数字化智能矿山系统在露天石灰石矿山采矿技术应用

数字化智能矿山系统在露天石灰石矿山采矿技术应用

孙正春

215000

苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司

江苏省苏州市

摘要：在露天石灰石矿山开采的阶段采用数字化智能矿山系统，可以提高矿山开采的效率以及质量还有安全性。因此对数字化智能矿山系统的应用要点进行分析，掌握技术的应用标准以及应用范围，对提高矿山采矿工程的进度、质量、安全性都有着积极作用。

关键词：露天石灰石；矿山采矿；数字化；智能系统

1.数字采矿软件系统

1.1总述

数字采矿软件系统主要是运用在矿区三维模型数字化建模，以及利用建模成果进行生产计划编制、爆破流程化设计、快速的地表及品位更新、精准的自动配矿等领域。

1.2三维矿山模型数字化

①将地质基础资料进行整理和归纳并根据数据类型分类汇总，最终完成三维矿山地质数据库的创建与更新；②通过矿山的实际矿岩界线分布进行三维矿体以及岩体模型的建立；③在矿区的实际地形图原型下模拟出地表现状的三维模型；④通过矿区的终了境界图形完成终了境界模型的具现化；⑤在建立块段模型的基础上利用地质统计学技术推算预估品位数据，并实现品位模型的模拟展现。

1.3生产计划编制

通过DIMINE计划编制功能，结合最新地表现状、终了境界、矿体、品位模型，可一键自动生成中长期计划，并按照中长期计划设定的品位、产量信息自动生成年计划、季度计划和月计划供矿山指导生产，若计划存在偏差还可进行人工调配。自动生成生产计划可准确反应矿床的规模和品位的分布情况；能够对计划数据在任意时期内的回采过程进行模拟、预演；能够根据预演结果找出影响产量稳定性的因素和出现产量不均衡的时期，在计划编制过程中进行调整；能够根据预演结果确定需要投入的设备、班组下限和上限；且使用简便、效果直观生动，能够通过动画演示计划结果。

1.4爆破流程化设计

在数字化智能矿山系统中，爆破流程化设计是一项重要的应用。通过利用三维矿山模型数字化成果，可以精确地确定爆破区域、炮孔布置、炸药用量等关键参数，实现爆破过程的数字化、自动化和智能化。这不仅可以提高爆破效率，还可以降低爆破成本，减少对环境的影响，提高矿山开采的安全性和可持续性。

具体来说，爆破流程化设计主要包括以下几个步骤：首先，根据矿山的实际地质条件和开采要求，确定爆破区域和炮孔布置方案；其次，根据炮孔的深度、直径和间距等参数，计算炸药用量和爆破参数；最后，通过数字化智能矿山系统的模拟和优化功能，对爆破方案进行验证和优化，确保爆破效果和安全性达到最佳状态。

1.5地表更新及品位更新

地表更新：在矿山完成爆破作业后会进行地表现状模型的更新工作，主要由DIMINE根据钻机反馈的实时炮孔点位信息完成一键更新工作，相对于传统的测量更新地表工作更加高效更加便捷准确。品位属性更新：在DIMINE的支撑下，品位更新可以通过实测炮孔样品信息与资源量估算的品位模型完成炮孔选样后的一键更新操作，对矿山的下一个平台的品位信息提供估算依据，为下次生产计划的制定与执行提供了经验和基础。

1.6自动配矿

通过将高低不同品位矿石进行质量匹配、中和，以增加合格矿石的产出量，减少矿山废石量的占用空间，改善矿山企业的经济效益，提高矿产资源的利用率。因此配矿的自动化、精准化对于矿山尤为重要。通过实测的炮孔数据生成对应爆堆，应用DIMINE中自动配矿功能，根据矿山实际应用中的元素指标、铲车产能及破碎站能力生成各破碎站精准产量及品位信息并发送指令到卡调系统，通过卡调系统实现车辆智能自动调度。在生产过程中，生产执行系统会实时采集跨带分析仪品位在线分析数据并反馈到DIMINE，DIMINE通过反馈的数据并结合爆堆品位信息，对配矿指令进行自动修正后发送新的配矿指令到车辆自动调度系统，从而达到最终破碎站进矿品位达到设定指标，见图1。

图1爆破、配矿自动化流程图

2.智能卡调系统

2.1车辆智能调度

智能卡调系统通过集成矿山生产计划和自动配矿系统的指令，实现车辆的智能调度。系统能够根据矿石品位、产量要求和车辆运输能力等因素，自动计算并生成最优的车辆调度计划。通过实时监控车辆的位置、状态和运行轨迹，系统能够动态调整调度计划，确保生产过程的连续性和高效性。

2.2实时监控

智能卡调系统通过部署在矿山各关键区域的传感器和监控设备，实现对矿山生产过程的实时监控。系统能够实时采集和分析车辆运行数据、矿石品位数据、生产环境数据等，为生产管理和决策提供准确、及时的信息支持。

2.3自动优化

智能卡调系统通过应用先进的优化算法和人工智能技术，实现生产过程的自动优化。系统能够根据实时数据和历史数据，自动调整生产参数、优化调度计划、提高生产效率和资源利用率。同时，系统还能够对生产过程中的异常情况进行预警和处理，确保生产的安全和稳定。

2.4系统集成

智能卡调系统能够与数字采矿软件系统、自动配矿系统等其他矿山生产管理系统进行无缝集成，实现数据的共享和交换。通过统一的数据平台和管理界面，矿山企业可以更加方便地进行生产管理和决策分析。

3.生产执行系统

3.1生产计划管理

生产计划管理模块负责制定矿山生产计划，并根据市场需求、资源状况、设备能力等因素进行调整和优化。通过数字化智能矿山系统的支持，生产计划管理能够实现对矿石开采、运输、加工等生产环节的精确控制和优化，提高生产效率和资源利用率。

3.2生产调度

生产调度模块负责根据生产计划，智能调度矿山生产资源，包括人员、设备、车辆等。通过集成智能卡调系统，生产调度能够实现对车辆、设备的实时监控和智能调度，确保生产过程的连续性和高效性。同时，生产调度还能够根据实时数据和历史数据，对生产过程中的异常情况进行预警和处理，确保生产的安全和稳定。

3.3生产监控

生产监控模块负责对矿山生产过程进行实时监控，包括生产现场的视频监控、设备运行状态的监测、生产数据的实时采集和分析等。通过数字化智能矿山系统的支持，生产监控能够实现对生产过程的全面监控和管理，及时发现和解决生产中的问题，提高生产效率和产品质量。

3.4生产统计

生产统计模块负责对矿山生产过程中的数据进行统计和分析，包括生产量、品位、成本等指标的统计和分析。通过数字化智能矿山系统的支持，生产统计能够实现对生产数据的快速、准确处理和分析，为生产管理和决策提供有力的数据支持。

结语：

通过集成应用这些先进的数字化智能矿山系统，矿山企业可以实现对生产过程的全面监控和管理，提高生产效率、降低生产成本、确保生产安全，并最大限度地利用资源。这不仅有助于提升矿山企业的经济效益和竞争力，还有助于推动整个矿业行业的转型升级和可持续发展。

参考文献：

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[2]陈峤鹰.数字化智慧矿山系统的研究与应用[J].煤矿机械,2021,42(9):198-201.

[3]李金锋,于骞翔.江西宜春钽铌矿数字化智能矿山建设与成果[J].有色金属(矿山部分),2021,73(6):42-45，53.