計與的系統分析，建立復雜采礦條件下采礦方法選擇系統。

三、金屬礦山地下采礦方法選擇系統應用

首先，從系統的層次結構出發，根據目前金屬礦山地下采礦方法的現狀，建立其完善的采礦方法知識庫。其次，根據模糊數學的原理建立了推理機，根據模糊數學的原理進行采礦方法選擇，模糊數學法主要用于采礦方法選擇和采礦方法的技術經濟指標預測。模糊數學選擇采礦方法時，主要是將與目標礦山的地質技術條件與候選采礦方法相比較，并且計算出與候選采礦方法所要求的地質技術條件之間的模糊相似程度，選擇條件最近似的作為目標礦山上的采礦方法。運用模糊數學選擇采礦方法時，綜合考慮了各種因素，更加的客觀科學。但是隸屬函數的構造方法不同，權重矩陣就有一定的差距，初選采礦方法時，首先對各種影響采礦方法選擇的指標進行模糊量化，并且建立出相應的模糊評判矩陣，選出較好的幾種方案。對初選出的方案進行終選時，采用了模糊綜合評判的方法，對每個方案的技術經濟指標進行分析比較，在建立出評判矩陣和權重矩陣的基礎上選出最優方案。最后，利用VB開發人機界面友好的金屬地下采礦方法選擇系統，降低了研發的難度，提高了研發效率，加快了數據的處理，提供了全面高效的輔助支持。將定性分析與定量分析相結合，運用了多學科知識對采礦方法進行選擇，達到金屬礦山地下采礦方法選擇的智能化。對地下采礦的科技發展起到完善和積極推動作用。價值工程法在采礦方法選擇中采用價值工程法主要考慮的是資金的時間價值，主要根據技術經濟指標的對比進行方案選擇。

四、結語

現代科技進步與采礦科學的發展相結合，是采礦業向前邁出的一大步。對于金屬礦山地下開采方法的正確選擇，是迅速提高礦山技術管理水平，實現礦山設計優化的關鍵環節。對采礦業安全快速發展有著重要的現實意義。

參考文獻：

[1]劉方.金屬礦山地下采礦方法選擇系統[D].武漢理工大學，2011.DOI：10.7666/d.y1880203.

智能化礦山建設方案范文第5篇

中圖分類號：TD854文獻標識碼： A 文章編號：

露天開采具有受開采空間限制小，資源回收率和勞動生產率較高，開采條件好等特點。

技術創新是企業進步、發展的源泉和重要途徑。近幾年，采礦場通過加快對大型進口采礦液壓設備的引進，備件國產化的改造，部分部件、結構、系統的技術改造等一系列技術創新工作，使得露天采礦設備朝向大型化、智能化等方向發展，采礦設備的效率得到了大幅度提高，經濟效益十分明顯，既滿足了采礦生產不斷發展的需要，又推動了采礦技術的發展。

一、露天采礦設備的大型化發展

近年來，采礦設備一直朝向大型化方向發展。

1.露天裝載設備的斗容不斷增大。大型露天礦山裝載設備主要包括：電鏟、液壓挖掘機和輪式裝載機。電鏟一直是大型和特大型露天礦山的主導裝載設備，哈尼希費格公司生產的P＆H5700型電鏟的斗容量為53.5m3，我國太原重機生產的具有自主知識產權的電鏟WK-55的斗容量達到55m3。液壓挖掘機和輪式裝載機具有很多優點，如投資少、設備更新快、易于實現無級調速和控制等。隨著科技的進步，液壓挖掘機和輪式裝載機也在不斷推出大斗容的產品，進入大型露天礦山的施工現場。小松公司生產的PC8000挖掘機斗容量達到48m3，卡特彼勒公司生產的Cat994輪式裝載機斗容量最大達到31m3。

2.露天運輸設備的噸位不斷增大。汽車具有爬坡能力大、轉彎半徑小的優點。汽車運輸機動靈活，特別適合需要均衡配礦和多點作業的礦山，成為現代露天礦山的主要運輸方式。為適應露天礦山大型化發展的需要，礦用汽車的有效載重也在不斷提高，卡特彼勒公司生產的Cat797礦用汽車有效載重達到326t，利渤海爾公司生產的T282電動輪礦用汽車有效載重達到327t。

二、露天采礦設備的智能化發展

1.車載監控系統。主要用于監控設備的完好狀態和提供相關的維護信息。現在，大型露天采礦設備的制造商，對設備的主要部件的重要參數都增設了監控和報警功能，可以通過無線通訊與中央計算機連接，對設備進行實時監控，對故障進行報警，及時通知維修人員進行處理。

2.卡車調度系統。主要應用于露天礦山的優化運輸生產中，從最初的應用于運輸汽車的調度，發展成為全面提供實時數據和相關生產數據，進行實時設備監控，也是最基本的系統。

3.GPS定位系統。由于GPS技術在露天礦開采中應用的主要障礙得到了很好的克服，GPS系統利用全球衛星定位系統進行衛星定位，精度可達1米以內，還有精度達到厘米級的高精度系統，在露天礦山的應用領域越來越廣。

⑴露天礦山地表測量。采用GPS系統可以完全取代傳統的測量手段來進行露天礦地表測量工作，可以大大提高測量效率，主要表現在：①儀器安裝方面。傳統的測量儀器安裝時間取決于地形、能見度和測量人員的工作熟練程度，而采用GPS系統只需簡單打開設備，測量定位很快就會完成。②應用方面。GPS系統不受傳統測量儀器在良好通視條件下才能正常工作的限制，不受氣候和光線條件的限制，在大多數氣候條件下都能工作。③靈活性。使用GPS系統進行測量，測量人員不需要步行到測量區把儀器安置在固定點上，可以在排

土場、車輛上進行滿足精度的測量。④可利用性。傳統的測量儀器不僅結構不夠緊湊，帶有大量活動附件，而且時間久了容易損壞，維修也不方便，費時費力。GPS系統沒有活動部

件，是一個固定的整體，不易損壞。

⑵露天開采設備作業優化和控制。①鉆機精確定位與作業控制。可以實現鉆機的精確定位，大幅度減少現場測量工作量，炮孔布置精度高、時間短，大幅減少超鉆和欠鉆現象，為制定出更好的爆破設計方案創造了更好的條件。②裝載設備作業優化控制。通過無線傳輸系統，工程技術人員可以把生產計劃從控制中心發送到裝載設備上的GPS系統，系統可以實時記錄裝載設備的工作進程，及時把信息反饋給控制中心，進行存儲和分析。由于操作人員可以通過機載顯示屏清楚地了解裝載設備周圍障礙物的位置，大大減少了發生各種危險的可能性，可以在惡劣天氣下工作，還可以與卡車實現良好地配合，提高生產效率。③卡車跟蹤系統與優化調度。露天礦運輸卡車上安裝的GPS系統在獲得卡車的定位信息以后，將信息通過無線電通信系統發送到礦山控制中心的計算機上，控制中心優化確定每臺卡車的卸載點和下一個裝載地點，為卡車設計最佳運輸線路，并將信息發送到卡車，實現對卡車的跟蹤和調度，確保卡車運輸廢石和礦石的準確。系統自動記錄卡車的運行速度、堵塞地點、循環時間、裝載點和卸載點，通過分析數據來確定最佳調度方案，以提高運輸效率。系統還可以把運輸途中的路況信息反饋給控制中心，以便進行路況改進。④推土機優化作業控制。安裝在推土機上的機載系統能夠準確跟蹤推土機的精確位置和所處地點的高程，向操作人員顯示出需要推掉和填平的高程，以達到設計要求。GPS系統還可以為推土機提供需要維護的道路的信息，提高道路維修質量。

⑶露天礦卡車運輸安全預警。GPS系統能夠自動實現對卡車進行定位跟蹤，在卡車接近公路邊緣或卸礦場、排土場的邊緣時，以及卡車相互靠近到危險距離時，能及時地發出預警信號。

⑷露天礦高邊坡位移監測。基于GPS系統的高邊坡自動監測技術具有獨特的優越性，這是一套基于無線數據通訊的系統，能夠連續收集邊坡移動的數據，輸送到采場辦公室的計算機進行數據存儲和運算，根據數據分析可以得知采場各處邊坡的穩定情況，并及時進行報警，克服了傳統測量方法的諸多缺陷。

4.露天采礦設備的人性化發展。露天采礦設備的人性化發展，主要體現在設備的設計和研發階段。露天采礦設備在設計中貫徹“以人為本”的原則，充分考慮操作者、設備和環境的協調，采取先進有效的技術措施，增加設備操作的安全性，降低振動與噪聲，改善作業環境，提高操縱者舒適性。

⑴設備的安全性。露天采礦設備的安全性，主要體現在設備的安全功能和相應安全功能的可靠性，是露天礦山安全生產與工作人員生命安全的保證。只有露天采礦設備具有齊全的安全功能與較高的安全可靠性，才能確保礦山生產正常進行，避免安全事故的發生。

⑵設備的舒適性。露天采礦設備的生產單位，在設計研發階段要運用人機工程學設計原理，改善司機的工作環境。

三、露天采礦設備的不斷發展進步對采礦技術的推進作用

隨著露天采礦設備向著大型化和智能化的方向不斷發展，對新的采礦技術的更新和既有礦山的運輸系統改造起到了巨大的推進作用。

1.采用大區域微差爆破。隨著大型智能化鉆機不斷在大型露天礦山投入使用，使鉆孔效率、精度不斷提高，大區域微差爆破技術得到廣泛應用，大大提高了生產效率。

2.應用深凹露天礦高效開發技術建設新礦山。加大露天礦的最終邊坡角，采用并段或多級并段的靠幫工藝，采用高臺階或豎分條開采以提高工作幫的坡角，降低生產剝采比，節約建設成本。

3.改造既有凹陷礦山的運輸系統。根據既有礦山的實際，充分發揮既有礦山鐵路的優勢，對鐵路和機車車輛進行改造，使用汽車———鐵路聯合運輸、汽車——膠帶運輸系統、汽車——提升機運輸系統，降低生產成本，可以加大凹陷礦山的經濟合理開采深度，甚至可以使用到露天開采的后期。

4.增加露天礦山開采的安全性。大量的大型露天采礦設備的投入和使用，大大減少了設備的投入總量，降低采場內的設備密度，減少操作人員，人工費降低20%以上。同時，隨著設備的安全功能和相應安全功能的可靠性的不斷改善，使采場開采的安全性不斷提高。

四.結語

科技的不斷進步，推動露天采礦設備向著大型化、智能化和人性化方向迅猛發展，同時又積極推進采礦技術的更新進步，提高了礦山的生產力，節約了投資，降低了成本，對我國低品位、邊界品位大型露天礦的開發有了樂觀的開發前景。在不遠的將來，我們甚至可以在新礦山開發建設之前，通過建立模擬采礦系統進行經濟比較，向虛擬采礦方向發展。隨著微電子技術和GPS的擴大應用，為無人駕駛礦用汽車的研發和投產，創造了有利的條件。

參考文獻