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隨著信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，礦山智能化已成為全球礦業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)熱點和發(fā)展方向。礦業(yè)發(fā)達國家自上世紀90年代已經(jīng)開啟礦山自動化、智能化的研究，并取得了進展?？傮w而言，我國礦山智能化水平在裝備水平、管理模式、技術(shù)條件等各方面均明顯落后于礦業(yè)發(fā)達國家。最近幾年，在“互聯(lián)網(wǎng)+”、智能制造2025國家戰(zhàn)略的鼓舞下，國內(nèi)一些礦山企業(yè)、設(shè)備制造公司、研發(fā)單位，積極投入力量開展智能礦山技術(shù)研發(fā)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)初見成效。

在礦山智能化問題上，礦業(yè)發(fā)達國家側(cè)重于智能礦山、自動化采礦技術(shù)的研究與應(yīng)用，并已取得了豐碩成果，而國內(nèi)礦山則多通過建設(shè)“數(shù)字礦山”來實現(xiàn)礦山的信息化、數(shù)字化，以此為基礎(chǔ)開展智能化推進。

煤矸智能分選機器人

相關(guān)專家表示，智能礦山建設(shè)水平取決于地質(zhì)條件、開采工藝、裝備水平、管理模式等諸多因素影響。而其智能化環(huán)節(jié)也多集中于地質(zhì)資源數(shù)字化，可視化開采設(shè)計，規(guī)劃、計劃最優(yōu)化等礦山數(shù)字化技術(shù)，包括鑿巖、裝藥、出礦、支護、運輸（有軌、無軌）、提升在內(nèi)的移動設(shè)備的自主運行，包括通風、排水、充填、供風、供電等環(huán)節(jié)的固定設(shè)備自動化，包括碎礦、磨礦、選別、壓濾、排尾在內(nèi)的智能選礦，包括監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、通訊聯(lián)絡(luò)、緊急救援、安全管理在內(nèi)的安全生產(chǎn)保障，包括智能調(diào)度、質(zhì)量管控、能源設(shè)備、材料供應(yīng)在內(nèi)的生產(chǎn)管理智能化等。目前，在國內(nèi)，對于露天礦山，利用衛(wèi)星導航系統(tǒng)，指揮調(diào)度穿孔、爆破、裝載、運輸、排土設(shè)備的運轉(zhuǎn)，技術(shù)已經(jīng)非常成熟；鉆機、電鏟、卡車的智能化，尤其是車輛的自主運行，成為露天礦山智能化研究的重點。

在日前召開的2019中國綠色礦山建設(shè)高峰論壇暨綠色礦業(yè)創(chuàng)新技術(shù)裝備博覽會上，多種支撐國內(nèi)礦山智能化的新技術(shù)新裝備被推介。

露天礦采掘運輸業(yè)的數(shù)字化系統(tǒng)

當前，露天礦采掘運輸行業(yè)的數(shù)字化現(xiàn)狀呈現(xiàn)出原始人工統(tǒng)計和指揮、半自動化統(tǒng)計和自動化統(tǒng)計與初步調(diào)度三者并存的情況。由于系統(tǒng)成本等原因，自動化統(tǒng)計與初步調(diào)度的系統(tǒng)占比較低、覆蓋面較窄，露天礦信息系統(tǒng)整體智能化水平低。但在當前生態(tài)文明建設(shè)的背景下，露天礦采掘運輸業(yè)需在追求質(zhì)量的經(jīng)濟發(fā)展目標下走生態(tài)環(huán)保道路，要降本增效，走高質(zhì)量發(fā)展道路。大數(shù)據(jù)智能已在商用、政用和民用等領(lǐng)域凸顯價值，利用大數(shù)據(jù)智能為露天礦采掘運輸業(yè)賦能將為實現(xiàn)礦業(yè)的生態(tài)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造機遇。比如，大數(shù)據(jù)智能化減少挖機礦車之間的空閑等待對提高生產(chǎn)效率具有很大的幫助。而現(xiàn)有產(chǎn)品的派車算法智能化程度不夠，空閑等待問題依然亟待優(yōu)化。使用強化學習方法，通過對大量歷史數(shù)據(jù)的學習而得出高效的派車規(guī)則，具有重要的意義。

專業(yè)人士認為，要實現(xiàn)露天礦采掘運輸業(yè)的智能化，需要三個基本要素：算法、算力和數(shù)據(jù)。行業(yè)大數(shù)據(jù)更是成為露天礦采掘運輸業(yè)的智能化的基礎(chǔ)。為實現(xiàn)礦業(yè)智能化，構(gòu)建和普及露天采掘運輸業(yè)的大數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲系統(tǒng)需先行一步。

東方浩聯(lián)（北京）智能科技有限公司研發(fā)的基于車輛自組網(wǎng)的工程機械調(diào)度管理系統(tǒng)正是致力于組織工程設(shè)備數(shù)據(jù)，夯實礦業(yè)智能化的基礎(chǔ)的數(shù)字化智能系統(tǒng)。同時還在調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行功能延伸，數(shù)據(jù)提取與監(jiān)控深入到礦區(qū)各個生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)遠程自動化控制與生產(chǎn)流程可視化。目前該系統(tǒng)主要包含以下功能：一體式智能車載終端、生產(chǎn)產(chǎn)量自動統(tǒng)計、車輛作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控。以車輛自組網(wǎng)為核心的一體式智能硬件，保證信息在車和車、車和人、車和路邊單元之間信息穩(wěn)定的傳輸，是本產(chǎn)品監(jiān)控和調(diào)度等功能的技術(shù)基礎(chǔ)。其中，挖機礦車匹配狀態(tài)監(jiān)控，可通過該模塊遠程、實時、全面掌握各運輸車輛的實時所處狀態(tài)及該狀態(tài)的時間進程，以便盡快判斷各運輸車輛是否處于正常工作狀態(tài)中，車隊長可通過“排隊狀態(tài)”中的車輛數(shù)量，判斷當時車輛調(diào)度的合理性。實時衛(wèi)星定位監(jiān)控，用于實時地圖監(jiān)控及歷史軌跡查詢。對實時車輛所在位置及狀態(tài)進行展示，并設(shè)定電子圍欄，若有車輛超出地圖劃定范圍，即可記錄，以備處理；可用于查詢當前司機信息，回溯歷史軌跡及防止公車私用。異常報警提示，可通過該模塊識別并記錄異常數(shù)據(jù)，統(tǒng)計“超速行駛”記錄，防止“點火不工作”、“超出規(guī)定范圍”等易造成油耗浪費、影響安全生產(chǎn)現(xiàn)象的發(fā)生，并可即時通報相關(guān)負責人，以供查詢、跟蹤及處理相關(guān)的違規(guī)情況?？諠M圖像識別，可通過終端拍照，圖像數(shù)據(jù)實時上傳云端，管理者可以實時查看車輛的裝車空滿情況、車輛牌號與裝車挖機號，在解決績效問題時提供仲裁依據(jù)，有效防止跑空車。智能調(diào)度，通過智能算法施行“末尾淘汰制”，以工作數(shù)據(jù)為考核標準，工作合格的車輛才會輪轉(zhuǎn)到其他采點工作。改善車輛績效和工作內(nèi)容上的均衡，并且促進生產(chǎn)積極性和解決部分采點因運輸不便造成的司機消極工作導致采掘不均等問題。車輛維修管理，記錄車輛維修原因、說明維修待料、記錄車輛維修開始和結(jié)束時間、統(tǒng)計維修工時與費用。車輛加油管理，通過使用浩聯(lián)智能聯(lián)網(wǎng)加油機，可實現(xiàn)加油數(shù)據(jù)實時上傳到服務(wù)器，加油數(shù)據(jù)報表一鍵導出，便于管理人員核對油料成本與油耗。

智能礦山一體化

北京安瑞斯礦山裝備有限公司（Beijing Amras Mine equipment co., Ltd) 所提供的的智能礦山一體化建設(shè)方案主要包括：遠程智能采礦系統(tǒng)、鑿巖臺車自動鉆孔系統(tǒng)、煤矸智能分選機器人系統(tǒng)等。

遠程智能采礦系統(tǒng)

據(jù)介紹，該系統(tǒng)實現(xiàn)了一套操控平臺控制多臺設(shè)備作業(yè)。系統(tǒng)能自主行走、自動加速、自動導航；車載激光掃描儀可以進行實時路徑學習；在采礦方式允許的情況下，可以實現(xiàn)自主倒礦作業(yè)；可以實時記錄設(shè)備運行參數(shù)；配備自動滅火功能；配套教學培訓平臺，降低人員培訓費用；可放置在地面中控室遠程操控作業(yè)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程遙控化，井下工人大量減少，大幅度提高井下勞動生產(chǎn)率，降低井下通風、降溫等費用；實現(xiàn)采礦作業(yè)辦公室化，礦工將遠離高深井、高溫、巖爆作業(yè)環(huán)境，從根本上解決生產(chǎn)安全問題；實現(xiàn)礦山開采規(guī)?；?，智能化程度提高，產(chǎn)能大幅度提升，成本下降，低品位礦石得以充分利用；實現(xiàn)技術(shù)隊伍知識化，職工素質(zhì)大幅度提高，隊伍結(jié)構(gòu)以及待遇得到改善，礦工社會地位得到提升。

鑿巖臺車自動鉆孔系統(tǒng)

目前，在國內(nèi)礦山開采過程中，巖體開鑿由人工操作面臨諸多現(xiàn)實問題。比如，效率低；孔位精度不高，隨意性大，影響爆破效果；鑿孔質(zhì)量難控制；存在超挖欠挖、隧道成型不規(guī)整，大塊數(shù)量多；存在孔位不規(guī)整、不均勻、數(shù)量不夠等因素，造成火工材料浪費，增加采礦成本；超挖、欠挖或隧道成型差導致二步驟采場采礦進路中有充填體或形成不穩(wěn)定圍巖，對人員和采礦設(shè)備造成一定的危險；定位不精確、少打孔多裝藥造成的大塊，在二次爆破時容易出現(xiàn)堵塞溜井的嚴重后果；二次爆破產(chǎn)生的高速石子，容易擊穿已經(jīng)敷設(shè)的風管、水管及電纜管道，造成不必要的損失。而鑿巖臺車自動鉆孔系統(tǒng)，采用工程機械專用控制器、機載電腦、編碼器、電液比例換向閥和變量泵等。其優(yōu)勢在于，在完成參數(shù)設(shè)定以后，可以全自動完成一個掌子面鉆孔作業(yè)， 減輕工人的勞動；自動調(diào)節(jié)推進和沖擊壓力，避免卡釬且孔成型好；控制鑿巖鉆臂運動，使得鉆臂末端自動運動至目標孔位；控制推進梁動作，實現(xiàn)鉆桿自動快速調(diào)整到目標姿態(tài)；控制鑿巖機動作，自動完成鉆孔、捅眼、退釬等任務(wù)。

煤矸石智能分選機器人系統(tǒng)

煤矸石是煤炭開采和洗選加工過程中排出的固體廢棄物，其產(chǎn)量占原煤產(chǎn)量的15%左右。加強對煤矸石綜合治理、綜合利用的研究及提高潔凈煤技術(shù)，是當前燃煤大國的重要研究內(nèi)容，也是環(huán)境保護與發(fā)展的需要。利用智能技術(shù)對煤矸石進行分選也是智能化礦山重要的研究課題。煤矸石智能分選機器人系統(tǒng)能夠大幅提高生產(chǎn)效率。如果一年生產(chǎn)按300天計算，每天工作時長為20小時，大小在200～400mm的不規(guī)則煤和矸石平均重量約15kg，煤矸石智能分選機器人標準撥手每小時動作3000次，每小時撥離能力為45噸，每天撥離能力900噸，年撥離能力約27萬噸；大小在50～180mm的不規(guī)則煤和矸石平均重量約4kg，煤矸石智能分選機器人標準抓手每小時動作2500次，每小時最大撥離能力為10噸，每天撥離能力200噸，年撥離能力約6萬噸。2個撥手加1個抓手每年能完成60萬噸分選量。

礦山安全與預警

北京博泰克集團有限公司（Beijing PTK Equipment Co.Ltd）重點推介了意大利IDS GeoRadar公司的智能礦山應(yīng)急監(jiān)測預警系統(tǒng)。據(jù)了解，被推介的智能礦山應(yīng)急監(jiān)測預警的一系列產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用于礦山邊坡、井下巷道、礦山建筑等應(yīng)急監(jiān)測及預警。

IBIS線性軌道監(jiān)測預警系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要用于礦山邊幫監(jiān)測預警、礦山邊幫日常監(jiān)測與預警、高陡邊幫監(jiān)測與預警、礦山地表沉降變形監(jiān)測與預警、礦山應(yīng)急救援監(jiān)測與預警。其核心優(yōu)勢主要在于遙感監(jiān)測，無須靠近；監(jiān)測范圍廣，最大11平方千米的空間連續(xù)區(qū)域；測量精度高，徑向位移精度可達0.1mm；用戶可自定義報警級別及報警區(qū)域，危險區(qū)域通過電郵、短信和電腦閃屏自動報警；監(jiān)測數(shù)據(jù)實時處理、實時傳輸至控制室，自動化智能控制，可實現(xiàn)無人值守；系統(tǒng)具有高級環(huán)境校準功能，可智能化、高精度的去除環(huán)境因素干擾；系統(tǒng)可加載DTM，三維顯示監(jiān)測結(jié)果；具備振動補償功能，減少外界干擾。

Hydra圓弧式便攜監(jiān)測預警系統(tǒng)

該系統(tǒng)是意大利IDS公司于2018年全球首次推出，采用圓弧式合成孔徑雷達技術(shù)，視角更大，更加便攜，更加適合應(yīng)急監(jiān)測，實現(xiàn)全天候、高精度、大范圍監(jiān)測預警，可自獲取DTM，成像更加直觀快速。多用于礦山邊坡、巷道、建筑應(yīng)急監(jiān)測預警、礦山邊坡變形監(jiān)測與預警、井下巷道變形監(jiān)測與預警、礦山建筑變形監(jiān)測與預警、其他各類邊坡、大壩變形監(jiān)測與預警。其核心優(yōu)勢是遙感式測量，無需接近或靠近目標區(qū)域，無需反射裝置，距離最遠可達800米；測量精度高，徑向位移精度可達0.1mm，旋轉(zhuǎn)式測量效率更高；空間分辨率極高，能夠監(jiān)測到被測區(qū)表面極小區(qū)域的變形；采樣間隔30秒，避免采樣間隔長而造成的數(shù)據(jù)不連續(xù)、數(shù)據(jù)丟失；模塊化設(shè)計，運輸、安裝方便，不易損壞。

ArcSAR（Lite）全景監(jiān)測預警系統(tǒng)

據(jù)介紹，ArcSAR（Lite）全景監(jiān)測預警系統(tǒng)，是意大利IDS公司于2018年推出的全球首款圓弧式全景InSAR系統(tǒng)，采用國際領(lǐng)先圓弧式合成孔徑雷達技術(shù)，360度全景監(jiān)測，擁有小車設(shè)計可快速部署，更加適合應(yīng)急監(jiān)測，實現(xiàn)全天候、高精度、大范圍監(jiān)測預警，可自獲取DTM，成像更加直觀快速。可遠程遙感監(jiān)測，完成水平方向360°全景覆蓋，垂直方向最大120°，最遠監(jiān)測距離5km，實現(xiàn)360°全景掃描僅耗時40s，180°僅耗時20s，全景掃描時最多可獲得上千萬高質(zhì)量像元。

墜落物監(jiān)測預警系統(tǒng)

墜落物監(jiān)測預警系統(tǒng)主要用于墜落物、山崩、雪崩等快速變形體監(jiān)測預警，實現(xiàn)全天候、高精度、大范圍墜落物監(jiān)測預警，與IBIS、Hydra系列產(chǎn)品聯(lián)動，組成完整的監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控結(jié)果可云共享，大大提高管理效率，系統(tǒng)可以對墜落物路徑跟蹤、估計墜落物大小、監(jiān)控墜落物速度、監(jiān)控受影響范圍、同步視頻監(jiān)控。

IBIS-FB爆破振動監(jiān)測系統(tǒng)

爆破作為露天礦生產(chǎn)中常見的必不可少的作業(yè)手段之一，爆破振動監(jiān)測一直是非常關(guān)乎安全生產(chǎn)的重要因素。IBIS-FB爆破振動遠程監(jiān)測系統(tǒng)是最新推出的爆破振動監(jiān)測領(lǐng)域的創(chuàng)新型監(jiān)測手段。該系統(tǒng)具備遠程監(jiān)測、實時監(jiān)測、高精度高分辨率等傳統(tǒng)監(jiān)測手段無法比擬的技術(shù)特點，輕便設(shè)計，便于現(xiàn)場組裝、運輸，數(shù)據(jù)采集、分析均集成在計算機內(nèi)，可以實時監(jiān)測與成果顯示，在下雨、刮風、大霧等天氣條件下都能夠提供連續(xù)的數(shù)據(jù)采集，為爆破振動監(jiān)測帶來全新體驗。同時還具備振動補償模塊，可大幅降低監(jiān)測過程中外界干擾，保證更加精確監(jiān)測成果。其主要功能包括，提供爆破中心不同距離位置各點的位移、速度、頻率、PPV(振速)隨距離變化以及分布譜等信息，建立可靠的爆破振速模型，實時監(jiān)測高于預設(shè)值的危險振動，預防爆破對于邊邦和結(jié)構(gòu)預料之外的影響。

礦山數(shù)字化節(jié)能

長江慧控科技（武漢）有限公司目前在嘗試融合云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)等新技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，輔助智能礦山建設(shè)標準，為綠色礦山建設(shè)提供數(shù)據(jù)化運營決策、高智能化生產(chǎn)運營管理、全時全域設(shè)備故障預測和健康監(jiān)測管理（PHM），環(huán)境監(jiān)測與保護、安全生產(chǎn)指揮、智能節(jié)能控制等系統(tǒng)化解決方案。

目前所開發(fā)的系統(tǒng)，基于云中心控制的智能運營，可實現(xiàn)水、電安全數(shù)據(jù)實時同步后臺；出現(xiàn)異常自動報警并數(shù)據(jù)存檔；地圖顯示清晰定位；消防安全煙霧報警、消防通道、消防工具等全方位實時監(jiān)控；電梯安全自動計算運行時間；自動上報告警及檢修提醒；多通道消息實時同步，第一時間知曉風險。最大程度解放人力，節(jié)省運營人力成本60%以上?；诖髷?shù)據(jù)管理的智能運維，可以實現(xiàn)“自動控制”，按照可自調(diào)整的運營策略控制中央空調(diào)、照明、風機、排污等設(shè)備。自動巡檢，按周期定時巡檢儀器設(shè)備，數(shù)據(jù)同步后臺，若有異常自動推送工單至維修人員。自動設(shè)備健康監(jiān)測，利用采集到的參數(shù)，實時計算設(shè)備健康狀態(tài)，預測故障點。自動狀態(tài)推送，通過平臺界面、APP、大屏展示頁面等通道，實時推送設(shè)備是否應(yīng)維保，以及維保前后健康狀態(tài)變化。

當然，從當前形勢看，隨著信息技術(shù)、智能化技術(shù)的進步，智能礦山的內(nèi)涵也在不斷豐富。智能礦山建設(shè)不可能一蹴而就，礦山應(yīng)根據(jù)自身條件和具體需求，有目的地選擇建設(shè)項目，使其充分發(fā)揮效益。