金屬礦山數(shù)字化

1、數(shù) 字 礦 山 技 術(shù)在礦山綜合開(kāi)發(fā)利用上的應(yīng)用馮 超東南科技大學(xué) 2022年8月30日自我介紹學(xué)位資格： - 北京科技大學(xué) 采礦工程 博士 - 研究方向：數(shù)字礦山系統(tǒng)工程主要工作經(jīng)歷： - 某地下鐵礦山：工作兩年，擔(dān)任采礦工程師； - MICROMINE軟件中國(guó)分部：工作兩年，擔(dān)任技術(shù)支持工程師； - SURPAC軟件中國(guó)辦事處：工作三年，先后擔(dān)任技術(shù)部經(jīng)理、副總經(jīng)理； - 現(xiàn)任礦安通科技（北京）有限公司總經(jīng)理，致力于數(shù)字礦山整體解決方案的提供與技術(shù)服務(wù)； - 同時(shí)兼任西南科技大學(xué) 礦業(yè)工程系 教師。報(bào)告內(nèi)容1.數(shù)字礦山（DM）簡(jiǎn)介2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況3.瑞典基律

2、納鐵礦簡(jiǎn)介5.礦山數(shù)字化的幾點(diǎn)思考4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題數(shù)字礦山（Digital Mine，DM）是數(shù)字地球（Digital Earth，DE）的理念、原理及技術(shù)在礦山領(lǐng)域中的具體應(yīng)用和延伸。數(shù)字礦山的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用既有與數(shù)字地球相似的地方，又有其本身的特點(diǎn)，所以研究數(shù)字礦山首先要理解數(shù)字地球。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栍?998年最先提出“數(shù)字地球”的概念。從本質(zhì)上說(shuō)，“數(shù)字地球”不是一個(gè)孤立的項(xiàng)目，而是一項(xiàng)整體性的、導(dǎo)向性的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)?！皵?shù)字地球”包括3個(gè)重要的組成部分：信息的獲取、信息的處理、信息的應(yīng)用。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念戈?duì)栐跀?shù)字地球：二十一世紀(jì)認(rèn)識(shí)地球的方式中，以一種科

3、幻的方式將數(shù)字地球表述為：設(shè)想一個(gè)小孩來(lái)到數(shù)字地球陳列室（控制室），當(dāng)她戴上“頭盔顯示器”，她將看到就象是出現(xiàn)在空中的地球。使用“數(shù)據(jù)手套”，她開(kāi)始放大景物，伴隨越來(lái)越高的分辨率，她會(huì)看到大洲，隨之是區(qū)域、國(guó)家、城市、最后是房屋、樹(shù)木以及其它各種自然和人造物體。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念數(shù)字地球的構(gòu)想在發(fā)現(xiàn)自己特別感興趣的某地塊時(shí)，她可乘上“魔毯”，即地面三維圖像顯示去深入查看。使用“聲音識(shí)別裝置”，小孩還可以詢問(wèn)有關(guān)土地覆蓋、植物和動(dòng)物種類的分布、實(shí)時(shí)的氣候、道路、等方面的信息。她不僅可以跨越不同的空間，也可以在時(shí)間線上奔馳。為了去參觀盧浮宮，她先在巴黎作了一番虛擬旅游之后，她可以回到過(guò)去，了解

4、法國(guó)歷史。這條時(shí)間線可伸回很遠(yuǎn)，從數(shù)日、數(shù)年、數(shù)世紀(jì)甚至到地質(zhì) 紀(jì)元，去了解恐龍的情況。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念數(shù)字地球的構(gòu)想“顯然，這不是一個(gè)政府機(jī)構(gòu)，一個(gè)產(chǎn)業(yè)或一個(gè)研究單位能擔(dān)負(fù)起的事業(yè)” 。這就使得數(shù)字地球這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為一種政府行為，一種綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，一種發(fā)展機(jī)遇的爭(zhēng)奪戰(zhàn)。從本質(zhì)上說(shuō)，“數(shù)字地球”不是一個(gè)孤立的項(xiàng)目，而是一項(xiàng)整體性的、導(dǎo)向性的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念數(shù)字礦山是數(shù)字地球理念及技術(shù)在礦山勘探、開(kāi)發(fā)及礦山管理中的具體應(yīng)用，是一種未來(lái)礦山的嶄新體系。學(xué)術(shù)界對(duì)數(shù)字礦山給予很大期望，數(shù)字礦山被賦予了神圣的使命：“構(gòu)建數(shù)字礦山，以信息化、自動(dòng)化和智能化帶動(dòng)采礦業(yè)的改造與

5、發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)安全、高效、綠色和可持續(xù)的礦業(yè)發(fā)展新模式，是中國(guó)礦業(yè)生存與發(fā)展的必由之路”。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念所謂數(shù)字礦山，是指人類在礦山地表和地下開(kāi)采礦產(chǎn)資源的工程活動(dòng)中所涉及的各種靜、動(dòng)態(tài)信息的全部數(shù)字化，并由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，同時(shí)可運(yùn)用空間技術(shù)與實(shí)時(shí)自動(dòng)定位、導(dǎo)航技術(shù)對(duì)礦山生產(chǎn)工序?qū)嵭羞h(yuǎn)程遙控操作和自動(dòng)化采礦的綜合體系。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-概念綜合礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家礦山信息化建設(shè)不同的戰(zhàn)略設(shè)想，以及不同學(xué)者對(duì)數(shù)字礦山概念的表達(dá)，對(duì)數(shù)字礦山的概念可以表述為由初級(jí)到高級(jí)的三個(gè)層次：礦山數(shù)字化信息系統(tǒng)反映真實(shí)礦山整體及相關(guān)現(xiàn)象的虛擬礦山遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦 1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-內(nèi)涵

6、在礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家礦山，信息技術(shù)的應(yīng)用已相當(dāng)普及。二十世紀(jì)后20年，這些國(guó)家信息化的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到地下礦山生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化操作方面。其主要是因?yàn)椋?1) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的需要；(2)開(kāi)采貧礦和深部礦床的需要；(3)改善礦工安全和健康狀況的需要。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-特征(1) 礦山作為勞動(dòng)對(duì)象不斷變化的生產(chǎn)企業(yè)，必須全面采用現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦山勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)數(shù)字化，技術(shù)與生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化，經(jīng)營(yíng)管理與決策過(guò)程數(shù)字化，最終體現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、智能化。 只有這樣，才能真正做到高效、安全、低成本生產(chǎn)，并且使礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)、環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-特征(

7、2) 構(gòu)建數(shù)字礦山的最大技術(shù)難點(diǎn)在于其作業(yè)對(duì)象的不確定性，很難進(jìn)行精確的量測(cè)與控制。 礦床開(kāi)采是一個(gè)復(fù)雜、多變、信息隱蔽、難以預(yù)測(cè)的巨型系統(tǒng)，因此，從信息采集、傳輸、處理、集成、顯示到應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程，涉及領(lǐng)域非常廣泛，需要多學(xué)科交叉、創(chuàng)新、積累。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-特征(3)構(gòu)建數(shù)字礦山，將徹底改變現(xiàn)有的礦山生產(chǎn)工藝，也將更有利于深部開(kāi)采和貧礦開(kāi)采。 數(shù)字礦山是礦業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和方向，而不是一項(xiàng)具體的工程。1.數(shù)字礦山簡(jiǎn)介-理論基礎(chǔ)數(shù)字礦山建設(shè)的理論基礎(chǔ)系統(tǒng)工程學(xué)和信息工程學(xué)；數(shù)字地質(zhì)學(xué)及巖石力學(xué)理論；現(xiàn)代采礦學(xué)；機(jī)械工程學(xué)、機(jī)器人與自動(dòng)化理論；無(wú)線電通信理論、空間信息理論；自動(dòng)定位與導(dǎo)航理論;監(jiān)

8、測(cè)監(jiān)控理論;工程管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)與控制論。報(bào)告內(nèi)容1.數(shù)字礦山（DM）簡(jiǎn)介2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介5.礦山數(shù)字化的幾點(diǎn)思考4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的礦山數(shù)字化主要從開(kāi)采過(guò)程的自動(dòng)化、智能化入手，以求最大限度的改善礦工的勞動(dòng)條件，提高采礦效率。數(shù)字化技術(shù)在鑿巖、裝藥爆破、撬毛支護(hù)、裝載運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)均有成功的應(yīng)用。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.1 鑿巖作業(yè)開(kāi)始是從井下硐室或工作間控制臺(tái)車工作?，F(xiàn)在，從地面遙控的自動(dòng)化鑿巖已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，并且在試驗(yàn)礦山生產(chǎn)中得到應(yīng)用?？梢赃B續(xù)自動(dòng)完成掘進(jìn)工作面一個(gè)循環(huán)的炮孔或深孔采礦工作面一排扇形炮孔的鑿巖。鑿巖精度得到提高

9、，工時(shí)利用顯著增加，操作人員大幅減少。但設(shè)備移動(dòng)就位和維修仍需工人下井直接干預(yù)。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.2 裝藥和爆破加拿大的Inco公司預(yù)定研制電子雷管起爆系統(tǒng)與可重復(fù)泵送、可變密度、可變能量的散狀乳化炸藥裝藥系統(tǒng)。根據(jù)鑿巖時(shí)提供的巖石性質(zhì)數(shù)據(jù)，能在不同炮孔裝填不同密度、不同裝藥結(jié)構(gòu)的炸藥。這一項(xiàng)目遇到不少困難，但研究工作仍在繼續(xù)進(jìn)行。 芬蘭的智能礦山計(jì)劃也有類似的設(shè)想，但尚未見(jiàn)實(shí)質(zhì)性報(bào)道。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.3 撬毛和支護(hù)撬毛和支護(hù)雖然也是危險(xiǎn)性較大的作業(yè)，但有關(guān)這些作業(yè)自動(dòng)化的信息報(bào)道很少。美國(guó)俄亥俄州的 Master Buildes Inc.在研制一種砼自動(dòng)化噴射襯砌設(shè)備；芬蘭

10、智能礦山計(jì)劃中有噴射混凝土作業(yè)自動(dòng)化的設(shè)想，但未見(jiàn)實(shí)質(zhì)性報(bào)道 。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.4 裝載和運(yùn)輸LHD（鏟運(yùn)機(jī)）自動(dòng)化發(fā)展較快，應(yīng)用也較為廣泛，可分為三個(gè)階段：第一階段，鏟斗裝卸載須從地面遙控操作，從工作面到礦石溜井的運(yùn)行為自動(dòng)化；第二階段，除鏟斗裝載地面遙控操作外，其它操作為自動(dòng)化模式；第三階段，全自動(dòng)化操作，該設(shè)備由卡特皮勒在澳大利亞的子公司研制成功，稱為“靈巧的裝載機(jī)”，已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況自動(dòng)控制出礦2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.4 裝載和運(yùn)輸井下機(jī)車運(yùn)輸自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)非常成熟并被廣泛應(yīng)用；與LHD相比，對(duì)地下卡車自動(dòng)化的關(guān)注較少，加拿大即將完成50噸無(wú)線導(dǎo)向

11、的電動(dòng)卡車（Kiruna K-1050）項(xiàng)目。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.5 井下通訊和導(dǎo)航井下礦山無(wú)線電通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普及，如漏泄同軸電纜、Wi-Fi技術(shù)、ZigBee技術(shù)等；自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)基本上是移植軍事部門(mén)的技術(shù)，處在繼續(xù)完善之中。 2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.6 國(guó)外礦山數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)目標(biāo)：整體礦山實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦。雖然最近十多年在單項(xiàng)作業(yè)方面取得了很大進(jìn)展，但目前所達(dá)到的水平仍處在嬰幼期。一些單項(xiàng)作業(yè)還有需要克服的技術(shù)障礙；自動(dòng)化設(shè)備的維修還要依靠工人下井；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采礦需要較大的投資。2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況2.6 國(guó)外礦山數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)許多礦山面臨開(kāi)采深度增加、開(kāi)采條件惡

12、化、礦石品位降低和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高等困境，而遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦技術(shù)對(duì)擺脫這種困境能發(fā)揮重要作用；所以在今后25到30年，這些技術(shù)必將逐步發(fā)展成熟，并會(huì)將礦業(yè)帶入一個(gè)全新的領(lǐng)域。 報(bào)告內(nèi)容1.數(shù)字礦山（DM）簡(jiǎn)介2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介5.礦山數(shù)字化的幾點(diǎn)思考4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介基律納是瑞典北方的最大城市，也是瑞典的主要旅游城市。位于北極圈以北145千米，(北緯67.8度)，人口不足5萬(wàn)人。“基律納”是拉普語(yǔ)，意謂“北極松雞”。早年這里曾是拉普人放鹿的荒山野嶺。19世紀(jì)30年代在基律瓦拉山發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)量豐富的鐵礦，但直到1899年鐵路通車、鐵礦加以開(kāi)采，這里

13、才迅速發(fā)展起來(lái)。 3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介L(zhǎng)KAB 所屬基律納鐵礦床是火山噴發(fā)沉積形成的，礦體賦于角斑巖（下盤(pán)）與石英角斑巖（上盤(pán)）之間，大致呈板狀，走向近南北，礦體走向長(zhǎng)大約4000m，礦體傾向東，傾角50-60 度，礦體水平厚20-200m，平均厚80m，延伸2000m。主要鐵礦物是磁鐵礦，少量為赤鐵礦，鐵礦石儲(chǔ)量約18億噸。基律納鐵礦礦石圍巖都很穩(wěn)定，井巷工程一般不需支護(hù)。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介基律納已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)了超過(guò)10 億噸鐵礦石，275、320、420、540、775米水平都是回采結(jié)束的主運(yùn)輸水平，當(dāng)前的生產(chǎn)水平是1045米中段，建設(shè)時(shí)的代號(hào)為KUJ2000 。建設(shè)中的新水平為136

14、5米，工程代號(hào)為KUJ1365。Kiruna鐵礦KUJ2000計(jì)劃的設(shè)計(jì)規(guī)模為2600萬(wàn)噸/年，前幾年基本維持在2400萬(wàn)噸，08年達(dá)到了破紀(jì)錄的2750萬(wàn)噸。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介基律納鐵礦開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介775水平開(kāi)拓方法采用豎井和斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓，礦石和廢石用豎井箕斗提升，人員、設(shè)備、材料則用各種無(wú)軌車輛從斜坡道運(yùn)輸。775米上部有10條箕斗井。8條采用40噸單箕斗多繩摩擦輪提升，兩條采用25噸雙箕斗多繩摩擦輪提升。豎井提升總高度802米，運(yùn)行速度17米/秒。主斜坡道進(jìn)硐口標(biāo)高230米，近硐口段單車道、雙巷，然后為雙車道。雙車道斷面尺寸85米。3.

15、瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介基律納電動(dòng)卡車井下運(yùn)行圖3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介KUJ2000計(jì)劃，由775水平下降到1045水平，采礦能力由1830萬(wàn)噸提高到2600萬(wàn)噸。1045m水平礦石儲(chǔ)量為3.3億噸，分成10個(gè)生產(chǎn)采區(qū)（Production section），每個(gè)采區(qū)4個(gè)生產(chǎn)礦塊（Production block），每個(gè)礦塊設(shè)計(jì)礦量800萬(wàn)噸。在礦體下盤(pán)開(kāi)鑿5條新的斜坡道到達(dá)10個(gè)采區(qū)。提升采用4條盲豎井，分別是3條24噸雙箕斗和1條30噸雙箕斗。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介分段高度，第一階段為28.5m，隨后使用30m的分段高度。進(jìn)路斷面6.5米5米，掘進(jìn)采用Boomer185鑿巖臺(tái)車，深孔掏槽，中間有

16、6個(gè)炮孔不裝藥，孔徑64mm。增加分段高度，就要增大鉆孔深度和提高鑿巖精度最大深度將達(dá)55m，只能有微小的偏斜。鑿巖使用裝備了新型Wassara水力潛孔沖擊器的鉆機(jī)。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介該鉆機(jī)工作環(huán)境好、無(wú)油霧。與液壓鑿巖機(jī)比，其鉆桿費(fèi)用低，鉆孔直徑可達(dá)115mm。且這種鉆機(jī)鑿巖速度快、鉆孔偏斜小。該鉆機(jī)開(kāi)始由G-Drill公司和LKAB公司聯(lián)合研制，現(xiàn)在由Sadvik鑿巖工具股份有限公司負(fù)責(zé)在世界范圍內(nèi)推廣。鑿巖采用全自動(dòng)的模式，可以連續(xù)工作8小時(shí)不用人工干預(yù)，只有在臺(tái)車移動(dòng)（3米）的時(shí)候，需要礦工來(lái)到工作區(qū)進(jìn)行操作。操作員在控制室僅需要監(jiān)控一下參數(shù)反饋，有無(wú)異常報(bào)警即可。3.瑞典基律納鐵

17、礦簡(jiǎn)介生產(chǎn)出礦采用Toro2500ES（鏟斗容積25t）鏟運(yùn)機(jī)。Kiruna在遙控鏟運(yùn)機(jī)方面做了大量的試驗(yàn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)人控制3-4臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)，控制完全在遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行，工人的工作環(huán)境得到了大大改善，并且設(shè)備利用率大大提升。但是也有一個(gè)很重要的因素需要考慮，就是運(yùn)行成本很難降低。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介Kiruna鐵礦鏟運(yùn)機(jī)遙控出礦經(jīng)歷了多年曲折的實(shí)驗(yàn)。一開(kāi)始鏟運(yùn)機(jī)采用視距外遠(yuǎn)程作業(yè)，即操作員用一臺(tái)配帶于胸部的控制裝置控制鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行裝載。裝載完成后，遙控將鏟運(yùn)機(jī)從礦堆移出。操作員再回到駕駛室，手動(dòng)將鏟運(yùn)機(jī)開(kāi)往卸載點(diǎn)。卸載完成，操作員再把它開(kāi)回到剛才的裝載點(diǎn)。這樣做盡管達(dá)到了操作員不進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域

18、的目的，但在不遵守安全程序時(shí)，還是會(huì)發(fā)生事故。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介1986年開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的測(cè)試，總共分了兩個(gè)階段，最初裝備了一臺(tái)Toro 501E鏟運(yùn)機(jī)，在巷道中安裝了電子導(dǎo)航線，鏟運(yùn)機(jī)裝載完成后，控制器自動(dòng)導(dǎo)航控制鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行至卸載點(diǎn)卸載。試驗(yàn)表明導(dǎo)航效過(guò)比較理想，但是受導(dǎo)引系統(tǒng)限制，速度提升困難。后來(lái)探索采用斗容25t的TORO 2500E提升單臺(tái)設(shè)備能力去提升運(yùn)輸能力。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介1995年安裝了改進(jìn)的裝載電控系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了防止鏟運(yùn)機(jī)互相碰撞的交通控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。后來(lái)又使用激光雷達(dá)探測(cè)墻壁的距離和鏟運(yùn)機(jī)在巷道中的準(zhǔn)確位置，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)給鏟運(yùn)機(jī)提供空間信息，發(fā)出移動(dòng)指令：

19、向左、向右、前進(jìn)、后退、穩(wěn)定速度、加速或剎車，這些技術(shù)的采用保證了在一個(gè)分段順利實(shí)現(xiàn)三臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)的同時(shí)運(yùn)行。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介盡管自動(dòng)化鏟運(yùn)機(jī)有很大的優(yōu)勢(shì)，如不怕炮煙、不用休息、連續(xù)工作等。但有許多不利因素，自動(dòng)化區(qū)域運(yùn)行的鏟運(yùn)機(jī)需要更光滑的巷道底板和大量的輔助裝備，所以成本要高于人工操作采場(chǎng)，并且需要在自動(dòng)區(qū)域設(shè)置紅外探測(cè)器和安全門(mén)防止人員闖入。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介在提升運(yùn)輸方面，早在1970年，其主運(yùn)輸水平的機(jī)車運(yùn)輸就實(shí)現(xiàn)了從坑內(nèi)控制室遙控裝載和無(wú)人駕駛自動(dòng)運(yùn)行與卸載。1045水平是第三個(gè)自動(dòng)化無(wú)人列車和遠(yuǎn)程控制中心集中遙控裝、卸載的運(yùn)輸系統(tǒng)。1045米中段共有7列軌道機(jī)車，每列24節(jié)

20、，載重量500噸。所有列車均在地表進(jìn)行控制。機(jī)車上有新型的在線品位測(cè)定儀，能將每列車的品位信息傳到控制中心計(jì)算機(jī)，自動(dòng)完成配礦和機(jī)車調(diào)配。提升系統(tǒng)早在1995年就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)運(yùn)行。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介Kiruna鐵礦08年產(chǎn)鐵礦石2750萬(wàn)噸，員工大約1800人，其中有400人從事井下工作，主要從事掘進(jìn)、鑿巖、出礦及維修。其他人員為選礦、球團(tuán)等地表人員。由于井下作業(yè)，如鑿巖、部分自動(dòng)化鏟運(yùn)機(jī)、運(yùn)輸、提升系統(tǒng)等基本實(shí)現(xiàn)了遙控和無(wú)人駕駛，人員逐步向維護(hù)和地表發(fā)展。按照年產(chǎn)2750萬(wàn)噸鐵礦石，400人計(jì)算，人均勞動(dòng)生產(chǎn)率6.875萬(wàn)噸/年，居世界前列。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介在數(shù)字化、自動(dòng)化方面

21、，國(guó)外代表性的礦山還有：加拿大國(guó)際鎳公司（Inco） 發(fā)展遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦技術(shù)的先行者1982年，將銅崖北礦確定為試驗(yàn)礦山；1994年，和 Sadvik Tamrock公司一起在斯托比礦實(shí)施從地表控制的鑿巖自動(dòng)化試驗(yàn)計(jì)劃；1996年， 和Sadvik Tamrock公司、諾貝爾公司和加拿大礦物與能源技術(shù)中心組成聯(lián)合體，實(shí)施為期5年的采礦自動(dòng)化計(jì)劃（MAP），在銅崖北礦175礦體進(jìn)行試驗(yàn)。到2000年底，除遙控裝藥技術(shù)外，MAP的技術(shù)目標(biāo)均已達(dá)到。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介澳大利亞奧林匹克壩銅鈾礦世界上最大的充填法礦山奧林匹克壩銅鈾礦是BHP Billiton全資子公司。礦區(qū)內(nèi)探明礦石儲(chǔ)量20億

22、噸，平均含鈾0.051，銅1.6，金0.68g/t。由此計(jì)算礦床的金屬儲(chǔ)量分別是：鈾100萬(wàn)噸，銅3200萬(wàn)噸，金1200噸，該礦床是一個(gè)銅- 鈾 - 金 - 鐵 - 稀土元素綜合礦床。3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介智利特尼恩特（El Teniente）銅礦，又譯埃爾特尼恩特銅礦，地質(zhì)儲(chǔ)量40億噸，銅儲(chǔ)量6776萬(wàn)噸，伴生有金、銀、鉬。智利全國(guó)第二大、世界上最大的地下礦山，日出礦量達(dá)10萬(wàn)噸，全部采用自然崩落法。芬蘭奧托昆普公司（Otokumpu） 世界四大不銹鋼生產(chǎn)商之一，凱米（Kemi）鉻礦，露天轉(zhuǎn)地下。南非芬斯(Finsch)金剛石礦，儲(chǔ)量11300萬(wàn)克拉，2005年的礦石處理量600萬(wàn)噸，金剛

23、石產(chǎn)量220萬(wàn)克拉。報(bào)告內(nèi)容1.數(shù)字礦山（DM）簡(jiǎn)介2.國(guó)外礦山數(shù)字化概況3.瑞典基律納鐵礦簡(jiǎn)介5.礦山數(shù)字化的幾點(diǎn)思考4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題我國(guó)礦山數(shù)字化建設(shè)與國(guó)外有著顯著的不同：(1) 起步較晚(2) 由于信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使礦山企業(yè)，尤其是現(xiàn)代礦山企業(yè)直接面對(duì)了信息技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)和最新的管理理念(3) 但這些先進(jìn)的技術(shù)和理念與礦山企業(yè)的融合卻成為了最大的瓶頸4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題(4) 硬件系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等可以快速與國(guó)際接軌(5) 軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)集成與規(guī)劃、管理理念的提升與管理過(guò)程的規(guī)范化則需要補(bǔ)課(6) 所有這些造成了國(guó)內(nèi)礦山數(shù)字化建設(shè)內(nèi)

24、容復(fù)雜，架構(gòu)龐大，規(guī)劃相對(duì)困難4.我國(guó)礦山的數(shù)字化問(wèn)題由此可見(jiàn)，我國(guó)的礦山數(shù)字化包括如下內(nèi)容：4.1 地質(zhì)資源數(shù)字化4.2 設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化4.3 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化4.4 經(jīng)營(yíng)管理協(xié)同化4.5 決策支持智能化開(kāi)采對(duì)象數(shù)字化開(kāi)采方式數(shù)字化開(kāi)采過(guò)程數(shù)字化經(jīng)營(yíng)過(guò)程數(shù)字化決策過(guò)程數(shù)字化4.1 地質(zhì)資源數(shù)字化礦產(chǎn)資源是礦山企業(yè)的加工對(duì)象，是礦山一切工作的基礎(chǔ)。礦山只有全面掌握加工對(duì)象的形態(tài)、數(shù)量、質(zhì)量等信息，才能安全、高效的組織生產(chǎn)。因此，建立數(shù)字礦山，必須首先實(shí)現(xiàn)礦床的數(shù)字化、可視化。地質(zhì)資源的數(shù)字化內(nèi)容主要有：4.1 地質(zhì)資源數(shù)字化地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與更新礦床模型的建立與三維可視化資源/儲(chǔ)量計(jì)算與品位估計(jì)

25、礦山地礦工程三維可視化礦山巖石力學(xué)特性的數(shù)字化除第5項(xiàng)外，以上工作均可由比較成熟的、已經(jīng)商品化的礦業(yè)軟件完成。目前，應(yīng)用較廣的礦業(yè)軟件有：4.1 地質(zhì)資源數(shù)字化DATAMINE（英國(guó)）MINESIGHT（美國(guó)）SURPAC（澳大利亞）MICROMINE（澳大利亞）3DMINE（北京三地曼公司）DMINE（長(zhǎng)沙迪邁信息科技有限公司）其它4.2 設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化地質(zhì)資源可視化只完成了加工對(duì)象的數(shù)字化問(wèn)題如果沒(méi)有實(shí)時(shí)更新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它只能是靜態(tài)的可視化礦床模型如果沒(méi)有充分利用所建立的數(shù)字礦床模型，那么它就成為了局部范圍內(nèi)使用的孤島信息數(shù)字化后的地質(zhì)資源信息需要用于礦山的生產(chǎn)實(shí)際建立在地質(zhì)資源數(shù)字化基礎(chǔ)

26、上的設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化4.2 設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化的主要內(nèi)容：開(kāi)采方案的最優(yōu)化與可視化仿真開(kāi)采設(shè)計(jì)的數(shù)字化與最優(yōu)化生產(chǎn)規(guī)劃、中長(zhǎng)期計(jì)劃優(yōu)化及可視化展示生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的動(dòng)態(tài)、可視化生產(chǎn)能力最優(yōu)配比與礦石質(zhì)量均衡4.2 設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)劃最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)工具礦業(yè)軟件及相應(yīng)的內(nèi)嵌開(kāi)發(fā)工具基礎(chǔ)數(shù)字化的地質(zhì)資源信息方法優(yōu)化理論與方法過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化特征交互性、滾動(dòng)式、可視化、自我學(xué)習(xí)目標(biāo)礦山所有資源(地質(zhì)資源、人、財(cái)、物)的最優(yōu)配比4.3 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化礦山企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、數(shù)字化不同于一般的制造企業(yè)，特別是分布于不同中段的采掘生產(chǎn)，由于作業(yè)地點(diǎn)分散、作業(yè)過(guò)程不連續(xù)、作業(yè)條件惡劣等原因，完

27、全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化難度較大。根據(jù)我國(guó)礦山目前的裝備水平和管理現(xiàn)狀，生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化、自動(dòng)化的內(nèi)容主要包括：4.3 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化4.4 經(jīng)營(yíng)管理協(xié)同化礦山的生產(chǎn)是個(gè)多業(yè)務(wù)協(xié)同的過(guò)程這種協(xié)同不僅是業(yè)務(wù)內(nèi)容上的協(xié)同，同時(shí)也是時(shí)間和空間上的協(xié)同目前國(guó)內(nèi)多數(shù)的礦山在業(yè)務(wù)的協(xié)同管理上存在著很大的差距目前被普遍認(rèn)知的“信息孤島”正是業(yè)務(wù)協(xié)同管理意識(shí)欠缺所產(chǎn)生的表象業(yè)務(wù)協(xié)同的關(guān)鍵在于業(yè)務(wù)流程優(yōu)化與信息資源規(guī)劃(IRP)4.4 經(jīng)營(yíng)管理協(xié)同化經(jīng)營(yíng)管理數(shù)字化、協(xié)同化以成本分析與控制為核心進(jìn)行規(guī)劃。主要包括全面預(yù)算管理、材料消耗管理、人力資源管理、全員目標(biāo)管理、成本分析控制等幾個(gè)方面的內(nèi)容。目前許多礦山都在進(jìn)行管理信息系統(tǒng)（MIS）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、辦公自動(dòng)化（OA）系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，由于系統(tǒng)性較差，離經(jīng)營(yíng)管理數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化還有一段距離。4.5 決策支持智能化數(shù)字化的最終目的，是為各級(jí)管理人員提供所需要的決策支持這種支持不僅僅是數(shù)據(jù)的羅列，更重要的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加后形成的具有表現(xiàn)能力的數(shù)據(jù)分析集，結(jié)合礦山的各種數(shù)字化建設(shè)內(nèi)