铜坑矿矿山数字化建设

浅谈铜坑矿矿山数字化建设

摘要：数字化矿山是为实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。结合当今世界科技的发展水平及我国矿山现阶段的技术装备与管理水平，铜坑矿在矿山数字化建设中充分运用了信息化技术为企业打造了一个数字化平台。

关键词：数字化；信息化；矿山

中图分类号：td67

1 概述

铜坑矿为华锡集团主体矿山，是华锡集团的主要供矿基地。开采对象为广西南丹县大厂矿区长坡锡多金属矿床。矿山规模大型，设计年开采量245万吨，目前实际年开采量达到230万吨。伴随着新技术的提出和发展，矿山行业经历了手工开采阶段、机械化开采阶段、自动化开采阶段及无人矿井阶段。与国际先进的自动化、无人矿井的矿山比较，铜坑矿仍然处于机械化生产初级阶段，仍然属于劳动密集型矿山，管理方面比较粗放。因此，积极应用信息技术和世界先进适用技术来改造并提升铜坑矿的传统矿业的装备、工艺与方法、经营管理方式和手段，使企业决策、生产、经营、管理效率和水平得以较大增长，提高企业的经济效益，实现矿山开采水平的跨越式发展，这是铜坑矿建立“数字化矿山”目的和意义。

数字化矿山是以矿山系统为原型，以地理坐标为参考系，以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础，以高新矿

山观测和网络技术为支撑，建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成，可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达，同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。

2 数字化矿山国内发展现状

国内数字化矿山发展现状：矿山企业作为一传统第一产业，一直处于劳动密集型的机械化初级水平，管理粗放，技术和装备水平落后，决策、设计、生产等许多环节都是依赖于经验，科学性程度不高。具体表现为：

（1）矿山地质、测量工作手段落后；

（2）设计和计划经验居多、科学性不够；

（3）过程控制程度低、生产效率不高；

（4）安全保障程度低、缺乏有效的安全预警手段和机制；

（5）系统建设缺乏统一规划、投资浪费大、共享能力不足；（6）决策被动、上传下达滞后。

数字矿山的建设是一个庞大的系统工程，其长期目标是：实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。结合当今世界科技的发展水平及我国矿山现阶段的技术装备与管理水平，我国数字矿山的建设还要经历一个漫长的过程。因此，总体规划分步实施是我国数字矿山建设的必经之路，就目前而言，我国数字矿山建设的具体目标

是：

（1）采用成熟的计算机软件系统，实现从矿山资源、开采方案优化、设计、生产计划与开采环境的数字化、模型化与可视化；（2）建立以光纤、泄漏电缆或无线通讯为主体的多媒体通讯网络，形成语音、视频与数据同网传输的网络体系，实现矿山数据的分布式共享；

（3）采用先进传感器网络技术，实现矿山生产过程、设备、安全与开采环境监控等数据的自动采集、智能分析与可视化处理；（4）采用工业以太网、plc智能控制及视频监视系统，实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智能化集中监控。（5）采用先进的生产管理系统，实现矿山生产人员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制，全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。

矿山系统是一个复杂的、动态的、开放的巨型系统，各部分之间互相影响、互相制约。对于这样的系统，只有快速、准确地了解各个系统的运行情况，并使各个子系统配套、一致，再在此基础上予以优化，才能实时、科学地做出决策，发挥矿山系统的最大能力和最佳效益。

3 铜坑矿数字化建设状况

铜坑矿信息化建设于2005年启动，起步较晚但发展快速。目前已建成以100兆光纤主干局域网、办公局域网、井下地压光纤网。建成以a8办公系统、资产管理系统、上下井考勤系统、视频会议

系统、3dmine三维采矿软件系统、调度监控系统、提升监控系统、宾馆安保监控等应用系统等。铜坑矿1个中心机房，20多个数据交换点，拥有6台服务器，1台路由器，1台中心交换机，1台防火墙，150多台交换机，500多台电脑，70多个监控摄像头，光缆总长度达30多公里。2010年铜坑矿首次提出建设铜坑矿数字化矿山的目标，铜坑矿数字矿山的建设目标将在已建成信息化的基础，整合铜坑矿各项硬件、软件平台进行建设。

3.1 铜坑矿局域网建设状况

铜坑矿局域网近年来发展速度，已建成了以100兆光纤主干网，光缆达30达公里，光纤接入点100处，共架设数据交换点20多个，交换机150多台，路由器、中心交换机、防火墙各一台，光收发器80多对，网络覆盖铜坑矿主要科室工区，如斜坡道区域、调度室区域、东副井区域、碎矿区域、办公楼区域等。地面实现有电脑必有局域网。

铜坑矿监控网络分地面与井下两部分，通过24芯光缆从455水平码头门经东副井到地面与办公楼与调度室相联，形成主要数据传输通道。井下光纤网络共设有15处数据交换点，光缆长度达10多公里。肩负着地压监测数据，视频监控数据传输任务

铜坑矿局域网租用10m宽带连接互联网，在网络构架顶端，使用华为ar-28系列路由器和h3c的硬件防火墙，可以有效的防止外部干扰和侵略。并且配上华为3900系列三层交换机作为中心交换机，它可提供24个千兆网口满足单位不同办公需求。铜坑矿局域网是

铜坑矿数字化矿山建设的扎实基础，是数字矿山的雏形，是未来。

3.2 铜坑矿监控系统状况

铜坑矿安全生产监控及调度指挥系统于2008年建成，该监控系统是以铜坑矿局域主干网为主要传输介媒，基于ip网络编码摄像头，使用16路数字视频录相机做为数据存储中心，采用数字视频监控软件为手段。数字化网络视频监控系统的原理是充分利用了当前的数字视频压缩技术基于tcp/ip网络上传输的特殊数据视频流，利用网络技术实现远程的图像监控和摄像头管理。

铜坑矿现已建成以调度室为监控中心，监控遍布整个铜坑矿地面，井下各重要场所，作业点。调度室监控中心安装了四台51寸显示器，3台数字录像机，3台16路分屏器，共有100多个摄像头，40公里的线路。系统为我矿生产调度指挥，安全生产，安保等发挥了重要的作用。指挥我矿各个生产环节协调，有序地工作，监控生产流程，环节人员，设备安全，同时具有安保作用，为确实有效保护铜坑矿财产。

3.3 铜坑矿应用软件平台

铜坑矿以a8办公软件系统，3dmine软件，资产管理软件，工程项目管理，安全标准化平台等为首的应用软件已全面推广使用。a8办公系统使我矿各项办公流程化，管理数字化，实现无纸化、自动化，为办公提供高效，快捷平台。3dmine软件为铜坑矿采矿设计，地质测量提供建模，三维设计平台，替代传统的平面图，利用软件自动生成的三维矿体模型使采矿设计更加直观，为选用更合理、科