地下金属矿山智能化开采综合技术研究

秦超

摘 要：地下金属矿山开采的智能化发展，可以实现现代矿山的高效、安全、低污染开采，有效提高矿山资源的综合利用水平，对推动有色金属行业的振兴具有重要意义。本文基于地下金属矿山开采的智能化技术结构的基础上，探索智能化开采综合技术的实施及其影响因素，为矿产资源的智能化综合利用提供有效参考。

关键词：地下金属矿山；智能化开采；综合技术

中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0178-02

随着我国对矿产资源的不断开发，矿山开采逐步由浅地层开采转为深部开采，传统采矿方式面临着成本高、生产作业危险性高等问题，新型智能化矿产资源开采综合技术的探索，是现代社会发展资源结构逐步拓展与优化的必然性趋势，结合现代地下金属矿山智能化开采技术的概述，积极探索实现地下金属矿山绿色、安全、可持续开采的有效途径。

1 智能化开采综合技术概述

1.1 智能化开采综合结构概述

智能化开采综合技术的拓展，是基于传统采矿技术的基础上，结合计算机自动化系统，综合定位系统等多种现代智能管理系统，实现现代技术资源的综合性整合应用，依据现代金属矿山的采矿工艺，智能化开采综合技术的结构主要包括：信息采集系统、信息交互管理系统以及智能化系统三部分[1]。信息采集与综合通信系统在计算机虚拟平台下实现矿山数字化管理，从而达到数字化与全部开采过程相关的信息资源综合性收集整理；其次，综合智能化开采技术的实现也借助GIS系统建立矿井综合信息管理平台，实现金属矿山信息的信息化、集成化管理，通过GIS系统一方面建立以数据库为中心和基础的信息管理新平台；另一方面，实现内外部信息、功能系统以及过程管理系统的有效集成；最后，人员追踪定位、矿体模型更新、生产自动调度、自动采掘、自动运输、生产环境地下监测与控制、设备监测与监控维护等都达到智能化管理，最终实现矿山多个开采环节的智能化应用[2]。

1.2 智能化开采综合技术实施因素

结合以上对地下金属矿山智能化开采综合技术基本结构的概述，对影响地下金属矿山智能化开采的影响因素总结，主要包括：其一，网络计算机平台的综合性应用，计算机虚拟平台和综合资源的应用是实现智能化开采的必然基础；其二，双向性网络通信技术和通讯渠道的建立，例如：金属矿山资源的综合运用必须具有良好的信息交互平台，保障地下矿产资源开采的信息准确性，确保开采技术应用的准确实现；其三，地下金属矿山智能化开采综合技术资源的综合性实现，必须配备有相应的智能装备以及对应的自动控制技术，将收集的信息和技术人员的操作切实转化为现实生产力。结合以上对地下金属矿山智能化开采综合技术的分析可知，快速准确的信息、稳定可靠的通信网络以及智能装备在矿山的应用等因素缺一不可。

2 地下金属矿山智能化开采综合技术实施的原则

地下金属矿山智能化开采必须以保障生产安全为第一原则，以提高生产效率、保证产品质量、改善劳动条件、提高经济效益为目的，采用行之有效、质量可靠的先进技术和设备。此外，在实施地下金属矿山智能开采应同时遵循以下原则：（1）经济实用性原则。在设计智能化开采系统的时候，要仔细分析矿山的各个采矿工段是否具备采用智能化方式进行开采的条件，要针对不同的采矿环境采用人工采矿或智能采矿的方式，在确保安全的情况下，寻找最佳经济效益的方案。（2）整体性原则。智能化开采是多个开采环节的有机结合，信息采集监控、信息交互、智能设备远程控制等等组件单独使用都不能有效发挥智能化开采的功能，必须保障智能化开采各个环节的能够有效衔接，相互配合，整体联动。（3）开放性原则。随着现代智能化技术开发的发展与更新，软件、通信手段、智能装备等产品更新换代速度非常快，在实施智能化开采时必须要考虑今后的改进扩充，要预留出接口进行扩充以帮助系统不断的完善和进步。

3 地下金属矿山智能化开采综合技术的实施

3.1 金属资源综合评估

地下金属矿山资源智能化綜合评估技术的实施基础，是基于现代采矿技术应用的基础上，结合GIS技术，三维可视技术以及计算机辅助模型，对地下金属矿产资源开采进行全面的信息扫描，并对地下资源进行全面的信息分析，新型智能化平台的应用实现了地下矿井资源的综合评估[3]。例如：GIS技术可以获取矿山地质结构和矿石分布情况；三维可视技术和计算机辅助模型能够建立地下矿井三维仿真虚拟模型，从而大大提升了地下金属矿产资源开采的效率，减少矿产开采的前期投资和运输损耗。

3.2 金属矿山资源信息收集

金属矿山资源信息收集也是智能化信息开采的主要分支，智能化开采系统可以将矿产开采的检测、控制以及调度等分散的矿产开采步骤结合为一体，通过计算机网络平台的系统性操作，保障现代地下金属开采的地上信息控制与地下同步。例如：金属矿山开采的传感器通过雷达，激光，热传导等技术将地下金属矿山的开采情况进行综合性分析，并实现金属矿山开采信息的及时性传达；同时建立金属矿山数据监测网络虚拟信息平台，从而保障金属矿山的开采信息传输收集的稳定性[4]。

3.3 金属开采通信结构

地下金属矿山开采的信息通讯是智能化综合开采技术实现的重要部分，结合我国现代地下金属矿山开采的技术结构主要包括综合性信息传输、通信接收方案以及综合通讯网络结构。综合性信息传输是地上人员获得地下信息的重要途径，主要包括地下金属矿山中视频、图像等信息资源的传输；而通信接收方案主要通过现代通信的数字信号保障矿产开采中信息资源的交互，保障矿产开采过程中的信息的内部接收以及外部传输的稳定性，例如：地下金属矿山开采中普遍采用普通有线通信信息传输以及无线信息传输的方式；综合通讯网络结构是基于现代网络传输中以太网为基础的信息交流平台，主要包括建立信息管理系统，网络服务器，终端接收网络信息的传输平台等。及时可靠的信息交互系统在地下金属矿山的建立，能够及时地监测井下状况，同时为地上操作人员提供操作依据，有效减少了盲目性开采，避免了安全生产事故的发生[5]。

3.4 智能化开采

地下金属矿山智能化开采技术的最终目的是实现资源的合理性开采。一方面，智能化系统开采技术可以实现地下金属矿山开采的人工管理和设备管理的智能化发展，例如：为了建立完善的地下金属矿山开采信息系统，计算机系统对开采的人工信息和设备信息进行标号信息存储，同时建立定位跟踪系统，当人工进行地下金属矿山进行采矿作业时，地上信息系统能够准确的定位人员和设备的地理位置，最大限度的保障了地下金属矿山开采人员的安全性；另一发面，地下金属矿山开采智能化的实现需要智能装备及其远程控制技术，例如：采矿技术人员通过地面上的技术操作，控制地下井矿中的凿岩车、铲运车等装备完成自动作业，自动化操作技术可以在地下金属矿产开采难度较大的工段进行作业，提升了金属矿产资源开采的效率，减少金属开采中的损失，同时也保障了地下金属矿山开采的安全性。

4 结语

地下金属矿山智能化开采技术的发展，是现代资源高效综合利用的开发趋势，结合现代智能化开采技术，通过金属矿山的信息采集，信息集成管理以及智能化开采，实现现代金属矿山采矿技术的逐步创新升级发展。

参考文献

[1]郑明贵，蔡嗣经.地下开采金属矿山扩建合理规模智能化系统[J].系统工程理论与实践，2008（12）：133-139.

[2]冯兴隆，贾明涛，王李管，宋明军，尚晓明.地下金属矿山开采技术发展趋势[J].中国钼业，2008（02）：9-13.

[3]王新乔，侯志明，侯志超.地下金属矿山开采中连续开采关键技术的应用探讨[J].山东工业技术，2016（06）：86.

[4]吴爱祥，韩斌，古德生，胡华.我国地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J].有色矿山，2002（01）：1-5.

[5]吴爱祥，韩斌，古德生，胡华.国内外地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J].矿冶工程，2002（03）：7-10.