中国著名采矿专家—北京科技大学 胡乃联教授 课件,值得收藏!

金属矿山数字化漫谈胡 乃 联北京科技大学

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报告内容

1.数字矿山(DM)简介 2.国外矿山数字化概况

3.瑞典基律纳铁矿简介4.我国矿山的数字化问题 5.矿山数字化的几点思考

无废化

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1.数字矿山简介-概念 数字矿山(Digital Mine,DM)是数字地球

(Digital Earth,DE)的理念、原理及技术 在矿山领域中的具体应用和延伸。 无废化 数字矿山的开发和应用既有与数字地球相似

的地方，又有其本身的特点，所以研究数字

矿山首先要理解数字地球。

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1.数字矿山简介-概念 美国副总统戈尔于1998年最先提出“数字地 球”的概念。 从本质上说，“数字地球”不是一个孤立的 项目，而是一项整体性的、导向性的国家战 略目标。无废化

“数字地球”包括3个重要的组成部分：信息的获取、信息的处理、信息的应用。4

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1.数字矿山简介-概念数字地球的构想 戈尔在《数字地球：二十一世纪认识地球的方式》 中，以一种科幻的方式将数字地球表述为： 设想一个小孩来到数字地球陈列室，当她戴上“头无废化 盔显示器”,她将看到就象是出现在空中的地球。

使用“数据手套”,她开始放大景物，伴随越来越高的分辨率，她会看到大洲，随之是区域、国家、

城市、最后是房屋、树木以及其它各种自然和人造物体。

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1.数字矿山简介-概念 在发现自己特别感兴趣的某地块时，她可乘上“魔毯”, 即地面三维图像显示去深入查看。

使用“声音识别装臵”,小孩还可以询问有关土地覆盖、植物和动物种类的分布、实时的气候、道路、等方面的信 息。无废化

她不仅可以跨越不同的空间，也可以在时间线上奔驰。为 了去参观卢浮宫，她先在巴黎作了一番虚拟旅游之后，她

可以回到过去，了解法国历史。这条时间线可伸回很远，从数日、数年、数世纪甚至到地质 情况。 纪元，去了解恐龙的

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1.数字矿山简介-概念 “显然，这不是一个政府机构，一个产业或一个 研究单位能担负起的事业” 。这就使得数字地球 这一目标的实现成为一种政府行为，一种综合国 力的竞争，一种发展机遇的争夺战。 无废化 从本质上说，“数字地球”不是一个孤立的项目， 而是一项整体性的、导向性的国家战略目标。

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1.数字矿山简介-概念 “显然，这不是一个政府机构，一个产业或一个 研究单位能担负起的事业” 。这就使得数字地球 这一目标的实现成为一种政府行为，一种综合国 力的竞争，一种发展机遇的争夺战。 无废化 从本质上说，“数字地球”不是一个孤立的项目， 而是一项整体性的、导向性的国家战略目标。

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1.数字矿山简介-概念 数字矿山是数字地球理念及技术在矿山勘探、开发 及矿山管理中的具体应用，是一种未来矿山的崭新 体系。 学术界对数字矿山给予很大期望，数字矿山被赋予 无废化 了神圣的使命：“构建数字矿山，以信息化、自动 化和智能化带动采矿业的改造与发展，开创安全、 高效、绿色和可持续的矿业发展新模式，是中国矿 业生存与发展的必由之路”。

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1.数字矿山简介-概念 综合矿业发达国家矿山信息化建设不同的 战略设想，以及不同学者对数字矿山概念 的表达，对数字矿山的概念可以表述为几无废化

个不同的层次： 矿山数字化信息系统

远程遥控和自动化采矿10

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1.数字矿山简介-内涵 在矿业发达国家矿山，信息技术的应用已相当普

及。二十世纪后20年，这些国家信息化的重点已经转移到地下矿山生产过程自动化，实现远程遥

控和自动化操作方面。其主要是因为： 无废化(1) 提高劳动生产率，降低成本的需要；

(2)开采贫矿和深部矿床的需要；(3)改善矿工安全和健康状况的需要。

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1.数字矿山简介-特征(1) 矿山作为劳动对象不断变化的生产企业， 必 须 全面采用现代信息技术，实现矿山勘测、规划、 设计数字化，技术与生产过程数字化，经营管理

与决策过程数字化，最终体现为矿山的高度信息 无废化化、自动化、智能化。

只有这样，才能真正做到高效、安全、低成本生产，并且使矿产资源开发与生态、环境保护相协

调。

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1.数字矿山简介-特征(2) 构建数字矿山的最大技术难点在于其 作 业 对 象 的不确定性，很难进行精确的量测与控制。 矿床开采是一个复杂、多变、信息隐蔽、难以预无废化

测的巨型系统，因此，从信息采集、传输、处理、 集成、显示到应用于生产过程，涉及领域非常广

泛，需要多学科交叉、创新、积累。 13

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1.数字矿山简介-特征

(3)构建数字矿山，将彻底改变现有的矿 山生产工艺，也将更有利于深部开采 和贫矿开采。无废化

数字矿山是矿业发展的目标和方向，而不是一项具体的工程。

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1.数字矿山简介-理论基础 数字矿山建设的理论基础系统工程学和信息工程学；

数字地质学及岩石力学理论；现代采矿学；无废化 机械工程学、机器人与自动化理论；

无线电通信理论、空间信息理论； 自动定位与导航理论; 检测监控理论; 工程管理科学、运筹学与控制论。

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1.数字矿山(DM)简介 2.国外矿山数字化概况

3.瑞典基律纳铁矿简介4.我国矿山的数字化问题 5.矿山数字化的几点思考

无废化

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2.国外矿山数字化概况

矿业发达国家的矿山数

字化主要从开采过程的自

动化、智能化入手，以求最大限度的改善矿工的 劳动条件，提高采矿效率。无废化

数字化技术在凿岩、装药爆破、撬毛支护、装载

运输等作业均有成功的应用。

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2.国外矿山数字化概况2.1 凿岩作业

开始是从井下硐室或工作间控制台车工作。现在，从地面遥控的自动化凿岩已经实现，并且在试验

矿山生产中得到应用。无废化 可以连续自动完成掘进工作面一个循环的炮孔或

深孔采矿工作面一排扇形炮孔的凿岩。 凿岩精度得到提高，工时利用显著增加，操作人 员大幅减少。

18 但设备移动就位和维修仍需工人下井直接干预。

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2.国外矿山数字化概况2.2 装药和爆破

加拿大的Inco公司预定研制电子雷管起爆系统与可重复泵送、可变密度、可变能量的散状乳化炸

药装药系统。根据凿岩时提供的岩石性质数据，无废化 能在不同炮孔装填不同密度、不同装药结构的炸

药。这一项目遇到不少困难，但研究工作仍在接 续进行。 芬兰的智能矿山计划也有类似的设想，但尚未见 实质性报道。