1、浅谈露天矿数字化矿山建设的意义及发展规划摘 要：数字化矿山是矿山技术发展的根本方向，适应了世界科学技术发展的潮流和方向。目前世界各国都在积极推动矿山技术的智慧化，一方面，为众多的设备制造厂商指明了技术进步和产品转型的的方向和时机。另一方面，也为矿山技术发展指明了方向。本文着重阐述了煤矿企业露天矿数字化矿山建设的意义和发展规划。 关键词：数字化矿山；露天矿；信息系统；规划原则；规划内容 近年来，中国矿业企业遇到了空前的生存与发展困境，例如安全事故多、效率低、亏损、失业等，此外，来自国际市场的高产、高效、高质量、低成本的竞争，给我国矿山造成了巨大压力。 数字化矿山建设的目标就是通过技术手段和管理体
2、系的再造，建设本质安全、智能高效、节能减排、绿色环保的智慧型矿山，为矿山企业提供可持续发展的恒久支持。通过泛在感知和互联互通的一系列信息化技术的运用，建立矿山新型应用系统、监测系统和管理体系，打造安全、高效、和谐的数字化矿山，促进矿山可持续发展。 因此，数字化矿山建设是一项长期性的系统工程，必须明确目标，制定建设原则和建设步骤，在统一规划、分步实施的总体要求下，要针对矿山的自身实际，采取针对性措施，选择重点突破，重视实效，并着眼长远。 目前许多煤矿企业露天矿信息化建设属于起步阶段，其露天矿信息化建设刚刚开始。在这样的背景下，更应该在建设初期按照数字化矿山建设进行统一规划，进一步完善基础设施的建
3、设，在全面梳理业务流程的基础上，以统一的标准，推进企业的信息化建设，最终为数字化矿山的建设打下良好的基础。 数字化矿山的建设对于许多煤矿企业在传统矿山转型升级，壮大竞争优势方面具有积极作用，可有效促进企业与环境、社会共赢发展。 数字化矿山建设的首要任务是确立数字化矿山框架，明确现阶段的关键技术难题并组织攻关，并建设成为全国性的数字化矿山示范样板，推广数字化矿山技术，而智慧矿山最终成为数字化矿山建设的理想目标。通过多年的建设实践，矿山在智慧生产系统、智慧职业安全健康环境系统、智慧保障系统，形成了一定基础。当前的主要方向和任务是： 一、智慧主生产系统方面，重点是方向：一是，提升现有采矿工作面（煤矿
4、厚、薄、中厚煤层、充填开采等）智慧化水平，制定标准并实现技术、生产、使用管理的标准化，快速在全国推广。二是，智慧机械化掘进工作面，加快智慧化综掘技术研究，提高自动化水平，实现无人值守。三是，提升智慧采掘工作面，面对大量的采掘面，不能实现机械化的现实，要必要开展采掘面智慧化研究，实现安全。四是，以露天矿车辆 GPS 智能调度及管理系统（卡调系统）为主的智慧露天采矿技术。 二、智慧辅助生产系统方面，提升排水、供电、通风、运输、提升、压风等辅助生产系统的无人值守的可靠性，制订相应的技术、生产、使用管理的标准，使技术快速在集团推广。 三、智慧职业安全健康环保系统，推动以安全和洁净生产，关爱健康为目标的
5、有关系统建设。在云计算技术、激光传感器技术、物联网技术，二氧化碳防灭火技术、边坡稳定性监控系统，智慧防尘监控系统、智慧矿震（冲击地压）监控系统、智慧人员精确定位系统、智慧通风系统方面实现通风系统的自动分析和自动调节、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统实现对人员设备的自动识别等。 四、构建数字化矿山平台，实现生产系统自动化可靠化可视化，远程化操控、网络化传输、扁平化管理、智能化决策。 五、建立数字化矿山技术标准体系和规范，将先进企业的标准升级为集团标准（可参考行标） ，进而引领全行业的技术水平，这在发达国家已经成为惯例。 在数字化矿山建设方面，我们也要借鉴这一成熟的经验。数字化矿山的标准体系，包
6、含两类。一类是对整个矿山的数字化矿山系统标准，一类是子系统标准，每一类都要包含技术标准、应用标准。在对整个数字化矿山系统方面，应该分不同的矿种、不同的采矿条件建立不同的标准。例如，对于煤矿来讲，要建立智慧薄煤层开采矿井系统、智慧厚煤层放顶煤开采系统，智慧中厚煤层开采系统、智慧普掘普采开采系统等系统，其中的智慧辅助生产系统许多东西可以统一，智慧安全环保系统、智慧保障系统应根据开采条件和自然条件等条件选择。 数字化矿山建设任务中应注意的几个问题：1） 、矿山的智慧化是一个不断进步的过程，这就像人类的智慧的发展是一个不断提高的过程一样。数字化矿山的建设过程是一个科技创新的过程，科技创新既是生产力、生
7、命力、也是驱动力。因此，数字化矿山建设不能一刀切，要根据矿井的条件不同、技术水平不同，发展智慧化技术，只要能够通过智慧化实现提高效率、促进安全、促进管理就要发扬。2） 、数字化矿山体系建设任务可以按照三个阶段进行，近期（1-3 年内）可以实际应用的技术作为第一阶段目标，中期（3 年左右）可以应用的技术作为第二阶段目标，长期（3-10 年左右）可以应用的技术作为长期目标。制定规划和方案是，按照实现的容易程度进行划分，便于技术的快速推广应用。3） 、数字化矿山系统技术的发展，主要立足于自主产权技术，也不能拒绝外来先进技术和经验。 为提高露天矿的生产、安全水平，提高效率，增强安全，提高矿山管理水平，
8、借助现代先进技术和信息化手段，促进矿山可持续发展需要做出规划。规划性质主要是围绕露天矿的一系列应用系统设计和规划的。规划原则 ?国内领先，国际先进 ?统一规划、分步实施 ?高端先进、稳定可靠 ?合理投资、追求回报 ?集团一体、标准一致 规划内容 根据对露天矿信息化建设的总体要求，以及结合本地露天矿的实际需求，本文规划内容主要包括以下方面： ?露天矿车辆 GPS 智能调度及管理系统（卡调系统） ?钻机自动布孔及导航系统 ?矿山车辆燃油监控系统 ?卡车视角盲区视频监控系统 ?采场视频监控系统 ?电铲牙尖完好性视频监控系统 ?设备维修调度及管理系统 ?调度中心大屏幕监控系统 ?边坡稳定性监控预警系统
9、 ?无线集群对讲系统 ?电铲用电电量监测 ?矿山车辆轮胎胎压监测系统 ?司机防疲劳驾驶系统 ?物资管理系统 ?采矿 MES（管控一体化系统） 露天矿是一个现代化露天开采的生产企业，生产设备密集，信息化项目可使生产管理和设备管理同步提高。 建立卡车调度系统可以较大幅度提高矿山设备利用效率及整体产量；便于实时监控设备的运行状态与及时故障排查、维修；有利于开采质量的搭配与调度控制；形成矿山生产过程的实时信息管理及决策支持系统；提升大型运转设备的使用效率、降低燃料和备件消耗，从而提高汝箕沟露天矿的经济效益和管理水平。 建立边坡稳定性预警系统，可避免滑坡而导致的设备和人员事故。 建立矿山车辆轮胎胎压监测
10、系统可以提高安全保护，卡车由于轮胎而引起的安全事故时有发生，许多措施均是“事后被动” 型安保，即在事故发生后才起到保护人身安全的作用。而轮胎胎压管理属于“事前主动” 型安全保护，即在轮胎出现危险征兆时及时文字和语音报警，驾驶员和管理人员可采取措施，将事故消灭在萌芽状态。 建立司机防疲劳驾驶系统则为排除疲劳驾驶这项矿山安全重要隐患和改善矿山运输安全状况有着重大的意义。 总之，数字化矿山是矿山技术的发展方向，数字化矿山技术的发展，一方面为我国矿山设备制造业提供了大好的时机，从而快速实现技术的跨越，成为引领世界采矿技术的排头兵；另一方面，数字化矿山的建设要为扎稳打，尊重科学，尊重客观规律，绝不能空喊口号而误了发展的机遇。数字化矿山将使矿山生产效率提高 20-100%以上，安全效率提高30-90%以上，为矿山的可持续发展创造了重要的机遇。 参考文献 智慧矿山的构架及其建设的思考 毛允德 作者简介 马成章（1973） ，男，宁夏石嘴山市，现职称： 助理工程师，学历：大学，研究方向：矿井综合自动化。
