露天矿绿色智能矿山系统建设研究

露天矿绿色智能矿山系统建设研究

高雷

辽宁东安安全技术咨询服务有限公司 

辽宁沈阳 邮编110000

摘要：当下，国内外有关绿色矿山建设的研究资料以机器智能化与绿色开采两方面为主，在实际生产中的应用也在快速更新。赵威等学者利用三山岛金矿的自然现状，提出“过程控制+经营决策+绿色矿山理念”的设计架构，进一步形成适宜的智能绿色矿山建设体系，增加了矿产资源的高效开发与利用，促进智能矿山的发展；魏东以酒钢西沟矿为例，从矿区生态环境治理、节能减排、科技创新与智能矿山等方面进行绿色矿山建设，引进5G+互联网、大数据和物联网等新型自动化技术，进行矿山企业与自动化技术的“两化融合”，推进智能矿山的建设。本次研究以环保智能矿山为主题，依托于平阴山山水水泥有限公司，围绕“一个中心、两个平台、多个系统”的方案，将绿色环保理念融入矿山开采当中，通过数字智能化的手段来引导资源开采走向低污染，希望在未来智能化矿山绿色开采领域有一定的研究意义。

关键词：露天矿；绿色；智能矿山

1. 绿色环保智能矿山总体架构设计

系统采用Spring Boot+VUE的开发框架，实现系统的分布式部署、负载均衡、前后端分离、高安全性、数据快速读取、网页自由绘制。系统能够进行快速部署开发和平滑系统扩展，采用非关系型数据（Redis）和关系型数据库（Mysql）结合实现，集成各种数据标准协议接口，对采矿生产的历史数据、实时数据、地理空间数据、地质勘测数据进行统一的存储、统计、管理。

建立应用服务层，系统提供Restful规范标准接口，方便同其他信息系统进行数据交互；实际应用展示，主要是智能管控平台（生产执行系统），包括PC端和手机端，该系统采用自主研发自有知识产权的数字矿山管理平台，平台集成了报表引擎、审批工作流、预警服务等功能，对采矿生产、设备、资源储量等进行科学化的管理。数字采矿软件平台，采用国际先进的数字采矿软件，在矿体模型建立、境界优化、储量计算方面处于行业领先地位。数据层，通过通用采集程序，对各个通讯模块的通讯状态进行监控，采集实时数据，建立数据中心平台，对数据进行存储、处理、统计、分析、发布，并负责同其他系统进行数据通讯及各种事件的触发和交互。

2. 建设内容

针对平阴山水泥有限公司数字化智能矿山建设规划，研究设计了“一个中心、两个平台、多个系统”的方案，以完善平阴山水矿山数字化智能化建设内容，进一步提高信息化建设水平，助力平阴山水打造成国内领先的数字化智能化矿山。一个中心是矿山云数据中心：通过建立矿山云数据中心，用以接收来自不同软件平台、系统、硬件设备及生产管理过程中产生的数据，同时所存储的数据为各个系统平台所应用。两个平台包括：三维可视化管控平台、智能管控软件平台。

（1）三维可视化管控平台。三维可视化管控平台以矿山安全、高效管理为目标，通过将地理信息系统、虚拟现实技术及物联网等技术相结合作为基础，对矿山复杂的生产系统进行精确建模、实时感知、仿真模拟，从而提高日常生产过程中的响应速度。三维可视化管控平台包括三维GIS平台、自动化数据集成、生产过程数据集成、安全管理等多个方面。

（2）智能管控软件平台。智能管控平台是矿山生产及日常管理数字化的一个重要集成；平台通过数字化的手段将生产及管理过程中所需要的设备、工具、物资、能源等结合起来，进行集中的管理。简化企业管理流程，实现管理信息指令智能化传递，大大提高区域管理效率。

（3）多个系统。（1）全天候边坡监测系统：是一套全新智能自动化远程监测系统，通过监测点对坡体多因素变化进行全天候连续监测，实时处理边坡性状变化的特征信息。同时将监控数据上传至云端，利用分析软件处理进行处理，根据实时处理的监控数据进行综合分析，为边坡的灾害发生提供预警。（2）绿色矿山企业自评估系统：绿色矿山企业自评估系统主要供参加遴选绿色矿山建设的企业使用，包含企业用户登录、企业申报、绿色巡检等功能模块。旨在帮助企业自身依据绿色矿山建设规范高标准进行生产转型。该系统中的评价指标分为先决条件和评分表两部分：A.先决条件属于否决项，需全部达到要求否则直接淘汰出局；B.评分表需要企业自身进行自我评价，主要包括：自然环境、生产方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与智能矿山、企业管理与企业形象、企业自评等相关指标。

3. 建设效果与分析

绿色智能矿山充分融合兖州中材建设有限公司在大数据采集和处理、采矿工艺、生产管控、三维展示等方面智能矿山建设经验，具有实际的指导性、具体性与安全性。系统建成以后将达到如下建设效果。

（1）有效支持公司战略落地。保证智能矿山建设与企业的发展战略相融合，为企业战略措施的有效执行提供支持。通过平台化建设、数据集中化建设、应用协同化建设将采矿资源管理、优化调度与生产管控系统、三维展示平台全面融合，杜绝了信息孤岛现象，同时，通过建立大数据平台，把露天矿山企业原有的信息系统以数据的形式进行有效的融合和管理，避免了系统的冗余和重复建设。

（2）增强高效的管控能力、支持重点业务管理改进。大幅提升企业管理水平和业务运作效率，确保智能矿山建设与业务需求高度吻合，有效支持矿山绿色、环保、快速的发展，为大型企业的信息系统建设提供平台支撑，并可以支持源代码级的高度定制化开发任务，因此为企业后续各类开发工作提供了无限制的技术支持。建立高效的生产管控与治理模式，提高效率，帮助企业建立科学的生产管控机制和运营管理方法，有效提高企业的生产管理效率。

（3）提供可靠依据。保证生产和经营数据准确性，加快信息传递效率，为管理者的决策提供数据支撑。利用人工智能技术帮助矿区建立有效的矿山实时监测平台，可通过收集的数据支撑政府决策，使用户能够高效的处理矿山数据。矿山数据内容涵盖矿山资源、开采、运输、破碎的整个生产过程，矿山数据中心将矿山生产过程中的各项数据进行标准化建设，通过统一的硬件与软件实现矿山各系统之间的数据共享及数据交互，实现监测数据的稳定性，为绿色生态建设提供安全可靠的数据基础。

4. 结论

未来在“双碳”背景下，中国矿业急需进行系统性的战略调整，绿色环保智能矿山建设以绿色开采为理念，以高新技术为手段，实现国家产业政策的发展要求，推进矿山可持续性发展，践行“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念。同时在露天矿绿色智能矿山化建设方面，虽然取得一些成果，但仍存在很多不足需要在下一步中继续努力：按照国家政策，全面推广应用智能化技术，达到智能化在矿业领域大范围应用；智能产品更新换代迅速，加快智能矿山技术的研发力度，不断进行技术的更新与创新。

参考文献

[1] 赵亚东.补连塔煤矿建设绿色、高效、智能矿井——国能神东煤炭集团补连塔煤矿智能矿山建设经验[J].智能矿山,2022,3（01）:26-33.

[2] 玉洁.中国矿山行业矿用装备进入“绿色+智能”时代[J].中国有色金属,2018（13）:21-22.

[3] 田学春,葛峰,王正强.“十四五”中国煤矿智能化绿色开采前景展望[C]//第十八届中国科学家论坛论文集.[出版者不详],2021:8-10.