21世紀，礦業(yè)引入了一種全新理念，就是構建一種新的智能模式，實現(xiàn)資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術裝備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡化、生產(chǎn)管理與決策科學化。智能化成為礦山行業(yè)轉型升級的必然之路。

目前，國內礦山主要處于自動化向智能化過渡階段，而部分國外礦山已經(jīng)實現(xiàn)了無人礦山，如瑞典的基律納鐵礦，作為世界最大地下礦山，基律納鐵礦已全面采用智能采礦技術。

基律納鐵礦位于瑞典北部，深入北極圈內200ｋｍ，是世界上緯度最高的礦產(chǎn)基地之一，全年中有一大半時間被大雪覆蓋，嚴寒難耐。同時，基律納鐵礦以產(chǎn)高品位鐵礦石著名，其鐵礦蘊藏量約18億t，礦山井下巷道寬闊，采礦設備十分先進，是目前世界上最大的鐵礦山之一。

基律納鐵礦設計原礦年生產(chǎn)能力為2200萬t，采用高分段無底柱崩落采礦法采礦，豎井斜坡道聯(lián)合開拓，按照礦山生產(chǎn)安排，計劃在2018年前完成系統(tǒng)改造和產(chǎn)能提升，屆時將實現(xiàn)3500--4000萬t的生產(chǎn)能力。

據(jù)了解，基律納鐵礦已實現(xiàn)了“無人智能采礦”，僅依靠遠程計算機集控系統(tǒng)，工人和管理人員就可實現(xiàn)在遠程執(zhí)行現(xiàn)場操作。在井下作業(yè)面除了檢修工人在檢修外，幾乎看到其他工人。

空無一人的巷道

多重聯(lián)合的礦床開拓方法

基律納鐵礦采用豎井+斜坡道聯(lián)合開拓，礦山有3條豎井，用于通風、礦石和廢石的提升，人員、設備和材料主要用無軌設備從斜坡道運送。主提升豎井位于礦體的下盤，到目前為止，采掘面和主運輸系統(tǒng)已經(jīng)下移了6次，目前的主要運輸水平在1045m水平。

主斜坡道位于礦體北部的下盤，坑口在工業(yè)場地附近，標高為+230m，在進口段為單車道、雙巷，延伸至420m水平時合并成為一條雙車道的單巷斜坡道，直線折返形式向下延深與各生產(chǎn)水平、輔助水平聯(lián)結。斜坡道的坡度為1∶10，巷道局部采用噴錨網(wǎng)支護，路面均進行了硬化處理。

高效合理的開采工藝

1965年，基律納鐵礦由露天轉入地下開采后，一直采用特大規(guī)模無底柱分段崩落法開采并沿用至今，分段高一般為50—55m。

這種采礦方法的優(yōu)點主要有:

? 有利于大規(guī)模、機械化、高強度開采；

? 井下作業(yè)場所比較安全；

? 采礦工藝靈活，開采工作面易靈活調整，可多個作業(yè)面同時回采；

? 回采工藝簡單，生產(chǎn)設備和開采工序可實現(xiàn)標準化。

缺點和不足主要為礦石貧化較大，以及采場底部出礦時，多在獨頭的巷道中作業(yè)，通風難度較大。

先進的鑿巖設備及鉆孔裝藥、爆破方式

巷道掘進采用鑿巖臺車，臺車裝有三維電子測定儀，可實現(xiàn)鉆孔精確定位。巷道掘進采用深孔掏槽，孔深一般為7.5m，孔徑64mm。采場鑿巖采用遙控鑿巖臺車，孔徑115mm，最大孔深55m，該臺車采用激光系統(tǒng)進行準確定位，無人駕駛，可24h連續(xù)循環(huán)作業(yè)。

采場大直徑(115mm)深孔(40-50m)裝藥使用裝藥遙控臺車，炸藥為抗水性好、粘度高的乳化炸藥，可以預裝藥，不受孔內積水影響，返藥量少。爆破網(wǎng)絡為人工連接，一般采用分段導爆管雷管、導爆管和導爆索網(wǎng)絡。

高效的遠程控制運輸和自動化運輸設備

基律納鐵礦采場鑿巖、裝運和提升都已實現(xiàn)智能化和自動化作業(yè)，鑿巖臺車和鏟運機都已實現(xiàn)無人駕駛。礦石裝載采用遙控鏟運機，斗容25t，單臺效率為500t/h，周平均出礦量約3.0-3.5萬t。這種鏟運機無廢氣排放、粉塵少、低噪音、使用壽命長，便于集中維修。

井下運輸系統(tǒng)有膠帶運輸和有軌自動運輸兩種類型，膠帶運輸主要負責井下破碎站至提升箕斗段運輸，有軌自動運輸一般由8列礦車組成，礦車為連續(xù)裝、卸載的自動化底卸車。

礦石裝運和提升都已實現(xiàn)智能化和自動化作業(yè)，礦石裝載采用阿特拉斯公司生產(chǎn)的Toro2500E型遙控鏟運機，采用光纜系統(tǒng)和遙控操作選擇的自動導向功能，實現(xiàn)無人駕駛。

膠帶輸送機自動將礦石從破碎站運送到計量裝置中，豎井箕斗在指定位置停穩(wěn)后，礦石自動裝入箕斗，工作人員按下手柄提升機隨即起動，將箕斗提升至地表卸載站后，箕斗底門自動打開，完成卸礦。該裝載和卸載過程為遠程控制，之后又通過技術改造，提升系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化。

除了基律納鐵礦，力拓鐵礦、智利特尼恩特銅礦等都在礦山智能化轉型過程中取得了自身進展。智利特尼恩特銅礦采用的是山德維克的AutoMine系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得礦山運輸系統(tǒng)自動化，包括行駛、裝礦、卸礦工序。操作人員可在地表控制室控制，且一人控制多臺鏟運機和卡車，隨時可將鏟運機在線轉至遙控等待、自動或遙控操作狀態(tài)，而無需停車。而力拓的“未來礦山”計劃中，遠程控制中心不但可以操控每臺礦山鉆機和翻斗卡車，且每臺鉆機和卡車之間也可以“對話”，實施同步數(shù)據(jù)交流，以達到機機協(xié)作；加拿大也制定出一項擬在2050年實現(xiàn)的遠景規(guī)劃，即建設一個無人化礦山，通過衛(wèi)星操控礦山的所有設備，實現(xiàn)機械破碎和自動采礦?？梢姡V山智能化已經(jīng)成為不可逆轉的時代趨勢。