地下金属矿智能开采技术及装备ppt
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地下金属矿床采矿技术ppt课件
序
阶段和矿块的划分
Ⅰ—已采完阶段；Ⅱ—正开采阶段；Ⅲ—开拓、采准阶段； Ⅳ—开拓阶段H—矿体垂直埋藏深度；h—阶段高度 L —矿体走向长度1—主井；2—石门；3—天井 4—排风井；5—阶段运输平巷；6—矿块
⑶阶段高度的确定。 阶段的合理高度应符合下列条件：
① 吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小；
开
矿
⑴ 非开采损失
石
损
① 由于地质条件和水文地质条件等引起的矿石损失。
失
与
② 需留保安矿柱而不能回采的损失。
贫
化
⑵ 开采损失
① 采下损失：主要包括采下后残留在采场内不能运出的 矿石损失和运输过程中的损失。 ② 未采下损失：主要包括设计应当开采而未采下的损 失、矿块内留下的永久性矿柱不能采出的矿石损失。
石
指在开采过程中造成矿石在数量上的减少。
损
失
与 贫
② 矿石损失和表示方法
化
◆矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工
业储量之比率。
◆矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率。
※ 损失率和回收率均用百分数(%)表示。
2．矿石贫化与贫化率
① 矿石贫化 指在开采过程中，由于各种原因造成矿石质量的降低。
② 矿石贫化和表示方法
矿
石 损
◆废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量
失
之比率，用百分数(%)表示；
与
贫
◆矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分
化
率。
※ 矿石损失与贫化是评价矿床开采的主要指标，它反 映了资源的利用情况和采出矿石的质量情况。
二、矿石损失与贫化的原因
1．矿石损失的原因
(战凯)地下金属矿智能开采技术及装备(智能采矿会).ppt
1、国外研究现状 国家 战略 计划
芬兰智能矿山技 术研究计划(IM)、 实施研发技术计 划（IMI） 加拿大采矿自动 化项目五年计划 （MAP） 瑞典 “Grountecknik 2000”战略计划
提高了国家在矿业领域的竞争能力
企业 策略
Sandvik
Atlas Copco
ABB
Caterpillar
（二）、地下采矿设备自主定位及导航技术研究
无线电定位：基于ZigBee网络的无线定位系统 在巷道两侧墙壁上安装ZigBee 路由节点，每个路由节点间隔 5秒向其子节点进行一次广播 通信。目标收到父节点的广播 通信后，首先确认发射源，并 读取器信号强度RSSI值来确认 发射源与自己的位置，最终将 自己的位置信息发送至最近的 的ZigBee节点，由该节点将目 标位置传送给铲运机车载单元。
地下金属矿智能开采技术及装备
战 凯
2011年11月28日
一、研究的意义
提 纲
二、国内外技术现状及趋势
三、智能开采的原理和核心内容
四、 总体目标和总体技术方案 五、预期目标 六、技术路线 七、进度计划 八、可行性分析
九、前期研发基础
一、研究的意义
党的十七大明确指出：“实现未来经济发展目标，关键要 加快转变经济发展方式，坚持走中国特色新兴工业化道路， 加快推进信息化和工业化融合。”
201220Biblioteka 320142015
八、可行性分析
矿业发展趋势 技术可行
2
3
符合产业政策
1
总体 目标
4
研究基础扎实
风险小
6
5
支撑条件好
九、前期研发基础
团队构成
科研院所
• 北京矿冶研究总 院（牵头单位） • 长沙矿山研究院
芬兰智能矿山技 术研究计划(IM)、 实施研发技术计 划（IMI） 加拿大采矿自动 化项目五年计划 （MAP） 瑞典 “Grountecknik 2000”战略计划
提高了国家在矿业领域的竞争能力
企业 策略
Sandvik
Atlas Copco
ABB
Caterpillar
（二）、地下采矿设备自主定位及导航技术研究
无线电定位：基于ZigBee网络的无线定位系统 在巷道两侧墙壁上安装ZigBee 路由节点，每个路由节点间隔 5秒向其子节点进行一次广播 通信。目标收到父节点的广播 通信后，首先确认发射源，并 读取器信号强度RSSI值来确认 发射源与自己的位置，最终将 自己的位置信息发送至最近的 的ZigBee节点，由该节点将目 标位置传送给铲运机车载单元。
地下金属矿智能开采技术及装备
战 凯
2011年11月28日
一、研究的意义
提 纲
二、国内外技术现状及趋势
三、智能开采的原理和核心内容
四、 总体目标和总体技术方案 五、预期目标 六、技术路线 七、进度计划 八、可行性分析
九、前期研发基础
一、研究的意义
党的十七大明确指出：“实现未来经济发展目标，关键要 加快转变经济发展方式，坚持走中国特色新兴工业化道路， 加快推进信息化和工业化融合。”
201220Biblioteka 320142015
八、可行性分析
矿业发展趋势 技术可行
2
3
符合产业政策
1
总体 目标
4
研究基础扎实
风险小
6
5
支撑条件好
九、前期研发基础
团队构成
科研院所
• 北京矿冶研究总 院（牵头单位） • 长沙矿山研究院
金属矿床地下开采-解世俊配套PPT
35
第四节 矿床的开采顺序
一 井田中阶段的开采顺序： 1 上行式：先采下部阶段，后采上部阶段，由下而上逐个阶段开采。 2 下行式：先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个阶段开 采。 （重要的开采方式，指阶段或中段开采顺便，不包括中段内分段开 采顺序）
（采用多阶段开采，虽然可以增加工作线长度和提高矿井生产能力，但 也造成生产管理分散，巷道维护工作量大，占用设备数量多，各种管线、 轨道不能及时回收复用，污风串联，经营管理费用增加等一系列的。一 般同时回采的阶段数目可保持为1——2年，不应超过3——4个。）
一、矿田：规划一个矿山企业开采的全部矿床或一部分。 二、井田：规划一个矿井开采的全部矿床或其一部分。
21
实际在采矿企业中，在矿务局下面或在公司下面设一 个或几个矿山；而在矿山下面设一个或几个坑口，而 每一个坑口都是一个独立的开采系统，独立的生产单 位。 按照这种所属关系来划分井田，矿田和矿区，则： （1）划归一个坑口开采的矿体，叫井田； （2）划归一个矿山企业开采的全部矿床或者是一部 分叫矿田；（如金岭铁矿、招远金矿等） （3）划归一个公司或矿务局开采的矿体，叫矿区。（ 西北区，中央区，东南区）（如杨杖子矿务局，中条 山有色金属公司等）（长岭矿分为三个井田开采） 一个矿田可以包括若干个井田，有时一个矿田就等于 一个井田。
2.088，铁矿石一般为1.6。
16
第三节 金属矿床分类
金属矿床的矿体形状、厚度及倾角，对于矿床开拓 和采矿方法的选择，有直接的影响。因此，金属矿床 的分类， 一般按其矿体形状、倾角和厚度三个因素进 行分类。 矿体三个特征：走向、倾向、倾角
1、按矿体形状分类：
第四节 矿床的开采顺序
一 井田中阶段的开采顺序： 1 上行式：先采下部阶段，后采上部阶段，由下而上逐个阶段开采。 2 下行式：先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个阶段开 采。 （重要的开采方式，指阶段或中段开采顺便，不包括中段内分段开 采顺序）
（采用多阶段开采，虽然可以增加工作线长度和提高矿井生产能力，但 也造成生产管理分散，巷道维护工作量大，占用设备数量多，各种管线、 轨道不能及时回收复用，污风串联，经营管理费用增加等一系列的。一 般同时回采的阶段数目可保持为1——2年，不应超过3——4个。）
一、矿田：规划一个矿山企业开采的全部矿床或一部分。 二、井田：规划一个矿井开采的全部矿床或其一部分。
21
实际在采矿企业中，在矿务局下面或在公司下面设一 个或几个矿山；而在矿山下面设一个或几个坑口，而 每一个坑口都是一个独立的开采系统，独立的生产单 位。 按照这种所属关系来划分井田，矿田和矿区，则： （1）划归一个坑口开采的矿体，叫井田； （2）划归一个矿山企业开采的全部矿床或者是一部 分叫矿田；（如金岭铁矿、招远金矿等） （3）划归一个公司或矿务局开采的矿体，叫矿区。（ 西北区，中央区，东南区）（如杨杖子矿务局，中条 山有色金属公司等）（长岭矿分为三个井田开采） 一个矿田可以包括若干个井田，有时一个矿田就等于 一个井田。
2.088，铁矿石一般为1.6。
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第三节 金属矿床分类
金属矿床的矿体形状、厚度及倾角，对于矿床开拓 和采矿方法的选择，有直接的影响。因此，金属矿床 的分类， 一般按其矿体形状、倾角和厚度三个因素进 行分类。 矿体三个特征：走向、倾向、倾角
1、按矿体形状分类：
建筑智能化矿山技术煤矿工人ppt
智能化煤矿顶层设计及系统构架
智能化煤矿---十大系统
煤矿智慧中心及综 合管理系统
煤流及辅助运输智 能仓储系统
高速通信网络及精 准位置服务系统
井下环节感知及安 全管控系统
地质保障及4D-GIS 动态信息系统
固定场所无人值守 智能管理系统
煤矿智能洗选系统
巷智能快速掘进 系统
工作面智能协同控 制系统
智慧场区与经营管 理系统
智能化矿山概述
智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智慧化和无人化。 智能化矿山已成为现代采矿企业安全、绿色、高效和低耗开采的必由之路。
智能化矿山的概述
• 智能化矿山是采矿技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S（GIS、GPS、RS）、物联网技术、云计 算技术、移动互联网技术及软件软件技术的总集成。
集体决策的能力。
智能化矿山的主要内容
精准适 时采集
数字 化基
础
规范 化集
成
可视 化展
现
数字化 智慧体
网络 化传
输
智能化 服务
自动 化操
作
智能化矿山的主要内容
数字化基础
将矿井所有内容处理成现代计算机可 以接受、储存、拷贝、加工和网络传 输的数字信息，并保证信息的完整性
精准实时采集
准确采集到任何地点、任何时间所需 要的安全、生产和管理等信息，并保
Intelligent mine technology
智能化矿山技术
智慧矿山I信息技术I通信技术
智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智慧化和无人化。 智能化矿山已成为现代采矿企业安全、绿色、高效和低耗开采的必由之路。
金属矿地下开采PPT40页
金属ห้องสมุดไป่ตู้地下开采
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
智慧矿山ppt课件
生产技术管理系统
3、智能化矿井通风系统
的主 实要 时目 按的 需就 供是 风保 。证
正 常 生 产 时 期 和 灾 变 时 期
44
三、智慧矿山主要内容和技术内涵
生产技术管理系统
3、智能化矿井通风系统
满与 足监 正测 常监 和控 灾集 变成 时之 期后 的可 供以 风实 需现 要自 。动
调 风 控 风
29
三、智慧矿山主要内容和技术内涵
本质安全 保障系统
本质安全保障系统的实质是：为采矿企业提供一套 管理体系和智能系统,企业只要按照该体系和系统 运行,就可以保证不会发生大型事故。
本质安全的检查、监督和评价体系。 灾害发生机理研究和事故仿真体系。 危险源辨识和灾害预警体系。 隐患排查和事故预测预报体系。 灾害防治关键技术决策支持体系。 矿山本质安全信息化保障系统。 矿山本质安全长效管理体系。
本质安全保障体 系与软件系统
3、危险源辨识和灾害预警体系
34
三、智慧矿山主要内容和技术内涵
本质安全保障体 系与软件系统
4、隐患排查和事故预测预报体系
35
三、智慧矿山主要内容和技术内涵
本质安全保障体 系与软件系统
5、灾害防治技术决策支持体系
36
三、智慧矿山主要内容和技术内涵
本质安全保障体 系与软件系统
,
45
三、智慧矿山主要内容和技术内涵
生产技术管理系统
4、输配电地理信息系统
SCADA
动障主 稳电要 定流功 系热计能 统稳算是 实定、任 现计电意 遥算压复 信和和杂 、保能电 遥护量网 测装损实 、置失现 遥整计设 调定算备 和计、的 遥算电最 控，容优 。配电选 合流型 供计、 电算故
矿业行业智能化采矿技术与装备方案
矿业行业智能化采矿技术与装备方案第一章矿业智能化概述 (2)1.1 矿业智能化发展背景 (2)1.2 矿业智能化发展趋势 (2)第二章智能化采矿技术基础 (3)2.1 信息化与数字化技术 (3)2.2 自动化与智能化技术 (3)2.3 人工智能与大数据技术 (4)第三章矿山环境感知技术 (5)3.1 矿山环境监测技术 (5)3.2 地下空间定位技术 (5)3.3 矿山安全预警技术 (5)第四章智能化采矿装备 (6)4.1 智能化钻孔设备 (6)4.2 智能化挖掘设备 (6)4.3 智能化运输设备 (7)第五章矿业物联网技术 (7)5.1 物联网架构与关键技术 (7)5.2 矿业物联网应用场景 (8)5.3 矿业物联网安全与隐私 (8)第六章智能化矿山设计 (8)6.1 智能化矿山设计原则 (8)6.1.1 安全性原则 (8)6.1.2 效益原则 (9)6.1.3 可持续性原则 (9)6.1.4 系统集成原则 (9)6.2 智能化矿山设计方案 (9)6.2.1 矿山智能化基础设施 (9)6.2.2 矿山智能化开采技术 (9)6.2.3 矿山智能化安全生产管理 (9)6.2.4 矿山智能化环境保护 (9)6.3 智能化矿山设计案例 (9)6.3.1 某煤矿智能化矿山设计案例 (9)6.3.2 某金属矿山智能化矿山设计案例 (10)第七章智能化采矿工艺 (10)7.1 矿山无人化开采技术 (10)7.2 矿山自动化生产工艺 (11)7.3 矿山绿色开采技术 (11)第八章智能化矿山安全监控 (11)8.1 矿山安全监控系统 (11)8.2 矿山安全监测设备 (12)8.3 矿山安全预警与应急处理 (12)8.3.1 矿山安全预警 (12)8.3.2 应急处理 (13)第九章矿业大数据与云计算 (13)9.1 矿业大数据应用场景 (13)9.2 矿业大数据分析技术 (13)9.3 矿业云计算平台 (14)第十章矿业智能化发展策略 (14)10.1 矿业智能化政策法规 (14)10.2 矿业智能化投资与融资 (15)10.3 矿业智能化人才培养与交流 (15)第一章矿业智能化概述1.1 矿业智能化发展背景我国经济的持续增长和工业化进程的加快，矿产资源的需求日益增加，矿业在国民经济中的地位愈发重要。
北京--走向矿业的未来-智能采矿ppt课件
1.何谓信息化？ ——在信息网络环境下，高度应用信息技术， 共享信息资源，人的智能潜力和社会资源潜 力得到充分发挥，个人行为、组织决策和社 会运行趋于理想状态。这个由信息技术驱动 的经济增长和社会发展模式的转变过程，称 为信息化。
17
2.“两化”融合的内涵 ● 1993，开始讨论“两化”融合问题。其内涵是： ①发挥信息化的主导作用。在“两化”融合中，
资产形态 有形资产（厂房.设备.能源.原材料） 无形智力资产（专利、商标、软件）
资源形态
劳动力结 构
社会主体
有形资源（矿产.土地.农作物.森林等）
无形资源（智力劳动物化的智力资 料，如数据.信息.知识等）
直接在车间的生产工人占80%以上 从事智力生产和传播人员占80%以上
工人阶层
知识阶层
分配方式
1）按劳分配,计时工资制；2）必要 按业绩付薪酬，人人都是经济主体， 劳动（工人）和剩余劳动（资本家） 和企业的关系相对松散
22
四、矿山信息化的基础——数字矿山
● 1.何谓“数字矿山” ——在统一时空框架的矿山整体环境下，对采矿 过程及其相关工程响应进行统一描述、全面监控、 数字表达与集成，并由此再现的虚拟矿山，称为 数字矿山。
● 在数字矿山发展过程中,出现许多如数字矿山、 智能采矿、智慧采矿、自动化采矿、遥控采矿、 无人采矿等等同义词，近义词。其中“数字矿山” 和“智能采矿”两词比较科学，但它所表述的不 是同一概念。
26
五、矿业的未来目标—智能采矿
1.何谓“智能（化）采矿” ？ ——在矿床开采中，以开采环境数字化.采掘装 备智能化.生产过程遥控化.信息传输网络化和 经营管理信息化为特质，以安全.高效.经济.环 保为目标的采矿工艺过程，称为智能采矿。 未来矿山的智能采矿，是富有知识经济时代 特点的采矿模式，是21世纪矿业发展的前瞻性 目标。它将给矿业带来根本性的变革。
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2.“两化”融合的内涵 ● 1993，开始讨论“两化”融合问题。其内涵是： ①发挥信息化的主导作用。在“两化”融合中，
资产形态 有形资产（厂房.设备.能源.原材料） 无形智力资产（专利、商标、软件）
资源形态
劳动力结 构
社会主体
有形资源（矿产.土地.农作物.森林等）
无形资源（智力劳动物化的智力资 料，如数据.信息.知识等）
直接在车间的生产工人占80%以上 从事智力生产和传播人员占80%以上
工人阶层
知识阶层
分配方式
1）按劳分配,计时工资制；2）必要 按业绩付薪酬，人人都是经济主体， 劳动（工人）和剩余劳动（资本家） 和企业的关系相对松散
22
四、矿山信息化的基础——数字矿山
● 1.何谓“数字矿山” ——在统一时空框架的矿山整体环境下，对采矿 过程及其相关工程响应进行统一描述、全面监控、 数字表达与集成，并由此再现的虚拟矿山，称为 数字矿山。
● 在数字矿山发展过程中,出现许多如数字矿山、 智能采矿、智慧采矿、自动化采矿、遥控采矿、 无人采矿等等同义词，近义词。其中“数字矿山” 和“智能采矿”两词比较科学，但它所表述的不 是同一概念。
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五、矿业的未来目标—智能采矿
1.何谓“智能（化）采矿” ？ ——在矿床开采中，以开采环境数字化.采掘装 备智能化.生产过程遥控化.信息传输网络化和 经营管理信息化为特质，以安全.高效.经济.环 保为目标的采矿工艺过程，称为智能采矿。 未来矿山的智能采矿，是富有知识经济时代 特点的采矿模式，是21世纪矿业发展的前瞻性 目标。它将给矿业带来根本性的变革。
智能化开采培训课件
智能化开采培训课件智能化开采培训课件：探索未来矿业领域的技术进步随着科技的不断进步，智能化开采已经成为矿业领域的重要发展方向。
智能化开采通过应用先进的技术和设备，提高矿山的生产效率、安全性和可持续性。
为了培养更多的专业人才，智能化开采培训课件应运而生。
一、智能化开采的背景和意义智能化开采是指利用人工智能、物联网、大数据等技术手段，对矿山的生产过程进行智能化管理和控制。
传统的矿山开采方式存在着人力资源浪费、安全隐患大、环境污染等问题。
而智能化开采能够提高矿山的生产效率，减少人为因素对生产过程的干扰，降低事故风险，保护环境。
因此，智能化开采在矿业领域具有重要的意义。
二、智能化开采培训课件的设计原则智能化开采培训课件的设计应遵循以下原则：1. 针对不同的受众群体进行分类培训。
智能化开采技术的应用范围广泛，涉及到矿业工程师、技术人员、矿工等多个职业群体。
因此，培训课件应根据受众的不同需求，设计不同的内容和难度。
2. 结合实际案例进行教学。
通过引入真实的智能化开采案例，可以帮助学员更好地理解和应用知识。
同时，实际案例也能够激发学员的学习兴趣，提高培训效果。
3. 强调实践操作和技能培养。
智能化开采是一门实践性较强的学科，培训课件应注重培养学员的实际操作能力。
通过模拟实践、实地考察等方式，帮助学员掌握关键技能。
三、智能化开采培训课件的内容智能化开采培训课件的内容应包括以下几个方面：1. 智能化开采的基本概念和原理。
介绍智能化开采的定义、发展历程和基本原理，帮助学员建立起对智能化开采的基本认识。
2. 智能化开采的关键技术。
介绍人工智能、物联网、大数据等关键技术在智能化开采中的应用。
通过案例分析和实践操作，让学员了解这些技术的原理和操作方法。
3. 智能化开采的应用案例。
选取一些成功的智能化开采案例，介绍其背景、技术应用和效果。
通过这些案例，学员可以了解到智能化开采的实际应用和发展前景。
4. 智能化开采的管理和安全措施。
金属矿地下开采-ppt课件.ppt
第二章：矿床开拓
第二节：开拓方法 二、竖井开拓法
竖井开拓法以竖井为主要开拓巷道。它主要用来开采急倾斜矿体（一 般矿体倾角大于45º）和埋藏较深的水平和缓倾斜矿体（倾角小于20º）。 这种方法便于管理，生产能力较高，在金属矿山使用较普遍 。
1.穿过矿体的竖井开拓方案
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
（三）上部竖井 下部盲竖井开拓 方案
这种开拓方案一 般适用于矿体或矿体 群倾角较陡，矿体一 直向深部延伸，地质 储量较丰富的矿山。 另外，因竖井或盲竖 井的生产能力较大， 所以中型或偏大型矿 山多用这种方法。
L 75 Ⅲ
4 Ⅰ
采区 6
7 Ⅱ
4 Ⅰ
盘区宽
盘区
B
2付 1主
3
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
五、矿床的开采顺序
（一）井田阶段的开采顺序
（1）下行式——即自上而下进行开采。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
第二章：矿床开拓
第二节：开拓方法 四、联合开拓法
（一）上部平硐下部盲竖井开拓方案
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AutoMine
OptiMine
MineLan
Caterpillar Minegem
提高了企业的核心竞争能力，由单一的设备供应商向技术解决方案提供商转变
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
二、国内外技术现状及趋势
2、国内研究现状
国家 科研 计划
地下无人采矿设 备高精度定位技 术和无人操纵铲 运机的模型
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
（一）、井下电子地图构建技术研究
巷道中线 路面中线
铲运机
激光扫描器
激光扫描平面 通风管路 电气开关柜
某井下巷道横断面图
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
实验室走廊环境二维电子地图
（一）、井下电子地图构建技术研究
实现了电子地图的缩小、放大、漫游； 采矿设备的实时位置在电子地图上的标识； 实时坐标数据的显示； 设备的轨迹路线跟踪功能； 实现图层动态添加修改删除等功能；
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
二、国内外技术现状及趋势
具体目标： 1）开发具有自主知识产权的地下无轨设备的定位技术
2）掌握井下电子地图的构建方法
3）地下智能铲运机的设计理论和方法
4）开发智能铲运机的自主导航技术
5）智能化铲运机总体集成技术及设备铲、装、运各工况的全过 程动态模拟技术
6）可为今后建立工业应用集成系统提供技术支撑。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
（二）、地下采矿设备自主定位及导航技术研究
无线电定位：基于ZigBee网络的无线定位系统
在巷道两侧墙壁上安装ZigBee 路由节点，每个路由节点间隔5 秒向其子节点进行一次广播通 信。目标收到父节点的广播通 信后，首先确认发射源，并读 取器信号强度RSSI值来确认发 射源与自己的位置，最终将自 己的位置信息发送至最近的的 ZigBee节点，由该节点将目标 位置传送给铲运机车载单元。
• 国外：从20世纪70年代开始，先进技术
国 和高端军事技术开发智能采和装备矿技 外 术，实现了地下采矿设备向远距离遥控
发展，甚至无人操纵实现全过程自主控 制。
• 我国：无轨采矿装备的研制主要集中在
国 机械化、大型化、系列化的研究开发和 内 完善等方面，设备自动化、智能化的研
究刚刚起步,与发达国家相比，技术水平 差距非常大。
产、学、研、用相结合
矿山企业
• 铜陵有色 • 梅山铁矿 • 山东黄金
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九、前期研发基础
2006年,北京矿冶研究总院和北京科技大学共同承担了国家高 技术研究发展计划（863计划）课题“地下无人采矿设备高精度 定位技术和智能化无人操纵铲运机的模型技术研究” 总体目标
自主研究地下无人采矿设备的精确定位和导航技术，研究地 下智能化铲运机的自主控制技术和智能化实现方法；初步建立我 国智能采矿技术和装备的开发体系和技术平台，获得智能化采矿 的关键技术和方法，为今后实现我国地下矿山智能提供技术支撑 。
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六、技术路线
总体设计
子总系体统设建计模
子各系系统统建动模态 各系仿统真动
态仿真
样模机型和试系验统 样研机制和系
统研制
设计完善
模型试验
工设业计试完善验
工业试验
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七、进度计划
2011 2012
✓ 完成项目技术方案设计与论证，确定所有课题的技术实施方案； ✓ 完成关键理论的研究，攻克理论上的难点，奠定项目的理论基础
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九、前期研发基础
具体目标： 1）开发具有自主知识产权的地下无轨设备的定位技术
2）掌握井下电子地图的构建方法
3）地下智能铲运机的设计理论和方法
4）开发智能铲运机的自主导航技术
5）智能化铲运机总体集成技术及设备铲、装、运各工况的全过 程动态模拟技术
6）可为今后建立工业应用集成系统提供技术支撑。
（二）、地下采矿设备自主定位及导航技术研究
横向位置： 铲运机的定位中心点离巷道壁的相对距离（铲运机的定位
中心点定义为铲运机后桥中心连线的中点）。 巷道壁为坑坑洼洼，凹凸不平，相对于巷道壁的距离测量 必须采用激光扫描系统对巷道壁平面扫描的方式后进行拟 合确定。
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（二）、地下采矿设备自主定位及导航技术研究
； ✓ 展开相关技术原理的研究；
✓ 完成各大系统与装备的详细设计和结构单元设计； ✓ 完成相关装备的核心部件和结构单元的研发与测试； ✓ 完成信息采集与无线通讯系统和定位与导航系统主体装置的研发； ✓ 实现软件功能模块的划分与核心算法的设计；
2013
2014
20
✓ 完成设备定位与智能导航系统的研制工作； ✓ 完成地下泛在信息采集和无线通讯主体装置的研发； ✓ 进行各类装备的样机设计，完成核心部件的制造和调试； ✓ 全面进行软件系统的开发与调试；
平台 • 智能采矿设计与生产管理软件系统
• 对矿山生产对象（矿石资源、人与装备）和生产过程进行实
手段 时、动态、智能监测、控制与管理
目标 • 实现矿山安全、高效、清洁生产和经济效益最大化
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四、总体目标和总体技术方案
主体采矿装备
➢ 凿岩台车 ➢ 潜孔钻机 ➢ 地下铲运机 ➢ 地下汽车 ➢ 地下装药车
二、国内外技术现状及趋势
3、国内存在的问题 1 我国采矿装备总体水平落后，信息化、智能化及自动化水平低 2 缺乏智能开采技术与装备的系统性研究 3 缺少适合地下智能开采的无线网络通讯平台 4 缺少地下矿山高度集成的智能调度、管理系统和相应软件
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二、国内外技术现状及趋势
四、总体目标和总体技术方案
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五、预期成果
五大核心装备
智能中深孔全液压凿岩台车 地下高气压智能潜孔钻机 地下智能铲运机 地下智能矿用汽车 地下金属矿智能装药车
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五、预期成果
五大系统 泛在信息采集传输控制系统 井下无线通讯系统 智能爆破系统 智能控制与调度系统 精确定位与智能导航系统
✓ 全面完成信息采集与无线通讯和定位与导航系统的研制与测试； ✓ 完成相关装备的样机制造，进行整机的集成测试与改进； ✓ 完成各类软件系统的研发，并进行应用测试； ✓ 全面展开智能化开采软硬件系统的集成与测试；
✓ 全面进行工业试验，在多个矿山进行系统验证； ✓ 全面测试和改进完善，并初步建成我国能开采技术创新基地； ✓ 总结整理项目相关资料，撰写结题报告准备项目评审验收。
大型地下铲运设 备的研制
在某些方面已经取得一定进展
关键配套采矿设 备的研制
…
企业 开发 的技 术与 装备
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软件
Dimine 3Dmine Geos3D 蓝光 龙软 …
装备
T150潜孔钻机 CSY50凿岩台车 CY2/3铲运机 DQ20井下汽车 …
通讯
KT25小灵通 中兴PHS 泄露通讯 WI-FI无线通讯 …
生产 效率
劳动 生产率
设备 利用率
改善 环境
二、国内外技术现状及趋势
1、国外研究现状
国家 战略 计划
芬兰智能矿山技
术研究计划(IM)
加拿大采矿自动
、
化项目五年计划
实施研发技术计 （MAP）
划（IMI）
提高了国家在矿业领域的竞争能力
瑞典 “Grountecknik 2000”战略计划
企业 策略
Sandvik
• 胡锦涛总书记强调：“当今世界，各国都在积极追求绿色 、智能、可持续的发展。智能发展就是要推进信息化和工 业化融合，使人依靠机器生产产品变成机器围绕人生产产 品成为可能。”
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一、研究的意义
• 2010年10月10日，国务院发布《关于加快培育和发展战 略性新兴产业的决定》,明确了要加大培育资源能源环境和 高端装备制造产业等七大战略新兴产业,并将智能装备制造 列为了高端装备制造产业的重点方向。 《决定》的出台对 加快推进我国智能装备的开发和产业化带来了前所未有的 发展机遇。
关键核心技术
➢ 泛在信息系统 ➢ 井下无线通讯 ➢ 精确定位与导航 ➢ 智能采矿爆破 ➢ 智能调度与控制
初步建立我国地下金属矿智能开采技术体系
促进我国采矿技 术向智能化方向 发展，增强我国 矿业行业的核心 竞争能力
推进产学研相结 合，形成我国地 下金属矿智能开 采技术创新团队 和创新基地
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纵向位置：
激光扫描测量系统定位、航迹推算、无线电定位等组合定 位方式来实现铲运机的高精度定位
在巷道内每间隔一定距离设置一个节点（大于45度的转弯 角也设置为节点），节点与节点之间的定位主要依靠无线 电定位、装载于铲运机的里程计及车载惯性导航单位进行 信息融合计算得到，在每个节点对航迹推测的定位结果进 行修正。
八、可行性分析
矿业发展趋势
2
3 技术可行
符合产业政策 1
总体 目标
4 研究基础扎实
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风险小 6
5 支撑条件好
九、前期研发基础
团队构成
科研院所
• 北京矿冶研究总 院（牵头单位）
• 长沙矿山研究院
团队构成
大专院校
• 北京科技大学 • 中南大学 • 东北大学
装备制造企业
• 湖南有色重机 • 合肥工大高科 • 北京华诺维
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一、研究的意义
1、研究成果可使矿山数字化、智能化、无人化开采成为可能
2、提高我国矿山企业和装备制造业的核心竞争力，带动相关产业发展