矿山的数字化转型探索

通过最优路径规划和决策控制、智能识别检测物体、高精度地图采集、RTK&IMU组合定位导航、定制化5G网络交互系统，智慧矿山项目实现了落地。

—荣联科技集团股份有限公司副总裁丁洪震

说起矿山，相信大多数人的第一印象都是幽深、黑暗的矿洞，或者是荒凉和巨大的矿坑。事实上，矿山产业是我国的基础产业，2018年的数据显示，矿山占我国GDP的7%;同时，矿山产业也是全球的基础产业，占全球GDP的6.9%。我国矿山中有4000多家煤矿、3000多家金属矿、3000多家黑金矿，呈现出企业多、规模大的基本情况。

当下，矿山产业在发展过程中遇到的挑战和问题主要表现在两个方面。一个方面是国内经历多年开采后，浅部易采矿产资源逐步枯竭，未来矿产资源将主要由露天矿转为地下深井开采。并且我国矿石整体品位较低，且经过多年开采，矿体品位出现下降趋势，工艺技术水平亟待提升。

另一方面，矿山多处于偏远地区，普遍存在远程管理困难、安全事故频发、安全责任重大、招人难、留人难、现有人员学历较低、专业技术人才匮乏、成本升高、井下矿生产情况复杂、工况多变、存在严重的生产“黑盒子”等问题，亟须提升安全、降本增效。

基于安全和降本增效的核心需求，设备自动化、智能化和立体化管控是矿山企业的当务之急。矿山产业发展的时间较久，信息化起步较晚，各系统之间的数据孤岛较严重，数字化转型面临的挑战和压力很大。矿山企业里用到的系统，无论是传统的管理系统，还是现在的物联网系统，跟我们预期的目标都有比较大的差距。

我们希望矿山是安全的、无人的、高效的、绿色的。为了实现这个目标，我们要以数字化和信息化为基础和前提，对整个生产、安全、基础知识和后勤保障进行全方位的感知、分析和处理，达到智慧矿山的目标。

智慧矿山是以矿山数字化、信息化为前提和基础，对矿山生产、员工职业健康与安全、技术支持与后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理，建设智慧矿山，最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、绿色矿山的建设目标。

智慧矿山包含了三个方面的内容，第一个方面是要把生产设施和设备进行自动化改造，包括对无人驾驶车辆、采集车辆、爆破车以及各种各样大型工业设备的改造。

第二个方面是基于传统IT和物联网，在矿山里建立通信设备、定位设备，给矿山的外部系统和内部系统做三维建模和仿真，同时部署大量物联网终端，构建物联网基础信息平台。在基础信息平台、工业物联网设备和设施自动化都完成以后，我们建立了一个智慧化管控系统，将以前分散的、相互条块化分割的系统有机地整合在一起，从而实现降本增效和安全生产的目标。

构建矿山的基础三维系统是建设智慧矿山最基础的工作。在矿山的三维系统中要设计两部分三维模型，一部分是地表三维模型，另一部分是地下三维模型。三维模型建完后要建立定位系统、导航系统和通信系统，我们要将5G技术融入系统里面，构建有线网和无线网，完成这一工作后我们就可以解决矿区矿用车辆的定位和无人驾驶问题。

除了地表车辆无人驾驶以外，在井下矿还会用到有轨机车。有轨机车也可以通过上面的技术手段实现自动驾驶。而掘进车和凿岩车等车辆的三维信息也会进入系统中并进行相应的改造，使得即使发生安全问题也不会对人员造成损伤。

我们把主流或者是跟日常生产相关的设施做完自动化改造以后，所有的生产设计、生产计划和排产就可以通过三维模型去展开和落实了，并且生产的实时情况全部可以得到监测。

第三个方面是除了降本增效以外的重中之重—安全生产。举个例子，炸药起爆的时候，爆破是最危险的工作，过去的爆破作业方式主要依靠人，现在我们要把人的管控变成系统化的管控。依托于三维模型，我们把所有的爆破作业自动下发，并对爆破车辆的行进过程进行跟踪，凭借交通的控制系统，保证爆破车优先前行。同时，为了保证系统的核对工作，每个爆破车上还装有摄像头，通过拍摄实际位置和三维模型位置进行比对，使得作业按照勘探的路线行进。如果在爆破过程中有人员闯入，三维界面则会自动报警或对起爆任务进行调整。

这些是事故的预防措施，那真正发生了事故以后要怎么做呢？当然是紧急疏散。紧急疏散要有疏散预案，我们根据高精度的定位和应急系统，联动通信系统，在事故发生的時候，就能知道什么地方需要加压，什么地方需要通风，什么地方需要断电，并通过工业物联网的系统来进行统一管理。此外，对于矿外的环境，我们同样要做监控，监控的内容包括降雨量、温湿度、地表位移、地下水、破裂等，以预防泥石流、塌方等状况。

智慧矿山的建设和实施是一个体量巨大的系统工程，也是典型的一把手工程，涉及从生产、运营到管理，从矿外到矿内，从地表业务到IT等方方面面。在建设智慧矿山的过程中，我们需要整体策划、整体协调、有序推进，不能“胡子眉毛一把抓”，并且在建设的过程中要注意经济效益和社会效益的平衡。

（根据演讲内容整理，未经本人审核）