金属矿山数字化技术及应用.ppt

,金属矿山数字化技术及应用,胡乃联北京科技大学,报告内容,,1.数字矿山（DM）简介,,2.国外矿山数字化概况,,3.数字矿山技术应用实例,,5.矿山数字化的几点思考,,4.我国矿山的数字化问题,数字矿山（DigitalMine，DM）是数字地球（DigitalEarth，DE）的理念、原理及技术在矿山领域中的具体应用和延伸。数字矿山的开发和应用既有与数字地球相似的地方，又有其本身的特点，所以研究数字矿山首先要理解数字地球。,1.数字矿山简介-概念,美国副总统戈尔于1998年最先提出“数字地球”的概念。从本质上说，“数字地球”不是一个孤立的项目，而是一项整体性的、导向性的国家战略目标。“数字地球”包括3个重要的组成部分信息的获取、信息的处理、信息的应用。,1.数字矿山简介-概念,数字地球的构想戈尔在数字地球二十一世纪认识地球的方式中，以一种科幻的方式将数字地球表述为设想一个小孩来到数字地球陈列室，当她戴上“头盔显示器”，她将看到就象是出现在空中的地球。使用“数据手套”，她开始放大景物，伴随越来越高的分辨率，她会看到大洲，随之是区域、国家、城市、最后是房屋、树木以及其它各种自然和人造物体。,1.数字矿山简介-概念,在发现自己特别感兴趣的某地块时，她可乘上“魔毯”，即地面三维图像显示去深入查看。使用“声音识别装置”，小孩还可以询问有关土地覆盖、植物和动物种类的分布、实时的气候、道路、等方面的信息。她不仅可以跨越不同的空间，也可以在时间线上奔驰。为了去参观卢浮宫，她先在巴黎作了一番虚拟旅游之后，她可以回到过去，了解法国历史。这条时间线可伸回很远，从数日、数年、数世纪甚至到地质纪元，去了解恐龙的情况。,1.数字矿山简介-概念,“显然，这不是一个政府机构，一个产业或一个研究单位能担负起的事业”。这就使得数字地球这一目标的实现成为一种政府行为，一种综合国力的竞争，一种发展机遇的争夺战。从本质上说，“数字地球”不是一个孤立的项目，而是一项整体性的、导向性的国家战略目标。,1.数字矿山简介-概念,“显然，这不是一个政府机构，一个产业或一个研究单位能担负起的事业”。这就使得数字地球这一目标的实现成为一种政府行为，一种综合国力的竞争，一种发展机遇的争夺战。从本质上说，“数字地球”不是一个孤立的项目，而是一项整体性的、导向性的国家战略目标。,1.数字矿山简介-概念,数字矿山是数字地球理念及技术在矿山勘探、开发及矿山管理中的具体应用，是一种未来矿山的崭新体系。学术界对数字矿山给予很大期望，数字矿山被赋予了神圣的使命“构建数字矿山，以信息化、自动化和智能化带动采矿业的改造与发展，开创安全、高效、绿色和可持续的矿业发展新模式，是中国矿业生存与发展的必由之路”。,1.数字矿山简介-概念,1.数字矿山简介-概念,综合矿业发达国家矿山信息化建设不同的战略设想，以及不同学者对数字矿山概念的表达，对数字矿山的概念可以表述为几个不同的层次矿山数字化信息系统远程遥控和自动化采矿,1.数字矿山简介-内涵,在矿业发达国家矿山，信息技术的应用已相当普及。二十世纪后20年，这些国家信息化的重点已经转移到地下矿山生产过程自动化，实现远程遥控和自动化操作方面。其主要是因为1提高劳动生产率，降低成本的需要；2开采贫矿和深部矿床的需要；3改善矿工安全和健康状况的需要。,1.数字矿山简介-特征,1矿山作为劳动对象不断变化的生产企业，必须全面采用现代信息技术，实现矿山勘测、规划、设计数字化，技术与生产过程数字化，经营管理与决策过程数字化，最终体现为矿山的高度信息化、自动化、智能化。,只有这样，才能真正做到高效、安全、低成本生产，并且使矿产资源开发与生态、环境保护相协调。,1.数字矿山简介-特征,2构建数字矿山的最大技术难点在于其作业对象的不确定性，很难进行精确的量测与控制。,矿床开采是一个复杂、多变、信息隐蔽、难以预测的巨型系统，因此，从信息采集、传输、处理、集成、显示到应用于生产过程，涉及领域非常广泛，需要多学科交叉、创新、积累。,1.数字矿山简介-特征,3构建数字矿山，将彻底改变现有的矿山生产工艺，也将更有利于深部开采和贫矿开采。,数字矿山是矿业发展的目标和方向，而不是一项具体的工程。,1.数字矿山简介-理论基础,数字矿山建设的理论基础系统工程学和信息工程学；数字地质学及岩石力学理论；现代采矿学；机械工程学、机器人与自动化理论；无线电通信理论、空间信息理论；自动定位与导航理论;检测监控理论;工程管理科学、运筹学与控制论。,报告内容,,1.数字矿山（DM）简介,,2.国外矿山数字化概况,,3.数字矿山技术应用实例,,5.矿山数字化的几点思考,,4.我国矿山的数字化问题,2.国外矿山数字化概况,矿业发达国家的矿山数字化主要从开采过程的自动化、智能化入手，以求最大限度的改善矿工的劳动条件，提高采矿效率。数字化技术在凿岩、装药爆破、撬毛支护、装载运输等作业均有成功的应用。,2.国外矿山数字化概况,2.1凿岩作业开始是从井下硐室或工作间控制台车工作。现在，从地面遥控的自动化凿岩已经实现，并且在试验矿山生产中得到应用。可以连续自动完成掘进工作面一个循环的炮孔或深孔采矿工作面一排扇形炮孔的凿岩。凿岩精度得到提高，工时利用显著增加，操作人员大幅减少。但设备移动就位和维修仍需工人下井直接干预。,2.国外矿山数字化概况,2.2装药和爆破加拿大的Inco公司预定研制电子雷管起爆系统与可重复泵送、可变密度、可变能量的散状乳化炸药装药系统。根据凿岩时提供的岩石性质数据，能在不同炮孔装填不同密度、不同装药结构的炸药。这一项目遇到不少困难，但研究工作仍在接续进行。芬兰的智能矿山计划也有类似的设想，但尚未见实质性报道。,2.国外矿山数字化概况,2.3撬毛和支护撬毛和支护虽然也是危险性较大的作业，但有关这些作业自动化的信息报道很少。美国俄亥俄州的MasterBuildesInc.在研制一种砼自动化喷射衬砌设备；芬兰智能矿山计划中有喷射混凝土作业自动化的设想，但未见实质性报道。,2.国外矿山数字化概况,2.4装载和运输LHDLoad-Haul-Dump自动化发展较快，应用也较为广泛，可分为三个阶段第一阶段，铲斗装、卸载须从地面遥控操作，从工作面到矿石溜井的运行为自动化；第二阶段，除铲斗装载地面遥控操作外，其它操作为自动化模式；第三阶段，全自动化操作，该设备由卡特皮勒在澳大利亚的子公司研制成功，称为“灵巧的装载机”，已经进入商业化阶段。,2.国外矿山数字化概况,自动控制出矿,2.国外矿山数字化概况,2.4装载和运输井下机车运输自动化技术已经非常成熟并被广泛应用；与LHD相比，对地下卡车自动化的关注较少，加拿大即将完成50吨无线导向的电动卡车（KirunaK-1050）项目。,2.国外矿山数字化概况,2.5井下通讯和导航井下矿山无线电通信技术已经相当普及，如漏泄同轴电缆、Wi-Fi技术、ZigBee技术等；自动定位和导航系统基本上是移植军事部门的技术，处在继续完善之中。,2.国外矿山数字化概况,2.6国外矿山数字化发展趋势目标整体矿山实现远程遥控和自动化采矿。虽然最近十多年在单项作业方面取得了很大进展，但目前所达到的水平仍处在婴幼期。一些单项作业还有需要克服的技术障碍；自动化设备的维修还要依靠工人下井；实现自动化采矿需要较大的投资。,2.国外矿山数字化概况,2.6国外矿山数字化发展趋势许多矿山面临开采深度增加、开采条件恶化、矿石品位降低和环保标准提高等困境，而远程遥控和自动化采矿技术对摆脱这种困境能发挥重要作用；所以在今后25到30年，这些技术必将逐步发展成熟，并会将矿业带入一个全新的领域。,报告内容,,1.数字矿山（DM）简介,,2.国外矿山数字化概况,,3.数字矿山技术应用实例,,5.矿山数字化的几点思考,,4.我国矿山的数字化问题,3.1加拿大国际镍公司（Inco）3.2瑞典基律纳（Kiruna）铁矿3.3澳大利亚奥林匹克坝铜铀矿3.4智利特尼恩特（ElTeniente）铜矿3.5芬兰奥托昆普（Otokumpu）公司3.6南非芬斯Finsch金刚石矿,3.数字矿山技术应用实例,◇加拿大国际镍公司（Inco）,3.数字矿山技术应用实例,3.1加拿大国际镍公司,加拿大国际镍公司（Inco）发展远程遥控和自动化采矿技术的先行者1982年，将铜崖北矿确定为试验矿山，自动化技术、计算机和激光技术的应用，在那里获得了较大的进展。该矿还创立了“连续采矿系统”（ContinuousMiningSystem，CMS）。,3.1加拿大国际镍公司,1994年，Inco和SadvikTamrock公司、自动化采矿系统公司联合成立一个小组，在斯托比矿分三个阶段实施从地表控制的凿岩自动化试验计划。单孔自动化凿岩一个工作面的自动化凿岩多个工作面的自动化凿岩,3.1加拿大国际镍公司,1996年，Inco、SadvikTamrock、诺贝尔公司和加拿大矿物与能源技术中心组成联合体，实施为期5年的采矿自动化计划（MAP），投资2700万美元，在铜崖北矿175矿体进行试验。其基本思路是地面工作站的操作人员依靠无线电和遥控技术操纵地下深处的设备，使整个矿山进行生产。,3.1加拿大国际镍公司,其技术组成包括先进的地下移动计算机网络地下定位和导航系统采矿过程监控和控制软件系统适合远程遥控采矿的特殊采矿方法先进的采矿设备到2000年11月，除遥控装药技术外，MAP的技术目标均已达到。,3.1加拿大国际镍公司,1宽带通信系统Inco和IBM在90年代初已开发成功先进的移动计算机网络，具有高容量（2.4GHz）的网络主干。在每个中段设2.4GHz容量的无线电传送器（RadioCell）或分布式天线中继器（DistributedAntennaTranslator）；在工作面以漏泄同轴电缆与计算机网络相连，即可在地表和矿井下1200m范围内传输数字、音频和视频信息。通过此宽带通信系统能从地表操纵多台井下采矿设备。,3.1加拿大国际镍公司,2定位与导航由于GPS不适用于井下，Inco移植军事部门的技术，采用环形-激光-陀螺仪和加速仪测量系统，开发成功了地下定位系统，能够在采矿允许误差范围内使移动设备实时定位。陀螺仪和加速仪构成一个复杂的系统，结合机载计算机可生成准确的地理位置图像，激光扫描仪可提供输入计算机系统的用于确定设备在矿图上位置的数据。操作者便可据此使设备准确定位并从地面进行遥控操作。,3.1加拿大国际镍公司,3掘进凿岩SadvikTamrock公司的DataMini是1000V电液驱动的双臂凿岩台车。依靠装在台车上的四个摄像头，操作者可从地面遥控其运行、就位、凿岩、退钎。设在地面的计算机系统，指导台车凿岩的炮孔位置、角度和深度，从台车收集炮孔角度、方向、深度、钻进时间、炮孔移位等数据。该台车采用5m长的钎杆可自动钻凿孔径为48mm的炮孔，钻进速度2m/min。研制这一台车时最大的技术难点是在不更换钎头的条件下，凿完一个掌子面的77个炮孔。,3.1加拿大国际镍公司,4采矿凿岩DataSolo是1000V电液驱动的深孔凿岩台车，其数据传输和自动操作系统同上。此台车可在360范围内自动钻凿直径100mm、下向孔深55m、上向孔深40m的深孔。这台设备的技术难点在于如何将大量岩粉移到台车后部，以便其他设备将其运走。,3.1加拿大国际镍公司,5装药和爆破诺贝尔公司为MAP提供了两个爆破系统采用微型芯片技术的电子起爆系统，包括电子雷管、遥控爆破器和爆破软件。散装、可重复泵送、可变密度、可变能量的乳化炸药装药系统。需要完善的技术遥控寻找和确定炮孔；遥控清理炮孔；制作起爆药包并装在炮孔内；遥控连接雷管脚线。,3.1加拿大国际镍公司,6铲运机SadvikTamrock公司的ToroT450D型铲运机是铲斗容积为5.4m3的遥控柴油铲运机，具有采用光缆系统和遥控操作选择的自动导向功能。Inco已在其生产矿山使用此类设备数年，出矿数百万吨。,3.1加拿大国际镍公司,7采矿生产系统（MOS）采矿生产系统是一个遥控采矿过程的监控系统，它负责捕捉、处理遥控采矿过程的信息，为工程设计、管理、遥控操作、维修提供支持，并通过内部网为个人提供服务。依据实时过程信息，可对每一生产操作工序做出决策，修订工作计划，安排维修和服务计划，部署设备并检查其状态，对生产过程实行连续的实时监控。,3.1加拿大国际镍公司,8实施MAP的效果过去需要16名凿岩工和10名维修人员采用5台潜孔钻机完成的工作量，现在只需要6名操作人员、6名维修人员采用3台TamrockSolo1060钻机就可完成。在装、卸载远程遥控、运行自动化的情况下，LHD的利用工时从过去每天的15小时增加到现在的20小时。工作循环从现在的24小时一个循环提高到三个循环。采矿劳动生产率可从现在的3350t/人年提高到6350t/人年。,◇瑞典基律纳（Kiruna）铁矿,3.数字矿山技术应用实例,3.2瑞典基律纳铁矿,基律纳铁矿位于瑞典北极圈内的基律纳市，矿山距挪威的纳尔维克港168km,矿产品通过该港销往欧洲各国和世界各地。基律纳是瑞典北方的最大城市，位于北极圈以北145千米北纬67.8度，人口不足5万人。基律纳铁矿是瑞典LKAB公司的主要矿山，也是世界上规模最大的地下开采的铁矿，2008年生产规模达到了到2750万吨。,3.2瑞典基律纳铁矿,3.2瑞典基律纳铁矿,基律纳铁矿开拓系统示意图,3.2瑞典基律纳铁矿,出生产规模大以外，基律纳铁矿最大特点是阶段高，正在生产的1045水平为275米，正在开拓的1365水平为320米；分段高，目前的分段高度为28.530米；自动化程度高，提升运输早在上世纪末就完全实现了自动化，目前，大部分区域的凿岩、出矿作业也以实现自动化。,3.2瑞典基律纳铁矿,在自动化出矿方面，Kiruna铁矿经历了多年曲折的试验。一开始铲运机采用视距外远程作业，即操作员用一台配带于胸部的控制装置控制铲运机进行装载。装载完成后，遥控将铲运机从矿堆移出。操作员再回到驾驶室，手动将铲运机开往卸载点。卸载完成，操作员再把它开回到刚才的装载点。这样做尽管达到了操作员不进入危险区域的目的，但在不遵守安全程序时，还是会发生事故。,3.2瑞典基律纳铁矿,1986年开始进行自动铲运机的测试，总共分了两个阶段，最初装备了一台Toro501E铲运机，在巷道中安装了电子导航线，铲运机装载完成后，控制器自动导航控制铲运机运行至卸载点卸载。试验表明导航效果比较理想，但是受导引系统限制，速度提升困难。后来探索采用斗容25t的TORO2500E提升单台设备能力去提升运输能力。,3.2瑞典基律纳铁矿,1995年安装了改进的装载电控系统，开发了防止铲运机互相碰撞的交通控制系统和导航系统。后来又使用激光雷达探测墙壁的距离和铲运机在巷道中的准确位置，并通过数据库给铲运机提供空间信息，发出移动指令向左、向右、前进、后退、稳定速度、加速或刹车，这些技术的采用保证了在一个分段顺利实现三台铲运机的同时运行。,3.2瑞典基律纳铁矿,尽管自动化铲运机有很大的优势，如不怕炮烟、不用休息、连续工作等。但有许多不利因素，自动化区域运行的铲运机需要更光滑的巷道底板和大量的辅助装备，所以成本要高于人工操作采场，并且需要在自动区域设置红外探测器和安全门防止人员闯入。,3.2瑞典基律纳铁矿,Kiruna铁矿08年产铁矿石2750万吨，员工大约1800人，其中有400人从事井下工作，主要从事掘进、凿岩、出矿及维修。其他人员为选矿、球团等地表人员。由于井下作业，如凿岩、部分自动化铲运机、运输、提升系统等基本实现了遥控和无人驾驶，人员逐步向维护和地表发展。按照年产2750万吨铁矿石，400人计算，人均劳动生产率6.875万吨/年，居世界前列。,◇澳大利亚奥林匹克坝铜铀矿（OlympicDam）,3.数字矿山技术应用实例,3.3奥林匹克坝铜铀矿,澳大利亚奥林匹克坝铜铀矿－世界上最大的充填法矿山奥林匹克坝铜铀矿是BHPBilliton的全资子公司。矿区内探明矿石储量20亿吨，平均含铀0.051％，铜1.6％，金0.68g/t。由此计算矿床的金属储量分别是铀100万吨，铜3200万吨，金1200吨，该矿床是一个铜-铀-金-铁-稀土元素综合矿床。,3.3奥林匹克坝铜铀矿,1997年开始进行自动化LHD项目研究。1999年，将MINEGEM系统装在Caterpillar公司的ElphinstoneR2900型LHD上，控制中心设在地表，通信采用光纤和微波无线电网络。2001年正式开始生产试验，但试验并不顺利。2003年底，经过多次失败和改进，才实现了由一名操作者从地表控制中心同时遥控操纵两台LHD和一台装在卸矿点的碎石机。,3.3奥林匹克坝铜铀矿,为了稳定并进一步提高生产率，需研究解决遥控处理放矿点大块的方法；道路的建设和维护；更大的燃料油和润滑油箱；“聪明的”自动化装载。Caterpillar公司根据露天装载机自动装载装置Autodig的概念，研制的“智能装载机”（smartloader）已经商业化。,◇智利特尼恩特（ElTeniente）铜矿,3.数字矿山技术应用实例,3.4特尼恩特铜矿,智利特尼恩特（ElTeniente）铜矿，又译埃尔特尼恩特铜矿，地质储量40亿吨，铜储量6776万吨，伴生有金、银、钼。智利全国第二大、世界上最大的地下矿山，日出矿量达10万吨，全部采用自然崩落法。在自动铲运机出矿方面颇具特色。,3.4特尼恩特铜矿,利用SadvikTamrock公司的AutoMine系统在两个采区实现了半自动化出矿。其中一个采区布置有15条出矿巷道，188个装矿点。控制室设在地表，距生产区约15Km。LHD装载为远程遥控操作，运行和卸载由机载计算机控制自动操作。,3.4特尼恩特铜矿,AutoMine系统包括以下子系统任务控制系统（MissionControlSystem，MCS）负责操作、生产计划和功能性的管理与控制，同时为外部系统如生产控制和管理系统、维修控制和管理系统提供界面，是一个以管理控制和数据采集为目标的系统。操作站（OperatorStation）为操作者提供控制界面。,3.4特尼恩特铜矿,控制室有两人工作，一人负责操纵3台LHD，另一人负责生产计划和协调。控制室的操作人员随时可将LHD在线转至遥控等待、自动或遥控操作状态，而无需停车。通行控制系统（AccessControlSystem，ACS。管理自行设备和人员进入自动化作业区。,3.4特尼恩特铜矿,目前出矿口二次破碎、出矿口取样、生产基础设施维修、材料运送等仍需人工完成。一旦LHD发生故障，MCS会及时通知控制室和维修硐室，该LHD便停止执行任务，准备转为手动操作，其它LHD将不会再进入此故障通道。ACS则启动关闭系统同时打开具有红外隔栏的安全通道，以便维修人员进入，而不停止其它出矿巷道LHD的作业。,3.4特尼恩特铜矿,ACS关闭系统还包括光学隔栏，一旦发现有人进入隔离区，便停止LHD的作业。地下无线通信系统在控制室和设备之间传输数据、音频、视频信息。半自动化LHD，远程遥控装载，自动运行和卸载，然后根据指令返回原装载点或驶往别的装载点。,3.4特尼恩特铜矿,在LHD运行过程中，MCS控制其路径，并将LHD的状态、位置及方向实时传送到系统中。当LHD运行至卸矿站时，喷雾装置自动启动。如果格筛处的碎石机正在工作，或碎矿仓料位已很高，则LHD不会卸载。LHD加燃料和润滑油按MCS指令在采区东南角由维修人员完成。,◇芬兰奥托昆普（Otokumpu）公司,3.数字矿山技术应用实例,3.5芬兰奥托昆普公司,芬兰奥托昆普公司（Otokumpu）世界四大不锈钢生产商之一。19921996年，奥托昆普公司曾与Tamrock、赫尔辛基大学等单位合作，完成了一个智能矿山计划，其主要目的是建设一个实时控制的、自动化的、高技术矿山。该计划由28项相互联系的课题组成，包括掘进和生产的凿岩、装载、运输、提升、支护以及破碎、通信、数据传输系统、安全、人员培训等内容。,3.5芬兰奥托昆普公司,1997初年又决定启动智能矿山实施计划，它是智能矿山计划的延续，其目的是对智能矿山计划中研制完成的设备和系统在试验矿山进一步试验和完善。该计划的成果是使智能矿山成为现实，并使研制开发的设备和系统商业化，向国际采矿界展示这些研究成果。,3.5芬兰奥托昆普公司,智能矿山的中枢是分布全矿的、快速、高性能的双向通信网络，矿山所有设备和工作场所均与此网络相连。该网络将设备、生产场所传来的信息，实时传输给生产管理系统和计算机系统。,3.5芬兰奥托昆普公司,生产管理系统由下列各部分组成矿山设计系统，包括一些商业化的计算机软件；生产计划系统，包括矿山3D设计图；维修管理系统；状态实时监控和故障诊断；设备远程遥控；全矿各项活动数据库。,3.5芬兰奥托昆普公司,试验矿山选择在芬兰的凯米（Kemi）铬矿，该矿是奥托昆普不锈钢生产链上的重要组成部分。凯米铬矿原系露天开采，1999年开始转入坑内建设，2003年开始坑内正式生产，2008年露天矿闭坑前，达到270万t/a的设计能力。由于需周密研究转入坑内生产后适合的采矿方法等原因，上述试验计划已延缓。,◇南非芬斯（Finsch）金刚石矿,3.数字矿山技术应用实例,3.6南非芬斯金刚石矿,南非芬斯Finsch金刚石矿，储量11300万克拉，2005年的矿石处理量600万吨，金刚石产量220万克拉。该矿块段4采用自然崩落法，在630m生产水平布置有11条出矿巷道，302个放矿点，出矿采用5.4m3Toro007型半自动LHD和50tToro50D型全自动卡车。Sadvik采矿和建设公司是矿石运输统解决方案的系统集成者和合作伙伴。,3.6南非芬斯金刚石矿,该矿的自动化采矿由6个子系统组成。崩落管理系统（CavingManagementSystem，CMS）根据切割工作面的位置和放矿漏斗开凿计划，向生产控制系统提供包括日出矿量及放矿点放矿优先次序的放矿指令，同时接收上一班生产信息，以便计算每一个放矿点下一班需要放出的数量，从而达到有效控制放矿的目的。,3.6南非芬斯金刚石矿,生产控制系统ProductioncontrolSysytem，PCS，安排和管理每班的生产。任务控制系统MissionControlSystem，MCS，控制生产执行情况，将PCS传来的生产任务指令分发给每一台设备，并监控车队生产状态。操作站（OperatorStation），位于地面中央控制室，负责遥控LHD的装载。,3.6南非芬斯金刚石矿,通行控制系统（AccessControlSystem，ACS），负责隔离的自动化作业区的通行控制，装备有带锁的安全门、警戒牌、指示灯以及防止设备意外闯入的光电管和安全天线等。监督控制和数据采集系统，主要功能是将矿仓料位和其中矿石数量、破碎机开停状态和矿仓可继续容纳矿石量、破碎机累计排出矿石数量等数据提供给MCS。,报告内容,,1.数字矿山（DM）简介,,2.国外矿山数字化概况,,3.数字矿山技术应用实例,,5.矿山数字化的几点思考,,4.我国矿山的数字化问题,4.我国矿山的数字化问题,我国矿山数字化建设与国外有着显著的不同1起步较晚2由于信息技术的迅猛发展，使矿山企业，尤其是现代矿山企业直接面对了信息技术发展的前沿技术和最新的管理理念3但这些先进的技术和理念与矿山企业的融合却成为了最大的瓶颈,4.我国矿山的数字化问题,4硬件系统、自动控制系统、网络系统等可以快速与国际接轨5软件系统、系统集成与规划、管理理念的提升与管理过程的规范化则需要补课6所有这些造成了国内矿山数字化建设内容复杂，架构庞大，规划相对困难,4.我国矿山的数字化问题,由此可见，我国的矿山数字化包括如下内容4.1地质资源数字化4.2设计计划最优化4.3生产过程自动化4.4经营管理协同化4.5决策支持智能化,开采对象数字化,开采方式数字化,开采过程数字化,经营过程数字化,决策过程数字化,,,,,,4.1地质资源数字化,矿产资源是矿山企业的加工对象，是矿山一切工作的基础。矿山只有全面掌握加工对象的形态、数量、质量等信息，才能安全、高效的组织生产。因此，建立数字矿山，必须首先实现矿床的数字化、可视化。地质资源的数字化内容主要有,4.1地质资源数字化,地质数据库的建立与更新矿床模型的建立与三维可视化资源/储量计算与品位估计矿山地矿工程三维可视化矿山岩石力学特性的数字化除第5项外，以上工作均可由比较成熟的、已经商品化的矿业软件完成。目前，应用较广的矿业软件有,4.1地质资源数字化,Datamine（英国）Mintec（美国）Surpac（澳大利亚）MicroMine（澳大利亚）MapGis（武汉中地数码科技有限公司）3DMine（北京三地曼公司）D-Mine（长沙迪迈信息科技有限公司）其它,4.2设计计划最优化,地质资源可视化只完成了加工对象的数字化问题如果没有实时更新的基础数据，它只能是静态的可视化矿床模型如果没有充分利用所建立的数字矿床模型，那么它就成为了局部范围内使用的孤岛信息数字化后的地质资源信息需要用于矿山的生产实际,建立在地质资源数字化基础上的设计计划最优化,,4.2设计计划最优化,设计计划最优化的主要内容开采方案的最优化与可视化仿真开采设计的数字化与最优化生产规划、中长期计划优化及可视化展示生产作业计划的动态、可视化生产能力最优配比与矿石质量均衡,4.2设计计划最优化,设计计划最优化的实现工具矿业软件及相应的内嵌开发工具基础数字化的地质资源信息方法优化理论与方法过程建立数学模型进行优化特征交互性、滚动式、可视化、自我学习目标矿山所有资源地质资源、人、财、物的最优配比,4.3生产过程自动化,矿山企业生产过程的自动化、数字化不同于一般的制造企业，特别是分布于不同中段的采掘生产，由于作业地点分散、作业过程不连续、作业条件恶劣等原因，完全实现自动化、数字化难度较大。根据我国矿山目前的装备水平和管理现状，生产过程数字化、自动化的内容主要包括,4.3生产过程自动化,4.4经营管理协同化,矿山的生产是个多业务协同的过程这种协同不仅是业务内容上的协同，同时也是时间和空间上的协同目前国内多数的矿山在业务的协同管理上存在着很大的差距目前被普遍认知的“信息孤岛”正是业务协同管理意识欠缺所产生的表象业务协同的关键在于业务流程优化与信息资源规划IRP,4.4经营管理协同化,经营管理数字化、协同化以成本分析与控制为核心进行规划。主要包括全面预算管理、材料消耗管理、人力资源管理、全员目标管理、成本分析控制等几个方面的内容。目前许多矿山都在进行管理信息系统（MIS）、企业资源规划（ERP）、办公自动化（OA）系统的建设与实施，由于系统性较差，离经营管理数字化、网络化还有一段距离。,4.5决策支持智能化,数字化的最终目的，是为各级管理人员提供所需要的决策支持这种支持不仅仅是数据的罗列，更重要的是基础数据经过加后形成的具有表现能力的数据分析集，结合矿山的各种数字化建设内容所形成的画面、实时模拟图、地质资源展示等，综合显示于展示平台中，用直观、简洁、综合性的方式为各级管理人员提供所需的矿山生产经营状况,4.5决策支持智能化,决策支持智能化的主要内容数据仓库的建立与内容更新生产过程的实时监控生产经营过程的综合查询企业经营诊断与经济活动分析信息综合服务与决策支持,4.5决策支持智能化,决策支持智能化的实现前提与基础基于业务协同的生产经营管理系统积累了大量的、实时的基础数据工具与手段建立决策支持系统，实现联机分析展示方式一体化的信息综合服务平台实现过程数据仓库与数据挖掘、数学模型信息表象与特征根据不同的管理需求形成不同综合程度的数据分析结果突出特点决策支持能力；多样化表现形式；分级授权,报告内容,,1.数字矿山（DM）简介,,2.国外矿山数字化概况,,3.数字矿山技术应用实例,,5.矿山数字化的几点思考,,4.我国矿山的数字化问题,5.矿山数字化的几点思考,在一些矿业发达国家，矿山自动化、数字化建设已经成为一种必然；我国一些装备水平较高的矿山，自动化、数字化建设也已成为一种自觉行动；一些矿山企业建设数字矿山的积极性较高，但在认识上还存在差距，急于求成、重硬件、轻软件的现象普遍存在。,5.矿山数字化的几点思考,在信息技术领域，矿山技术力量相对薄弱，既懂管理又懂信息技术的复合型人才缺乏，单靠矿山自己的力量来建设数字矿山比较困难；一些高等院校、科研院所开展这方面的工作较早，也取得了一些研究成果，但由于偏重于理论研究，实用性差，成果缺乏系统性，应用效果不好。,5.矿山数字化的几点思考,数字矿山建设没有统一的标准和模式，随着现代信息技术、自动化技术的发展进步而变化。从某种意义上讲，数字矿山建设不是一项具体的工程，而是一个目标。数字化矿山的建设可以依层次循序渐进，也可以采用选择重点逐步扩大或跨越式发展方式，其终极目标是实现矿山真正安全、高效、经济开采。,5.矿山数字化的几点思考,用信息技术改造传统产业，矿山相对落后，这是矿山企业的生产经营特点决定的。分析研究少数先行者的经验，对于我国矿山，从地质资源数字化入手，开发生产信息管理系统，构建生产调度指挥和安全生产监测系统，逐步向数字化矿山方向发展，可能是更为有效的途径。,报告内容,,1.数字矿山（DM）简介,,2.国外矿山数字化概况,,3.数字矿山技术应用实例,,5.矿山数字化的几点思考,,4.我国矿山的数字化问题,,,金属矿山数字化漫谈,谢谢2010年4月,