井下智能采矿整体解决方案 汇报人：王亚东 1 5932004367 1 2 3 井下智能采矿概述 目录 关键技术及研究成果 技术需求 CONTENTS 一、井下智能采矿概述 河钢集团矿业公司是河钢集团的全资子公司，总部位于河北省唐山市。2008年 9月组建成立，是以铁矿石采选加工为主业，辅以钢球、火工品制造等产业的国有 大型冶金矿山企业。主导产品有：铁精粉、磷精粉、白云石粉、火工品、钢球等。 一、井下智能采矿概述 河钢矿业以站在未来看现在的发展思维，大力推进改革创新，努力建立适应矿 山新常态的经营发展模式。 一、井下智能采矿概述 河钢矿业致力于智能矿山建设，采用人工智能、物联网、地理信息技术、虚拟 现实、智能机器人、轨道交通技术、无线通信技术、自动控制、计算机软件、移动 互联网、高端装备制造等高新技术，应用于矿山生产各个作业环节，实现矿山全流 程、全生命周期的数字化与智能化。 一、井下智能采矿概述 智能采矿是在矿床开采中，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 标的矿业工程。 1 2 3 井下智能采矿概述 目录 关键技术及研究成果 技术需求 CONTENTS 二、关键技术及研究成果 井下智能采矿 井下开采数字化管控平台 井下生产装备智能化系统 二、关键技术及研究成果 1、 井下开采数字化管控平台 井下开采数字化管控平台采用物联网、智能传感器、综合通讯等先进技 术，实现对井下开采环境参数的实时监测、生产及辅助系统的远程监控，开发 专用软件实现井下各系统数据的采集和深度分析，为井下采矿生产提供有力支 撑。 主要包括采矿安全超前预警系统、地测采综合信息管理系统，井下安全避 险信息系统、智能化生产管控系统等组成。 二、关键技术及研究成果 （ 一）采矿安全超前预警体系 近年来国内井下采矿规模不断增加，千万吨以上的地下矿山陆续投入生 产，特别是一些水文地质条件复杂矿山面临开采安全难题，通过采用超前探 测及预警技术，实现对地下开采引起的采空区和境界矿柱突冒、露天坑积水 下渗引起的井下水突涌及断层破碎带影响下矿体安全开采等地下围岩稳定性 问题进行研究，建立井下采矿安全分析及评价体系，有力保障井下采矿安全。 二、关键技术及研究成果 （ 一）采矿安全超前预警体系 1）隧道地震波反射层析成像超前探测技术 （ 二、关键技术及研究成果 （ 一）采矿安全超前预警体系 2）井下微震监测系统 （ 二、关键技术及研究成果 （ 二）井下安全避险信息系统 二、关键技术及研究成果 （ 三）地测采综合信息管理系统 基于软件平台的信息管理和三维可视化在河钢矿业各矿山应用的比较多 ， 主要利用工程设计上普遍使用的CAD、3Dmine、Surpac、Micromine、Mintec、 Datamine等开发软件针对地质测量、采矿等专业的功能模块构建起矿山三维数 字化地测采综合信息管理平台，全面实现地质、测量、采矿室内工作的自动化 信息处理与服务功能。 二、关键技术及研究成果 1 、建立矿体三维模型 通过建立地质与工程数据库，创建多种可视三维模型，可直观反映整个矿山 所有矿体与工程的空间关系并提供编辑图形计算功能，实现可视化的动态管理， 包括地表模型、矿体形态与品位模型、地下工程模型、开拓运输模型，供水供电 和通风系统模型等。 二、关键技术及研究成果 2 、地质信息处理 及时反映矿体形态和品位的动态变化，实现日常的矿体模型维护，包括矿体 区域生成、充填区域生成、边界品位修改、矿量及品位计算等功能，在三维矿体 模型上进行实体剖切剖面及平面图生成并进行解译，构建灵活快速的地质专业室 内计算与管理的数据采集、查询、输出报送体系，提高了作业效率和作业质量。 二、关键技术及研究成果 3 、测量数据的处理 根据实测数据生成三维巷道模型，并保存相应的施工度及质量信息，计算出 副产矿岩量，通过对数据分析整理，派生出各种进度报表，形象地反映整体施工 状况，实现对采掘工程的进度管理与质量管理。 二、关键技术及研究成果 4 、采矿设计与生产计划编制 采矿设计主要包括：开拓、采准、采切设计、巷道设计等。将巷道、溜井等 常用工程模块化，自动计算工程量表及工程坐标表。采矿计划主要包括：掘进计 划、采准计划、回采计划及充填计划。可以实现按计划时间和矿体品级列出采准 计划详细计算结果表，自动计算出回采计划量及矿体品位，按计划时间和空间列 出充填计划等功能，通过三维技术应用，实现了设计、计划的三维可视化。 二、关键技术及研究成果 5 、井下采矿生产全局可视化 基于矿体三维模型,将开拓工程、采掘系统、运输系统、给排水、供电、通风等设施的工作 状态呈现于三维模型中,实现可视化采矿生产管理。 ( 1) 采掘。在三维视图中显示各采掘系统空间准确位置,根据测量数据重建采掘推进面,及时反 映采矿与掘进位置，采掘设备模型显示在三维立体图中,提供设备属性列表查询。 ( ( 2) 开拓工程及运输。建立三维运输显示系统,形象反映开拓工程布置及各种运输状态。 3) 排水、供水、供电显示。分别建立井下排水、供水、供电等三维模型,将主要设备数字模 型布置图中,提供设备属性列表查询。 ( 4) 通风系统。建立全矿的三维智能通风系统模型, 显示进风、出风路线和通风数据,操作人 员可在界面上进行风机开启及通风构筑物的调节。 二、关键技术及研究成果 （ 四）智能化生产管控系统 目前河钢矿业地下矿山在矿井提升、排水、通风、尾矿充填、选矿、计量等 工序方面部署了智能化生产控制系统,实现了关键生产过程的监控、调整、预警、 故障保护、故障在线诊断等。通过建立矿山调度集控中心,将各工艺流程的控制 和监控都集中到控制中心,在统一的工作平台上自动运行,提供人工对生产流程的 协调控制,提高了整体生产流程的效率,确保了生产的正常运行。 二、关键技术及研究成果 2、 井下智能化生产装备 井下开采装备的无人化驾驶、远程操控技术是智能采矿的核心技术， 随着矿山井下开采深度的增加，采矿条件越来越苛刻，例如地热、地压等问 题使得采矿人员的工作条件变差，为了提高开采效率和降低开采成本，并保 证井下作业人员的安全，井下无人化开采技术成为未来采矿业研究的主要课 题之一。 二、关键技术及研究成果 （ 1）电机车无人驾驶运输系统 河钢矿业自主研发了一套井下电机车无人驾驶运输系统，并于2015年9 月在司家营铁矿井下-180m水平成功投入生产运行，该系统实现了电机车驾 驶、装车和卸载的无人化，取消了井下三道工序的作业人员，电机车运输编 组无人驾驶自主运行，远程遥控装矿、自动卸载，订单式运输管控，操作人 员通过在地面调度监控系统平台管控全部运输生产过程。 二、关键技术及研究成果 二、关键技术及研究成果 二、关键技术及研究成果 （ 2）生产装备无线遥控系统 河钢矿业自主研发了一套具有自主知识产权、技术先进、稳定可靠的井 下采掘设备无线遥控系统，该技术能够实现操作人员与铲运机、凿岩台车、 装药车等生产设备分离，操作人员通过在安全区域遥控操作生产设备作业， 取消危险环境作业人员，实现井下矿石安全、高效开采。 二、关键技术及研究成果 （ 2）生产装备无线遥控系统 二、关键技术及研究成果 （ 2）生产装备无线遥控系统 1 2 3 井下智能采矿概述 目录 关键技术及研究成果 技术需求 CONTENTS 三、技术需求 序号 项目名称 技术现状 拟解决的技术问题 注浆帷幕建成后，着 地下水赋存情况探明；构 手疏干放水工程设计施工 造及矿岩的渗透性研究；地下 ， ， 但未达到预期防水效果 水补给途径研究及补给量精确 区域地下水位没有明显 计算；防治水的新技术、新工 中关铁矿 防治水技术 1 下降，基建及生产一直顶 艺、新材料、新设备。 水作业，存在安全隐患。 投产后，回采矿房将 静水压力高、涌水量大、 采用大阶段空场嗣后充填 揭露围岩面积大、水文地质条 采矿法，阶段高度50m，爆 件复杂的大水井下矿山矿房回 破落矿过程中存在涌水隐 采时的防治水技术；出水矿房 患，需要一种有效的矿房 回采时的爆破出矿管理和充填 田兴铁矿 矿房回采 防水技术 2 回采防治水方法。 技术。 汇报完毕，谢谢！ 汇报人：王亚东 15932004367