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绿色智能矿山数字化建设与应用实践

日期:2020-07-09 22:07:29

来源: 绿色矿山建设指导服务中心

编辑:贵州绿之城节能环保

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    近年来,国家陆续出台了一系列管理措施来加大对矿山安全、环保的管控力度,倒逼矿山企业不断转变生产和管理模式,将建设绿色、安全、环保、高效的矿山作为企业发展的终极目标,“绿色智能矿山”的概念也应运而生。那么究竟什么是绿色智能矿山?绿色智能矿山的核心建设点是什么?矿山要如何开展建设呢?本文将一一为您解答。
    一、绿色智能矿山的概念

     (一)什么是绿色矿山?

    2018年10月1日,自然资源部发布了煤炭、非金属、有色金属等九大行业绿色矿山建设规范,其中对“绿色矿山”有明确的定义,即在矿产资源开发全过程中,实施科学有序开采,对矿区及周边生态环境扰动控制在可控范围内,实现矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、管理信息数字化和矿区社区和谐化的矿山。
     (二)什么是智能矿山?
    2020年2月25日,国家发改委、国家能源局等八部门联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中,对“煤矿智能化”的概念进行了阐述,即将人工智能、工业互联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行。
    古德生院士从金属矿床开采的角度,对智能矿山也作过定义,即在金属矿产开采过程中,以开采环境数字化、采矿装备智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化为基本内涵;以安全、高效、经济、环保为目标的集约化、连锁化和遥控化的采矿工艺过程,就是智能采矿。
     (三)什么是绿色智能矿山?
    从上述绿色矿山、智能矿山的概念看,绿色矿山涵盖的范围更广、内容更多,其中“资源利用高效化、管理信息数字化”两方面与智能矿山建设密切相关,是智能矿山建设的重要组成部分。由此得出“绿色智能矿山”的概念,即以实现绿色矿山为基本目标,同时按照智能矿山建设要求分阶段、分步骤开展建设,最终实现智能矿山远景目标的矿山。
    二、绿色智能矿山的核心建设点

    通过分析我们不难发现,无论是绿色矿山概念、绿色矿山建设标准还是绿色矿山评价指标,都明确提到了“数字化建设”,特别在绿色矿山建设规范中要求矿山“建立数字化资源储量模型,进行矿产资源储量动态管理和经济评价,实现矿产资源储量利用的精准化管理”。
    在智能矿山建设中,以王国法院士为首的煤矿智能化研究团队曾介绍到,在智能化煤矿分级评价指标体系中,智能地质保障系统是煤矿智能化建设的基础,尤其三维地质建模与应用可以作为智能矿山数字化建设的核心。

(图片来源:论文《智能化煤矿分类、分级评价指标体系》)
   
    2020年4月28日,工信部、国家发改委、自然资源部联合印发了《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》,其中明确提到“在三维可视化平台下,建设集地质资源管理、测量管理、采矿智能设计等功能于一体的矿山资源数字化系统,实现矿山地质资源模型的精确构建与实时更新”。


(图片来源:《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》)
 
    综上,结合绿色矿山和煤炭、有色金属行业的智能化建设要求,绿色智能矿山的核心建设点在“数字化”,而矿山资源数字化成为核心中的重点。
    三、绿色智能矿山数字化建设的基本内容

     (一)矿山资源数字化

    一是三维数据环境,所有的信息是按照真实的三维坐标及其属性进行存储和运用,这是回归矿山自然的数据结果。二是通过数据库方式存储所有的信息,实现矿山数据的集成与共享。三是通过三维可视化的模式进行分析和计算。实现矿山资源数字化的关键技术就是三维可视化软件平台的应用。
     (二)生产过程数字化
    矿产资源信息不是一成不变的,随着采矿活动的进行,由原来获得的地质信息推定的矿产资源成果会有很大的变化,这也是为什么矿产资源信息具有四维的特点。将生产过程中变化的数据通过三维软件平台实现数字化,可以有效降低开采过程中进一步的损失贫化,进而达到充分利用矿产资源、提高矿山企业经济效益的目的。
     (三)生产可视化
    智能矿山的终极目标是实现远程采矿,目前从多家远程采矿公司发布的视频中了解到,实现这一目标的因素有很多,但生产过程的可视化是必不可少的条件之一。即通过视频读取实际采矿环境或建造三维虚拟仿真环境,为设备操作人员提供信息进行设备的远程操控,并实时获取相关的生产信息。
四、绿色智能矿山数字化建设实践

    为全面推进绿色矿山数字化建设,普及三维矿业软件平台在地质建模和资源储量估算等方面的应用,帮助矿山企业尽早实现绿色智能矿山,绿色矿山数字化建设指导服务中心开展了许多实践活动,包括:
     (一)研发数字化专业平台GMDP
    绿色矿山数字化平台(简称“GMDP”)是按照自然资源部对绿色矿山数字化建设的要求,结合我国绿色矿山建设的标准,基于三维矿业软件3DMine开发技术,由绿色矿山数字化建设指导服务中心开发的一套具有自主知识产权、可实现三维数字化资源建模和资源储量动态管理、并可进行多领域延伸拓展的专业平台。


    GMDP结合三维可视化和数据库技术,采用国际先进的建模理念和资源储量估算方法,是一款服务于地质勘查、矿山测量、采矿等专业,结合数据采集处理、建库建模、资源储量估算、测量验收及资源储量动态管理、储量报表与报告输出、开采设计、协同管理等功能于一体的综合平台。特别是年度储量报告及储量报表输出功能,成为GMDP区别于其他三维矿业软件的特色功能。


     (二)征选绿色矿山数字化建设试点单位
    征选绿色矿山数字化建设试点单位,主要目的在于帮助有条件的大中型矿山尽早开展数字化建设工作,一方面满足绿色矿山中对数字化建设的要求,尽快成为绿色矿山;另一方面结合智能矿山建设要求,提前部署数字化建设,为矿山智能化升级改造奠定扎实的基础。另外,通过授牌、论坛发言、经验汇编等形式积极宣传矿山企业的建设经验和成果,促使其他矿山企业提高自觉开展数字化建设的积极性。
     试点单位申报截止日期为2020年7月31日,欢迎矿山企业来电垂询,积极申报。


    五、结论与建议
    在当前的新形势下,矿山企业要想持续健康稳定发展,绿色智能矿山是必由之路,而数字化建设成为必然的基础和保障。绿色智能矿山数字化建设已经成为矿山企业当前十分紧迫的工作任务,也是绿色矿山数字化建设指导服务中心的使命,我们愿意帮助矿山企业尽快迈出建设步伐,全方位指导和服务矿山企业尽早实现绿色智能矿山的建设目标!
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