智能化矿山建设方案
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智能化矿山建设方案范文第1篇
关键词：智能化；绿色化；自动控制技术
某矿山企业的冶炼厂原料以铜、镍为主成分，伴生有金、银、铂、钴等贵金属和硒、硫等非金属，品质波动大，冶炼工艺极为复杂。为解决小批量冶炼与大规模工业生产的矛盾[1]，该企业需要以现有自动化、信息化建设为基础，全面推进大数据、人工智能、虚拟现实等新技术在冶炼生产中的应用，从而实现冶炼装备、生产物料、风水电火能源等的智能化管控，最终将冶炼厂建成自动化生产线扁平化管理、生产设备集成化控制、能源精细化管控的智能化工厂。
1智能冶炼厂架构
在智能冶炼厂建设过程中，该矿山企业采用工业互联网平台作为核心架构，建立“平台协同运营、工厂智能生产”的业务管理控制系统。一是对冶炼厂现有生产线进行自动化与智能化升级改造，使用可编程逻辑控制器（PLC）、物联网等技术手段实现生产线的改造升级，最终实现生产及配套设施的智能化控制与全生命周期管理；二是将冶炼厂已建信息化系统和新建信息化系统的数据融汇统一，实现数据格式的标准化与统一化，进而为冶炼厂边缘侧大数据分析与智能化决策提供强力支撑；三是对冶炼厂信息化系统数据应用、开发、服务等功能进行企业云化处理，实现异构数据汇聚与分析、工业生产经验系统化等功能[2]。
2智能冶炼厂资源数字化体系
智能冶炼厂建设期间，可采用三维环境感知系统和三维可视化管理系统，构建资源数字化体系。
2.1三维环境感知系统
利用三维激光扫描仪和同步定位与建图技术（SLAM）非接触、高密度、高精度、数字化、自动化、实时化等特点，全方位扫描破碎筛分设备、精矿库、熔炼炉、空压机房、高压风机房、锅炉房、化水站、制酸站、成品库、供配电设备等生产及配套设施，形成三维点云数据，进而支撑冶炼厂三维可视化管理系统与数字孪生系统建设。
2.2三维可视化管理系统
依托三维可视化管理系统，将冶炼厂原始数据转换成动态的三维模型，进而实现冶炼厂资源的可视化管理、生产作业的扁平化管理、生产技能等的虚拟培训。空压机房三维模型如图1所示。图1空压机房三维模型三维可视化管理系统具有3个主要功能。一是生产的精细化建模与动态更新功能。生产及配套设施的精细化建模与动态更新是智能冶炼厂建设中必不可少的基础环节，是智能冶炼厂实现生产作业智能组织与生产任务智能分配的前提。二是生产任务智能分配与计划编制功能。三维可视化管理系统采用自顶向下（由生产任务至生产排产）的方式实现生产计划的编制与生产任务的分配，包括年度、季度和月度计划，并可根据资源市场条件实现生产任务的快速调整与优化。三是虚拟仿真培训功能。针对冶炼厂实际业务场景，开发面向冶炼厂的虚拟仿真系统，对建设范围的厂区场景进行三维建模，使用者能够便捷地对冶炼厂进行三维浏览、漫游等操作，同时借助虚拟现实（VR）设备获得身临其境的体验。
3智能冶炼厂管理体系
3.1三维生产管控平台
三维生产管控平台业务模块如图2所示。通过三维生产管控平台对冶炼厂已经建设的信息化系统进行有机集成，根据冶炼厂的整体生产工艺流程特点，结合冶炼厂实际管理需求，形成整体生产经营的数字化管控体系，实现在平台上协调一致作业，达到数据共享、全流程协作、规范化精细运营管理的目标。系统建成以后，横向打通生产管理（块料破碎筛分、配料、熔炼、电炉贫化、吹炼、高冰镍水碎）、生产计划、安防管理、设备全生命周期管理、质量管理、能源管理、培训考试等环节的数据流，进而实现冶炼厂生产作业全流程的闭环管理；纵向实现各管理层级实时、按需、动态调用各类数据，协同办公，高效支撑经营管理。
3.2安全管理系统
安全管理系统以三维管控平台为基础，对冶炼厂破碎筛选、熔炼、吹炼等生产环节中产生的大量数据信息进行统计、分析，对数据信息反映的安全状态进行整理和归集，对安全隐患、违章的处理流程及结果信息进行实时管理。安全管理系统业务流程如图3所示。
3.3智能安防系统
如图4所示，冶炼厂的智能安防系统由5G网络、综合管理分析、智能监控等模块构成。该系统具有架构稳定、安全分级管控、实时报警等特性，能够实现视频监控信息实时查看、回溯等功能，还可以利用人工智能（AI）平台实现危重区域侵入监测、车辆管理、人员行为监测和人员防疫管理等功能。
3.4设备全生命周期管理系统
如图5所示，设备全生命周期管理系统是以整个设备生命周期管理为主线，结合多平台应用体系，以落实化执行、预见化修护、可控化流程、高效化办公为重点，以提升企业综合效益为根本原则的智能化管理系统。在系统建设过程中，在生产及配套设施中易损的关键设备（破碎机、筛分器、熔炼炉、空压机、高压风机、锅炉、变配电设备等）上安装振动、温度、转速、电流、电压等传感检测设备，对这些设备产生的振动、温度、转速、电流、电压等重要参数进行全天候监测，并将采集的数据信息、历史趋势以及安全阈值集中展示在三维生产管控平台上。同时，将采集的数据融入企业数据库，利用神经网络等技术，深入挖掘数据信息，对生产及配套设施的状态、故障诊断、预维护等进行深入管理，进而实现设备的全生命周期管理。同时，该系统可以实现生产及配套设施的台账、备品备件、报废等的超前管理，进而降低企业生产运营成本，简化企业生产运营管理程序[3]。
3.5能源管理系统
能源管理系统具有数据采集（用能量、能源价格、用能形式等）、数据分析、能源监控和数据（利用图表形式将分析结果转化为各种报表和预测报告等，提供给管理层，以便做出决策）等能力，以实现能源数据系统化、透明化、格网化[4]。同时，建立能源三级管控体系，即按照公司级、车间级、班组级配置水、电、油、气等能源，实现能源设备在线过程全天候监控、能源调度、高能耗设备报警等功能，从而辅助冶炼厂实现降本增效，完成双碳指标任务。能源管理业务流程如图6所示。
3.6质量管理系统
质量管理系统以三维生产管控平台为基础，结合冶炼厂各生产工艺实际情况，实现破碎筛选、熔炼、吹炼等工艺过程中质量数据的整理和归集，实现进出场原料或产成品的规范化化验管理，实现质量检验、生产技术、信息中心等环节的数据流转，实现质检数据的高效共享[5]。质量管理系统具有4项功能。一是接样制样。质检部门接收样品后，根据不同的制样规则及化验规程进行制样，然后在系统内建立化验任务，任务通过系统流转给化验人员并通过消息待办的方式提醒化验人员。二是化验任务。不同的化验人员根据化验任务领取样品，根据任务要求开始化验并向系统提交化验单据。三是允差预警。关键环节的化验结果可以设置允差阈值，对于超出允差的录入值，系统给予提示，防止录入过程中出现错误。四是资源管理。根据管理需求，建立实验室相关用品的台账和领用制度及配套管理流程，实现对相关资源的全面管理。
4结论
本文提出一种基于绿色智能矿山生产体系的智能冶炼厂建设方案，利用大数据分析、AI识别、5G网络等先进技术实现冶炼厂的智能化管理。该方案以三维生产管控平台为核心，充分挖掘数据资源，形成了一套高可靠性、高及时性、高度扁平化的冶炼厂管理体系，对冶炼厂绿色化、智能化发展起到重要支撑作用。
参考文献
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2赵奕，朱玲.数字化工厂：会泽冶炼厂自动化应用[C]//中国计量协会冶金分会2013年会暨全国第十八届自动化应用技术学术交流会.2013.
3刘俊峰.矿山设备全生命周期管理模式的探讨[J].数码设计，2019（11）：330-331.
4佘建煌.基于WinCCOA的矿山能源管理系统[J].可编程控制器与工厂自动化，2014（8）：80-84.
智能化矿山建设方案范文第2篇
【 关键词 】 数字矿山；信息管理；自动化；信息网
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
呷村银多金属矿区位于四川省甘孜州白玉县,是一处高品位、易开采、难分选的复杂银、铜、铅、锌矿床,被誉为为“高原三明珠”之一。随着数字浪潮的到来,如何提高矿山企业的竞争能力，如何实现矿业企业现代化管理与国际先进管理方式的接轨，如何实现“高效、安全、绿色、可持续”的经营理念,是当下各个矿山企业不得不面临的问题。呷村银多金属矿为更适应这一市场机制，正朝着真正的数字化方向发展。
1 数字化矿山的涵义
数字矿山(Digital Mine)是数字矿山是以矿山系统为原型,以地理坐标为参考系,以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础,以高新矿山观测和网络技术为支撑,建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成,可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达,同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。
数字矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，有计算机网络管理的管控一体化系统，它综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，是企业实现整体协调优化，在保障企业可持续发展的前提下，达到提高整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。数字矿山的最终表现为矿山的高度信息化、自动化、智能化与高校安全开采，以至无人采矿和遥控采矿模式。它将深刻改变传统的采矿生产生活和人们的生活方式。
2 数字矿山的七大主层次
数字矿山按照系统结构自下而上可分为七个主层次。
2.1 基础数据层
基础数据层，即数据获取与存储层。数据获取包括利用各种技术手段各种形式的数据及其预处理；数据存储包括各类数据库、数据文件、图形文件库等。该层为后续各层提供部分或全部数据输入。
2.2 模型层
模型层，即表述层。如空间和矿物属性的二维和三维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地里信息系统模型、虚拟现实动画模型等。该层不仅将数据加工为直观、形象的表述形式，而且为优化、模拟与设计提供输入。
2.3 模拟与优化层
例如工艺流程模拟、参数优化、设计与计划方案优化等。
2.4 设计层
设计层，即计算机辅助设计层。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。
2.5 执行与控制层。
执行与控制层，如自动调度、流程参数自动监测测与控制、远程操作等。该层是生产方案的执行者。
2.6 管理层
管理层包括MIS与OA办公自动化。
2.7 决策支持层
依据各种信息和以上各层提供的数据加工成果进行相关分析与预测，为决策者提供各个层次的决策支持。
3 呷村银多金属矿数字化建设的技术背景
21世纪是信息技术飞速发展的时代，呷村银多金属矿作为一新兴矿山，拥有前沿的硬件、软件、网络技术，这些为矿山数字化建设提供了强大有力的基础保障。
3S技术、多分辩率海量数据的存贮技术、互操作互运算技术、多维可视化技术等,都为矿山数字化建设提供了有力的技术支持。伴随着各种类型的矿业软件,如SURPAC、MAPTEK、DATAM INE等相继问世,并投入实际应用，可以把十几年来积累的地质成果以及相关矿山开采资料数字化,逐步建立起矿山地、测、采数据库。OA软件、井下人员定位系统、安全监控系统的推广与使用为矿山数字系统的建设也提供了强有力的软件平台支持。同时,各种新型采掘设备、选矿设备及相关控制管理系统的引进,为数字矿山的实现做了好的硬件铺垫。大型扫描设备、矢量化图形工作站、宽幅真彩色大型绘图仪等硬件设备的配备,使得矿山数据库的建立和数字化成图更方便、更精确。
4 呷村银多金属矿数字化建设的必要性
矿产资源被誉为现代工业的“粮食”和“血液”，是人类社会发展的命脉。人类目前使用的95％以上的能源、80％以上的工业原材料和70％以上的农业生产资料都是来自于矿产资源。 矿产资源是有限和不可再生的，如何合理开发与利用有限空间中的有限矿山资源来满足人类社会可的持续发展需求,最大程度的促进资源的合理有效利用，已经成为当今世界所共同关注的问题。
现代企业的管理方式已向信息化转型,为实现我国矿业企业适应现代信息科技的发展,实现矿业企业现代化管理与国际先进管理方式的接轨，矿山的数字化/信息化建设也是势在必行。
数字化是实现企业信息化的基础,是信息化的具体表现形式,只有通过数字化技术,才可以实现可视化、智能化、网络化和集成化,从而最终实现矿山企业的全面信息化管理。采用数字化技术,可以最大限度的开发和利用矿产资源,满足人类社会可持续发展的战略需求。
5 呷村银多金属矿数字化建设现状
自1999年首届“国际数字地球”大会上提出了“数字矿山”(Digital Mine,简称DM)概念以来,矿山的数字化建设就在各大矿山企业中悄然兴起。呷村银多金属矿也加入到数字矿山的建设队伍中来。
思想观念落后，缺乏对数字化矿山的正确认识。矿山的数字化建设是一个关系到矿山发展的长期工程，涉及到矿山很多层面及大量资金的投入。而工程的成功与否，关键取决于职工的思想观念以及对数字化矿山的理解程度。但由于数字化是近十年出现的产物，很多员工由于年龄和知识结构等客观因素的影响，对数字化矿山这个新事物的了解有些偏差，甚至认为数字化建设就是网络建设。认为矿山数字化建设是IT人员的事情,与企业的根本利益无关。
落后的工作观念和工作方式阻碍了数字化矿山的发展。部分工程技术人员习惯于原有的工作方式，因循守旧、墨守成规、安于现状,不愿变革甚至惧怕变革。计算机应用水平参差不齐，阻碍了数字化矿山的发展。由于员工的年龄和受教育程度等因素的影响，阻碍了矿山数字化建设的进程。 IT人才的严重短缺,这也是阻碍矿山数字化建设的一个重要原因。矿井综合信息系统不够完善，传统的作业方式处于分割管理状态，信息交换困难。
6 呷村银多金属矿数字化建设的探讨
针对呷村矿山数字化建设现状，要多吸取前人的经验教训，不能急于求成，应 “全局规划 分步实施”，整体把握数字矿山建设的规划布局。结合矿山实际情况，笔者认为应从以下几方面实施矿山数字化建设。
开展矿山数字化知识讲座，提高职工的思想认识，数字化矿山不但包含了现代化所需的软硬件环境，还应包含现代化矿山的理念。加强培训，提高职工综合素质。组织职工进行矿山数字化相关培训，重点是计算机技术和信息技术的培训，提高其信息素养，使之不仅熟练掌握矿山专业知识，还能熟练操作计算机，掌握软件的使用方法和数字化加工方法。重视人才引进，并组织不同层次、不同范围的科技攻关与技术推广。及时引进、配备前沿数字化建设软件技术，完善矿山数字化七大层次间的信息传递。实现基础信息化、作业信息化、管理信息化、决策信息化，加强构建完整的矿井综合信息系统。
7 结束语
中国的矿山企业正面临严峻挑战和前所未有的变革机遇。数字矿山是未来矿山的发展方向，也是必由之路，任重道远。呷村银多金属矿应根据自身企业的实际情况，整体规划，分步实施，完善软硬件配备，加强协调数字化建设七大层次之间的信息、指令的顺畅传递，最终适应市场发展，满足可持续发展的需求。
参考文献
[1] M.Kelly.Developing coal mining technology for the 21st century[J].Proc. Mining Sci.&Tech. Netherlands:Balkema,1999.3～7.
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作者简介：
智能化矿山建设方案范文第3篇
关键词：露天采矿；设备更新；采矿技术；促进
中图分类号：TD804文献标识码： A
1、露天采矿设备的大型化发展
1.1露天穿孔设备钻孔直径不断增大
半个多世纪以来，露天采矿的穿孔设备经历了“磕头钻”、喷火钻、冲击（潜孔）钻，直到具有钻孔直径大、穿孔效率高的牙轮钻的发展阶段。世界三大钻机生产公司都集中在美国，其中哈尼希费格公司生产的 P＆H120A 型牙轮钻机的轴压达到 68 t， 孔径最大达559 mm。 我国生产的最大牙轮钻机型号为 YZ-55。
1.2露天装载设备的斗容不断增大
大型露天矿山装载设备主要包括：电铲、液压挖掘机和轮式装载机。电铲一直是大型和特大型露天矿山的主导装载设备，哈尼希费格公司生产的 P＆H5700 型电铲的斗容量为 53.5 m3，我国太原重机生产的具有自主知识产权的电铲 WK-55 的斗容量达到 55 m3。液压挖掘机和轮式装载机具有很多优点，如重量轻、机动灵活、作业率高、投资少、设备更新快、易于实现无级调速和控制等。 随着科技的进步，液压挖掘机和轮式装载机也在不断推出大斗容的产品，进入大型露天矿山的施工现场。小松公司生产的 PC8000 挖掘机斗容量达到 48 m3，卡特彼勒公司生产的 Cat994 轮式装载机斗容量最大达到 31 m3。
1.3露天运输设备的吨位不断增大
汽车具有爬坡能力大、转弯半径小的优点。 汽车运输机动灵活，特别适合需要均衡配矿和多点作业的矿山， 成为现代露天矿山的主要运输方式。为适应露天矿山大型化发展的需要，矿用汽车的有效载重也在不断提高， 卡特彼勒公司生产的 Cat797 矿用汽车有效载重达到 326 t，利渤海尔公司生产的 T282 电动轮矿用汽车有效载重达到 327 t。
2、露天采矿设备的智能化发展
2.1车载监控系统。主要用于监控设备的完好状态和提供相关的维护信息。 现在，大型露天采矿设备的制造商，对设备的主要部件的重要参数都增设了监控和报警功能，可以通过无线通讯与中央计算机连接，对设备进行实时监控，对故障进行报警，及时通知维修人员进行处理。
2.2 卡车调度系统。主要应用于露天矿山的优化运输生产中，从最初的应用于运输汽车的调度，发展成为全面提供实时数据和相关生产数据，进行实时设备监控，也是最基本的系统。
2.3 GPS定位系统。由于 GPS 技术在露天矿开采中应用的主要障碍得到了很好的克服，GPS 系统利用全球卫星定位系统进行卫星定位，精度可达 1 米以内，还有精度达到厘米级的高精度系统，在露天矿山的应用领域越来越广。
⑴露天矿山地表测量。采用 GPS 系统可以完全取代传统的测量手段来进行露天矿地表测量工作，可以大大提高测量效率，主要表现在：①仪器安装方面。 传统的测量仪器安装时间取决于地形、能见度和测量人员的工作熟练程度，而采用GPS 系统只需简单打开设备，测量定位很快就会完成。 ②应用方面。 GPS 系统不受传统测量仪器在良好通视条件下才能正常工作的限制，不受气候和光线条件的限制，在大多数气候条件下都能工作。③灵活性。使用 GPS 系统进行测量，测量人员不需要步行到测量区把仪器安置在固定点上，可以在排土场、车辆上进行满足精度的测量。④可利用性。传统的测量仪器不仅结构不够紧凑，带有大量活动附件，而且时间久了容易损坏，维修也不方便，费时费力。 GPS 系统没有活动部
件，是一个固定的整体，不易损坏。
⑵露天开采设备作业优化和控制。 ①钻机精确定位与作业控制。 可以实现钻机的精确定位，大幅度减少现场测量工作量，炮孔布置精度高、时间短，大幅减少超钻和欠钻现象，为制定出更好的爆破设计方案创造了更好的条件。 ②装载设备作业优化控制。 通过无线传输系统，工程技术人员可以把生产计划从控制中心发送到装载设备上的 GPS 系统，系统可以实时记录装载设备的工作进程，及时把信息反馈给控制中心，进行存储和分析。③卡车跟踪系统与优化调度。露天矿运输作业成本约占总成本 60%，大型露天矿中电铲和汽车调度是矿山管理的重要内容，通过 GPS 卫星定位和多频道无线电通信，可以实现车-铲-调度室之间的信息传递。
⑶露天矿卡车运输安全预警。 GPS 系统能够自动实现对卡车进行定位跟踪，在卡车接近公路边缘或卸矿场、排土场的边缘时，以及卡车相互靠近到危险距离时，能及时地发出预警信号。
⑷露天矿高边坡位移监测。基于 GPS 系统的高边坡自动监测技术具有独特的优越性，这是一套基于无线数据通讯的系统，能够连续收集边坡移动的数据，输送到采场办公室的计算机进行数据存储和运算，根据数据分析可以得知采场各处边坡的稳定情况，并及时进行报警，克服了传统测量方法的诸多缺陷。
3、露天采矿设备发展对采矿技术的推动
随着露天采矿设备向着大型化和智能化的方向不断发展，对新的采矿技术的更新和既有矿山的运输系统改造起到了巨大的推进作用。
（1）采用大区域微差爆破。 随着大型智能化钻机不断在大型露天矿山投入使用，使钻孔效率、精度不断提高，大区域微差爆破技术得到广泛应用，大大提高了生产效率。
（2）应用深凹露天矿高效开发技术建设新矿山。 加大露天矿的最终边坡角，采用并段或多级并段的靠帮工艺，采用高台阶或竖分条开采以提高工作帮的坡角， 降低生产剥采比，节约建设成本。
（3）改造既有凹陷矿山的运输系统。 根据既有矿山的实际，充分发挥既有矿山铁路的优势， 对铁路和机车车辆进行改造，使用汽车―――铁路联合运输、汽车―――胶带运输系统、汽车―――提升机运输系统，降低生产成本，可以加大凹陷矿山的经济合理开采深度，甚至可以使用到露天开采的后期。
（4）增加露天矿山开采的安全性。 大量的大型露天采矿设备的投入和使用，大大减少了设备的投入总量，降低采场内的设备密度，减少操作人员，人工费降低 20%以上。 同时，随着设备的安全功能和相应安全功能的可靠性的不断改善，使采场开采的安全性不断提高。
4、结束语
科技的不断进步，推动露天采矿设备向着大型化、智能化和人性化方向迅猛发展，同时又积极推进采矿技术的更新进步，提高了矿山的生产力，节约了投资，降低了成本，对我国低品位、 边界品位大型露天矿的开发有了乐观的开发前景。 在不远的将来，我们甚至可以在新矿山开发建设之前，通过建立模拟采矿系统进行经济比较， 向虚拟采矿方向发展。随着微电子技术和 GPS 的扩大应用，为无人驾驶矿用汽车的研发和投产，创造了有利的条件。
参考文献
智能化矿山建设方案范文第4篇
关键词：金属矿山；地下采矿技术；进展；
中图分类号：TD43 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-01
一、金属矿山地下采矿方法概况
地下采矿方法是自矿块内采出矿石所进行的采准、切割和回采工作的总称。采准工作掘进一系列巷道，为切割和回采工作创造条件；切割工作为回采工作形成自由面和落矿空间；回采工作自回采工作面采出矿石，包括落矿、出矿和地压管理三种作业。采矿方法是指如何安全、经济地采出矿块、矿房或矿柱内矿石的方法，包括矿块的采准切割、采空区处理、回采工作。
（一）空场采矿法
根据矿块或矿壁的结构不同与回采作业的特点，空场采矿法可分为房柱采矿法、阶段矿房采矿法、全面采矿法、留矿法等。空场采矿法特点：回采过程中，采空区始终是空着的，用主要暂留或永久残留的矿柱进行支撑，一般在矿石与围岩很稳固时采用。这种方法通常将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱。采矿房时，形成的采空区一般先不做处理，这种采矿法要求围岩和矿石稳固。空场采矿法是属于结构简单的一种采矿方法，易于工人掌握，生产效率也较高，贫化小，成本低，实践技术也比较成熟，因而应用广泛。现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。
（二）崩落采矿法
崩落围岩采矿方法的特点是随着矿石采出，采空区被有计划的用崩落矿体岩石来充填，采空区能够得到及时的控制和处理，在地表允许陷落、矿体围岩不稳固条件中使用较多。通过强制或自然崩落围岩充填采空区的方式来控制和管理地压，主要包括分层崩落法、分段崩落法、单层崩落法、阶段崩落法充填采矿法
（三）填充采矿法
矿石价值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允许陷落
和特殊复杂地质条件下的矿体，一般采用填充采矿法。在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱
相配合形成的人工支承体支承采空区。
二、金属矿山地下采矿方法选择系统的重要性
（一）地下采矿是人类获取地下资源的重要方式之一，采矿方法的选择又是地下采矿的核心，然而影响地下采矿方法选择的因素众多，不同的地质条件又有不同的要求，具有极大的模糊性和不确定性，不能够仅靠单一定量分析来确定。传统的采矿方法选择就是仅由单个影响因素或几个因素各自直观地评价而确定的，带有极大的经验成分，具有很大的局限性。
（二）地下采矿的发展趋势是不断简化采场结构，采用新的工艺技术和新设备，机械化开采，实现大型化、集约化生产，实现地下采矿的智能机器化开采，实现资源的最大回收利用。必须从系统研究的角度，将模糊数学、层次分析、神经网络和人工智能等方法相结合，设计出合理的采矿方法选择系统，选择出最佳的地下采矿方法，才能达到安全高效的目的，获得最好的效益。近年来计算机已成为实现矿山科学管理和工艺理论研究的重要手段，广泛用于模拟采矿生产工艺，优选采矿方法、工艺和设备，研究改进采场结构和控制出矿品位，以及监控采矿作业和进行计划管理、财务管理和材料管理等，为采矿方法的智能化选择提供了条件。计算机在矿山中的进一步开发应用必将导致采矿技术的更大发展。
采矿是一个极其复杂的系统问题，采矿设计和安全管理具有众多的不确定性、模糊性和知识不完备性。因此，用模糊数学、层次分析构建金属矿山地下采矿方法选择系统，对采矿工程进行定量分析与定性描述，基于系统工程的观点与方法进行采矿问题的研究是采矿科学的发展方向。对采矿方法选择系统分析的综合集成；并通过集成系统的计算机人机对话功能，动态地实现采矿方法设计与的系统分析，建立复杂采矿条件下采矿方法选择系统。
三、金属矿山地下采矿方法选择系统应用
首先，从系统的层次结构出发，根据目前金属矿山地下采矿方法的现状，建立其完善的采矿方法知识库。其次，根据模糊数学的原理建立了推理机，根据模糊数学的原理进行采矿方法选择，模糊数学法主要用于采矿方法选择和采矿方法的技术经济指标预测。模糊数学选择采矿方法时，主要是将与目标矿山的地质技术条件与候选采矿方法相比较，并且计算出与候选采矿方法所要求的地质技术条件之间的模糊相似程度，选择条件最近似的作为目标矿山上的采矿方法。运用模糊数学选择采矿方法时，综合考虑了各种因素，更加的客观科学。但是隶属函数的构造方法不同，权重矩阵就有一定的差距，初选采矿方法时，首先对各种影响采矿方法选择的指标进行模糊量化，并且建立出相应的模糊评判矩阵，选出较好的几种方案。对初选出的方案进行终选时，采用了模糊综合评判的方法，对每个方案的技术经济指标进行分析比较，在建立出评判矩阵和权重矩阵的基础上选出最优方案。最后，利用VB开发人机界面友好的金属地下采矿方法选择系统，降低了研发的难度，提高了研发效率，加快了数据的处理，提供了全面高效的辅助支持。将定性分析与定量分析相结合，运用了多学科知识对采矿方法进行选择，达到金属矿山地下采矿方法选择的智能化。对地下采矿的科技发展起到完善和积极推动作用。价值工程法在采矿方法选择中采用价值工程法主要考虑的是资金的时间价值，主要根据技术经济指标的对比进行方案选择。
四、结语
现代科技进步与采矿科学的发展相结合，是采矿业向前迈出的一大步。对于金属矿山地下开采方法的正确选择，是迅速提高矿山技术管理水平，实现矿山设计优化的关键环节。对采矿业安全快速发展有着重要的现实意义。
参考文献：
[1]刘方.金属矿山地下采矿方法选择系统[D].武汉理工大学，2011.DOI：10.7666/d.y1880203.
智能化矿山建设方案范文第5篇
中图分类号：TD854文献标识码： A 文章编号：
露天开采具有受开采空间限制小，资源回收率和劳动生产率较高，开采条件好等特点。
技术创新是企业进步、发展的源泉和重要途径。近几年，采矿场通过加快对大型进口采矿液压设备的引进，备件国产化的改造，部分部件、结构、系统的技术改造等一系列技术创新工作，使得露天采矿设备朝向大型化、智能化等方向发展，采矿设备的效率得到了大幅度提高，经济效益十分明显，既满足了采矿生产不断发展的需要，又推动了采矿技术的发展。
一、露天采矿设备的大型化发展
近年来，采矿设备一直朝向大型化方向发展。
1.露天装载设备的斗容不断增大。大型露天矿山装载设备主要包括：电铲、液压挖掘机和轮式装载机。电铲一直是大型和特大型露天矿山的主导装载设备，哈尼希费格公司生产的P＆H5700型电铲的斗容量为53.5m3，我国太原重机生产的具有自主知识产权的电铲WK-55的斗容量达到55m3。液压挖掘机和轮式装载机具有很多优点，如投资少、设备更新快、易于实现无级调速和控制等。随着科技的进步，液压挖掘机和轮式装载机也在不断推出大斗容的产品，进入大型露天矿山的施工现场。小松公司生产的PC8000挖掘机斗容量达到48m3，卡特彼勒公司生产的Cat994轮式装载机斗容量最大达到31m3。
2.露天运输设备的吨位不断增大。汽车具有爬坡能力大、转弯半径小的优点。汽车运输机动灵活，特别适合需要均衡配矿和多点作业的矿山，成为现代露天矿山的主要运输方式。为适应露天矿山大型化发展的需要，矿用汽车的有效载重也在不断提高，卡特彼勒公司生产的Cat797矿用汽车有效载重达到326t，利渤海尔公司生产的T282电动轮矿用汽车有效载重达到327t。
二、露天采矿设备的智能化发展
1.车载监控系统。主要用于监控设备的完好状态和提供相关的维护信息。现在，大型露天采矿设备的制造商，对设备的主要部件的重要参数都增设了监控和报警功能，可以通过无线通讯与中央计算机连接，对设备进行实时监控，对故障进行报警，及时通知维修人员进行处理。
2.卡车调度系统。主要应用于露天矿山的优化运输生产中，从最初的应用于运输汽车的调度，发展成为全面提供实时数据和相关生产数据，进行实时设备监控，也是最基本的系统。
3.GPS定位系统。由于GPS技术在露天矿开采中应用的主要障碍得到了很好的克服，GPS系统利用全球卫星定位系统进行卫星定位，精度可达1米以内，还有精度达到厘米级的高精度系统，在露天矿山的应用领域越来越广。
⑴露天矿山地表测量。采用GPS系统可以完全取代传统的测量手段来进行露天矿地表测量工作，可以大大提高测量效率，主要表现在：①仪器安装方面。传统的测量仪器安装时间取决于地形、能见度和测量人员的工作熟练程度，而采用GPS系统只需简单打开设备，测量定位很快就会完成。②应用方面。GPS系统不受传统测量仪器在良好通视条件下才能正常工作的限制，不受气候和光线条件的限制，在大多数气候条件下都能工作。③灵活性。使用GPS系统进行测量，测量人员不需要步行到测量区把仪器安置在固定点上，可以在排
土场、车辆上进行满足精度的测量。④可利用性。传统的测量仪器不仅结构不够紧凑，带有大量活动附件，而且时间久了容易损坏，维修也不方便，费时费力。GPS系统没有活动部
件，是一个固定的整体，不易损坏。
⑵露天开采设备作业优化和控制。①钻机精确定位与作业控制。可以实现钻机的精确定位，大幅度减少现场测量工作量，炮孔布置精度高、时间短，大幅减少超钻和欠钻现象，为制定出更好的爆破设计方案创造了更好的条件。②装载设备作业优化控制。通过无线传输系统，工程技术人员可以把生产计划从控制中心发送到装载设备上的GPS系统，系统可以实时记录装载设备的工作进程，及时把信息反馈给控制中心，进行存储和分析。由于操作人员可以通过机载显示屏清楚地了解装载设备周围障碍物的位置，大大减少了发生各种危险的可能性，可以在恶劣天气下工作，还可以与卡车实现良好地配合，提高生产效率。③卡车跟踪系统与优化调度。露天矿运输卡车上安装的GPS系统在获得卡车的定位信息以后，将信息通过无线电通信系统发送到矿山控制中心的计算机上，控制中心优化确定每台卡车的卸载点和下一个装载地点，为卡车设计最佳运输线路，并将信息发送到卡车，实现对卡车的跟踪和调度，确保卡车运输废石和矿石的准确。系统自动记录卡车的运行速度、堵塞地点、循环时间、装载点和卸载点，通过分析数据来确定最佳调度方案，以提高运输效率。系统还可以把运输途中的路况信息反馈给控制中心，以便进行路况改进。④推土机优化作业控制。安装在推土机上的机载系统能够准确跟踪推土机的精确位置和所处地点的高程，向操作人员显示出需要推掉和填平的高程，以达到设计要求。GPS系统还可以为推土机提供需要维护的道路的信息，提高道路维修质量。
⑶露天矿卡车运输安全预警。GPS系统能够自动实现对卡车进行定位跟踪，在卡车接近公路边缘或卸矿场、排土场的边缘时，以及卡车相互靠近到危险距离时，能及时地发出预警信号。
⑷露天矿高边坡位移监测。基于GPS系统的高边坡自动监测技术具有独特的优越性，这是一套基于无线数据通讯的系统，能够连续收集边坡移动的数据，输送到采场办公室的计算机进行数据存储和运算，根据数据分析可以得知采场各处边坡的稳定情况，并及时进行报警，克服了传统测量方法的诸多缺陷。
4.露天采矿设备的人性化发展。露天采矿设备的人性化发展，主要体现在设备的设计和研发阶段。露天采矿设备在设计中贯彻“以人为本”的原则，充分考虑操作者、设备和环境的协调，采取先进有效的技术措施，增加设备操作的安全性，降低振动与噪声，改善作业环境，提高操纵者舒适性。
⑴设备的安全性。露天采矿设备的安全性，主要体现在设备的安全功能和相应安全功能的可靠性，是露天矿山安全生产与工作人员生命安全的保证。只有露天采矿设备具有齐全的安全功能与较高的安全可靠性，才能确保矿山生产正常进行，避免安全事故的发生。
⑵设备的舒适性。露天采矿设备的生产单位，在设计研发阶段要运用人机工程学设计原理，改善司机的工作环境。
三、露天采矿设备的不断发展进步对采矿技术的推进作用
随着露天采矿设备向着大型化和智能化的方向不断发展，对新的采矿技术的更新和既有矿山的运输系统改造起到了巨大的推进作用。
1.采用大区域微差爆破。随着大型智能化钻机不断在大型露天矿山投入使用，使钻孔效率、精度不断提高，大区域微差爆破技术得到广泛应用，大大提高了生产效率。
2.应用深凹露天矿高效开发技术建设新矿山。加大露天矿的最终边坡角，采用并段或多级并段的靠帮工艺，采用高台阶或竖分条开采以提高工作帮的坡角，降低生产剥采比，节约建设成本。
3.改造既有凹陷矿山的运输系统。根据既有矿山的实际，充分发挥既有矿山铁路的优势，对铁路和机车车辆进行改造，使用汽车———铁路联合运输、汽车——胶带运输系统、汽车——提升机运输系统，降低生产成本，可以加大凹陷矿山的经济合理开采深度，甚至可以使用到露天开采的后期。
4.增加露天矿山开采的安全性。大量的大型露天采矿设备的投入和使用，大大减少了设备的投入总量，降低采场内的设备密度，减少操作人员，人工费降低20%以上。同时，随着设备的安全功能和相应安全功能的可靠性的不断改善，使采场开采的安全性不断提高。
四.结语
科技的不断进步，推动露天采矿设备向着大型化、智能化和人性化方向迅猛发展，同时又积极推进采矿技术的更新进步，提高了矿山的生产力，节约了投资，降低了成本，对我国低品位、边界品位大型露天矿的开发有了乐观的开发前景。在不远的将来，我们甚至可以在新矿山开发建设之前，通过建立模拟采矿系统进行经济比较，向虚拟采矿方向发展。随着微电子技术和GPS的扩大应用，为无人驾驶矿用汽车的研发和投产，创造了有利的条件。
参考文献
