以信息化、自動(dòng)化和智能化帶動(dòng)傳統(tǒng)礦業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，打造“安全、高效、智能、綠色”礦山，提高礦山企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，是中國(guó)礦業(yè)生存和發(fā)展的必由之路。

一、數(shù)字礦山頂層設(shè)計(jì)

數(shù)字礦山框架

按照國(guó)際通用的IT技術(shù)架構(gòu)，對(duì)應(yīng)礦山行業(yè)，主要分為五個(gè)層次，分別為設(shè)備層、控制層、生產(chǎn)執(zhí)行層、經(jīng)營(yíng)管理層和決策支持層，五個(gè)層次呈金字塔結(jié)構(gòu)。

第一個(gè)層面：設(shè)備作業(yè)層

該層以礦山生產(chǎn)設(shè)備智能化、生產(chǎn)安全環(huán)境數(shù)據(jù)采集智能化作為建設(shè)目標(biāo)。

第二個(gè)層面：控制層

該層以礦山生產(chǎn)工藝過(guò)程、生產(chǎn)環(huán)境的安全與環(huán)保的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與監(jiān)控作為建設(shè)目標(biāo)。

第三個(gè)層面：生產(chǎn)執(zhí)行層

該層是數(shù)字礦山建設(shè)的核心，主要包括四個(gè)方面

第四個(gè)層面：企業(yè)管理層

該層以人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷為主體的ERP系統(tǒng)、企業(yè)制度、知識(shí)庫(kù)、辦公化自動(dòng)化為基礎(chǔ)的企業(yè)管理平臺(tái)作為建設(shè)目標(biāo)。

第五個(gè)層面：經(jīng)營(yíng)決策層面

該層以企業(yè)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃管理、績(jī)效考核管理、業(yè)務(wù)智能分析、決策支持作為建設(shè)目標(biāo)。

在頂層設(shè)計(jì)的架構(gòu)下，清晰思路，明確方向，實(shí)現(xiàn)安全、綠色、節(jié)約的現(xiàn)代新型礦山建設(shè)與發(fā)展，為打造智能、高效、核心競(jìng)爭(zhēng)力礦山奠定基礎(chǔ)。

二、全球3家數(shù)字礦山實(shí)例

在礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家礦山，信息技術(shù)的應(yīng)用已相當(dāng)普及，目前，現(xiàn)代礦山建設(shè)的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到礦山生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，重點(diǎn)在遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化操作方面。高度自動(dòng)化、信息化的智能礦山是未來(lái)礦山的終極目標(biāo)。

1、加拿大國(guó)際鎳公司（Inco）

加拿大國(guó)際鎳公司（Inco）從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研究遙控采礦技術(shù)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)采礦過(guò)程的遙控操作。

目前，Inco公司在Stobie礦和Greighton礦分別有6臺(tái)和8臺(tái)遙控采礦設(shè)備投入運(yùn)行。地下礦山的采、掘、運(yùn)均實(shí)現(xiàn)了無(wú)人作業(yè)，即無(wú)人采礦（hands-off mining），僅當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員才會(huì)到達(dá)采掘現(xiàn)場(chǎng)。

（1）遠(yuǎn)程采礦技術(shù)核心

Inco公司遙控采礦的核心部件是自主開(kāi)發(fā)的一個(gè)能在地下獲取定位數(shù)據(jù)的名叫HORTA的裝置。將該裝置安裝在地下觀測(cè)車上，當(dāng)觀測(cè)車在地下或礦體內(nèi)部巷道中漫游時(shí)，HORTA就會(huì)利用其激光陀螺儀和激光掃描儀在水平和垂直面上掃描礦山巷道的斷面，進(jìn)而產(chǎn)生巷道的三維結(jié)構(gòu)圖。

完善后的HORTA裝置，將安裝在鉆機(jī)等其他裝置上，安裝了HORTA裝置的鉆機(jī)將自動(dòng)駛往目標(biāo)巷道，自動(dòng)完成開(kāi)鑿作業(yè)，然后再自動(dòng)駛往下一巷道。

（2）Inco公司MAP系統(tǒng)計(jì)劃

2、智利特尼恩特（EI Teniente）銅礦

智利特尼恩特（EI Teniente）銅礦是智利第二大、全球最大的地下礦山，地質(zhì)儲(chǔ)量40億噸，銅儲(chǔ)量6776萬(wàn)噸，伴生金、銀、鉬，日出礦量達(dá)10萬(wàn)噸，采礦方法為自然崩落法，其在自動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦方面頗具特色。

智利特尼恩特（EI Teniente）銅礦采用的是山德維克的AutoMine系統(tǒng)，控制室設(shè)在地表，距生產(chǎn)區(qū)約15KM?？刂剖覂扇斯ぷ鳎蝗素?fù)責(zé)操作地下鏟運(yùn)機(jī)，隨時(shí)可將鏟運(yùn)機(jī)在線轉(zhuǎn)至遙控等待、自動(dòng)或遙控操作狀態(tài)，而無(wú)需停車；另一人負(fù)責(zé)生產(chǎn)計(jì)劃和協(xié)調(diào)工作。

AutoMine系統(tǒng)也稱為地下礦山自動(dòng)化礦石運(yùn)輸系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于加拿大、芬蘭、智利、南非及澳大利亞等國(guó)的卡車、鏟運(yùn)機(jī)上。特點(diǎn)：

(1) 自動(dòng)行駛及卸礦、遠(yuǎn)程遙控鏟斗裝礦；

(2) 操作人員在控制室控制、一個(gè)操作員可控制數(shù)臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)及卡車；

(3) 運(yùn)行狀態(tài)及生產(chǎn)監(jiān)控、交通控制、導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施；

(4) 與外部系統(tǒng)兼容接口；

(5) 適用于不同應(yīng)用場(chǎng)合、靈活的作業(yè)區(qū)域隔離系統(tǒng)。

3、澳大利亞奧林匹克壩銅鈾礦

澳大利亞奧林匹克壩銅鈾礦隸屬于國(guó)際礦業(yè)巨頭必和必拓，是世界上最大的充填法礦山，該礦是一個(gè)銅-鈾-金-鐵-稀土綜合礦，整個(gè)礦區(qū)探明礦石儲(chǔ)量20億噸，平均含鈾0.051%（100萬(wàn)噸），銅1.6%（3200萬(wàn)噸），金0.68g/t（1200噸）。

1997年，開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)化LHD(鏟運(yùn)機(jī))項(xiàng)目研究。

1999年，將MINEGEM系統(tǒng)安裝在卡特彼勒公司（Caterpillar）的ElphinstoneR2900型鏟運(yùn)機(jī)上，控制中心設(shè)在地表，通信采用光纖和微波無(wú)限電網(wǎng)絡(luò)。

2003年，首次實(shí)現(xiàn)鈾1名操作者從地表控制中心同時(shí)遙控兩臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)和一臺(tái)裝在卸載點(diǎn)的碎石機(jī)。