一、我国智能矿山的发展现状

  从上世纪 90 年代开始，我国开展了自动化、数字化、自动化采矿相关的研究工作，对智能化矿山进行了初步设计和建设。近年来，我国以早期自动化采矿成果为基础，从国家层面和企业层面，全面推进矿山智能化战略。

目前，我国智能矿山建设已经初具规模，数字化、信息化和智能化技术的大量应用显著提升了矿山技术设备、生产控制、安全管理和经营管理的综合水平，促进了矿业的科学发展。

  目前与矿业发达国家相比，我国矿山智能化建设在国家政策引导和企业面临的生产安全压力双重作用下，智能化建设的积极性普遍很高，出现了一大批示范项目、示范矿山，在 5G 技术的广泛应用、井下电机车无人驾驶、选矿自动化等领域已经达到了国际先进水平。但是，由于我国的工业化进程尚未完成，不同矿山之间的装备水平、管理水平差距大，智能化建设难度较大，建设积极性虽然很高，实际效果却仍有提升的空间。

二、智能矿山建设的发展趋势

  目前，国际一流的智能化矿山基本实现了开采环境的数字化，采掘设备的智能化、生产过程的智能化、信息传输网格化以及经济管应信息化为特点的智能开采，全面实现矿山固定设备无人值守、开采过程自动控制和全面信息化管理

(1)加快推进数字化转型，以数字化转型为推动力，推进智能矿山建设

  如云南铜业普朗铜矿，位于云南香格里拉，于 2018 年建成投产，采用自然崩落法采矿。该矿山自设计之初便借鉴融合了国内外先进矿山案例和先进技术，采用先进工艺、先进技术和先进装备，制定了高标准、高起点、高水平的矿山建设方案，使其成为国内首批自顶层设计便全面规划数字化、智能化体系的矿山。/p>

(2)适用于智能开采的采矿工艺变革

  如中金岭南凡口铅锌矿位于广东韶关，是一座大型地下铅锌矿。凡口铅锌矿以国家“863”项目“地下金属矿智能开采技术”为依托，开展了地下金属矿泛在信息采集与井下无线通信、移动设备精确定位与智能导航、智能采矿爆破、生产过程智能控制与调度等有关智能开采中的关键技术难题攻关。凡口铅锌矿机械化无人采矿率达到 83%，在国际同类地下矿山中处于先进水平。

(3)露天开采智能化将以卡车的无人驾驶作为研发和应用重点

  2015 年，铜陵有色金属集团股份有限公司与中国恩菲工程技术有限公司合作开展了“地下矿无人驾驶电机车运输技术”的研发和应用，使冬瓜山铜矿成为国内首家正式应用电机车无人驾驶技术的地下矿山。该系统由智能无人驾驶变频电机车、巷道移动无线通讯系统、电机车自动调度等系统组成，实现远程遥控装矿，自动运行、卸矿。

  西部矿业股份有限公司锡铁山铅锌矿实现了有轨设备无人驾驶、远程装矿、采矿数据集成、智能通风、智能排水等，机车驾驶员减员 80%，矿工和井下值守岗位减员100%，降低了劳动强度，提升了作业效率，保障了本质安全。在岗职工人数由 2015 年底的 898 人，缩减至350 人，在智能管控方面，通过 MES、集中计量、无人计量、能源管理、物资管理等，实现计量、能源相关岗位减员 80%，人工成本累计节约近 5 000 万元。

  2020年 3 月 26 日，中国联通与山东黄金集团三山岛金矿联合打造的“5G+人工智能”应用项目——远程遥控凿岩台车顺利通过测试。DD311 凿岩台车远程遥控系统改造实现了国内对国外凿岩台车控制方式的本质改变，是国内首个成功案例，也是凿岩设备智能化进程的一大跨越。该项目基于无线通讯、视频传输、自动化控制等最新技术，将瑞典山特维克 DD311 凿岩台车大臂液控多路阀及凿岩、推进、旋转液压先导系统改装升级为电液控系统，通过电控信号控制设备大臂及凿岩机等执行机构进行动作。操作人员在地表调度集控室通过专业的遥控操作平台，利用工业环网联通地表遥控操作台和井下设备上的车载控制单元及云台高清变焦摄像头，监视设备运行并进行远程遥控作业。

(4)面向“5G+工业互联网”的智能矿山应用场景

  随着我国科技创新的加快推进，互联网、5G、人工智能、大数据、云计算等新技术与矿业不断交叉融合，大量高新企业将其在行业内的成功经验运用到矿山智能化建设，开启了“互联网+矿业”模式。互联网高新企业的加入为智能矿山的发展注入了新鲜活力，将互联网运营模式引入矿山生产行业，为智能采矿提出了新的解决思路。

(5)数据标准与信息资源规划受到重视

  三山岛金矿规划建设了“一云、一湖、一平台”数据底座，实现集成平台下的数据资源融合管理。在构建统一数据湖的基础上，搭建了具备数据采集、数据治理、数据分析以及业务相结合可视化功能，扩展了以 AI 和数据挖掘能力的 ROMA 平台。通过数据集成总线，将全矿数据采集至大数据平台进行存储、清洗、OLAP 分析、查询服务，与面向大数据的集群协同计算相结合，达到跨数据源的融合计算的目标。

(6)虚拟现实真正进入生产应用

  在我国，安葳鹏、曾伟、王兵建等分别基于虚拟现实技术开发出井下人员培训和矿工安全培训系统。东北大学杨天鸿等开发出一系列矿山虚拟现实系统，用于矿山岩石力学研究、灾害监测与预警以及教学中，取得良好效果。孟永东、徐卫亚等发展了该技术，实现了基于 X3D 技术的边坡工程虚拟现实场景实时动态可视化、虚拟现实场景对象可视化交互式查询，并提出边坡工程中监测数据三维云图实时动态可视化方法。此外，虚拟现实技术还在矿井火灾和瓦斯爆炸、围岩稳定性评价等方面也得到较广泛应用。

(7)生态矿业、绿色矿山将作为智能矿山建设的核心目标之一

  杏山铁矿紧密围绕首钢集团搭建的纵向四级、横向四块的数字化整体框架，从提升地质采矿工作效率、资源利用水平、安全职业卫生等入手，着力打造安全健康和绿色和谐型矿山，并以此为目标形成了基础信息数字化、采矿装备现代化、生产执行可视化、管理控制一体化和决策支持平台化的数字化智能化生产管控体系。

结论

  较为理想的地质条件、高效率的采矿方法和采矿装备、先进的管理理念是智能矿山建设成功的关键。智能矿山建设并非是简单的设备购置和自动化改造，我国地下金属矿山开展智能化建设时，需要充分考虑矿山企业在生产工艺上的差异和企业的个性化需求，在制定智能化建设方案时，有必要统筹考虑装备研发与管理体系、硬件平台和软件应用、单个系统的智能化与整体运营的协同优化等方面的综合问题。

  尽管智能矿山建设是多学科领域技术成果的集成应用，但其建设的成功与否取决于矿山生产工艺与智能化技术的匹配与融合程度。智能矿山建设不仅需要不断吸纳信息技术、自动化技术与人工智能技术的最新成果，还要注重于在开采技术不断发展、资源绿色开发持续推进、安全生产需求不断提升等行业背景下矿山诸多技术需求的有效满足。