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摘要：近些年來，國際礦業整體形式一直處于低谷，如何通過數字化礦山建設實現精細化管理降本增效已成為企業必須解決的問題，緬甸萊比塘銅礦因為其獨特內外部環境，數字化礦山建設更是迫在眉睫，經過項目技術人員的不斷研究，結合卡調系統以及礦山實際情況，我們通過調度中心初步構建綜合自動化平臺，初步實現以現場安全生產為核心，調度中心為紐帶，依托綜合自動化平臺，實現安全、生產、技術、設備維修、物資采購、人力資源、經濟核算、質量管理等監管控一體化。
關鍵詞：萊比塘露天銅礦；綜合自動化平臺；精細化管理；設備效率
1工程概述
緬甸萊比塘銅礦（簡稱L礦）位于緬甸實皆?。⊿againg）南部，與該省最大的城鎮蒙育瓦（Monywa）直線距離約5km，公路里程約26km。蒙育瓦銅礦區處于緬甸中部中央沉降帶的內火山弧上，產于欽敦江沖積平原西側的晚第三系火山碎屑巖和晚期的安山巖-英安巖體內，沿北西走向分布有四個銅礦段，其中S礦、S南礦、K礦三個相鄰，L礦位于S礦東南約7km處，是其中最大的一個。項目建設期3年，露天開采期32年，其中達產期31年，減產期1年，設計規模為100kt/a高純陰極銅，是亞洲目前第一大濕法煉銅項目。L礦的采礦生產管理和調度一直沿用傳統的礦山生產管理模式，生產數據由人工記錄，工作效率較低，制約了液壓鏟和卡車等設備利用率的提高，難以適應現代化大礦山大規模采礦和剝巖生產任務發展需要。為了改變這種傳統的生產模式，加速礦山信息化、數字化建設，實現礦山的精細化管理，降本增效，L礦于2016年開始著手構建綜合自動化礦山平臺，初步完成礦山的監管控一體化。
2綜合自動化平臺的初步構建
通過采用現代信息技術、計算機技術、通信技術、自動化控制技術等各種高科技技術，結合先進的露天采礦生產管理理念，基于二維礦山GIS圖形，導入礦山地理信息和設備運行信息，以及高精度引導獲得的地測采技術信息，在礦區建立數字化調度中心，最終初步形成一個信息化、智能化、社會化的綜合自動化平臺。
3依托綜合自動化平臺各個子平臺的形成
基于綜合自動化平臺，以調度中心為紐帶，通過分析礦山各項工作之間邏輯關系，結合系統各個功能模塊，形成二維監控可視化平臺、生產智能調度平臺、高精度引導地測采信息共享平臺、設備報警維修管理平臺、綜合數據中心這五大子平臺。
3.1二維監控可視化平臺
二維監控為礦山地理信息和設備運行信息的綜合展示平臺，將整個礦區的各個關鍵區域，包括采場道路網、破碎站、修理總廠及各個分廠、堆浸場、排土場以及所有運行的礦山設備信息進行虛擬展示和編輯更新。通過在礦區各個重點區域安裝高清可移動攝像頭，將其直觀的展示在調度中心監控大屏上，則調度中心能夠隨時觀察到現場的實際情況，出現問題能夠結合實際，并做出正確的決策。結合二維監控和礦區高清視頻系統，構建全礦山二維監控可視化平臺對整個礦山整體及其相關現象在調度中心進行數字化再現，實現整個礦區的前方位、多角度的全場景展示。
3.2生產智能調度平臺
生產智能調度平臺全面的展示礦區車鏟的關鍵信息、車鏟匹配和各區域車流信息，可以直觀、快速了解每一臺挖掘機的配車情況、挖掘機當前的裝車效率和平均裝車時間、卡車當前的狀態、位置及預計到達時間，當前挖機作業狀態下對卡車的需求數量等關鍵信息。使調度中心快速掌握每一臺挖掘機的運行情況，第一時間發現卡車延誤、挖機欠車、壓車、挖機效率低等各種不利因素并及時進行分析解決。生產智能調度平臺從全局角度展現車鏟關系和車鏟作業活動，二維監控可視化平臺從虛擬現實角度展示卡車位置及運行狀態，兩者結合使用，調度中心對現場情況進行準確了解和分析，掌握全局并及時識別欠壓車、挖掘機效益異常，及時下發調度指令、分析低效原因，提高挖掘機和卡車生產效率。智能調度是生產智能調度平臺的核心功能，通過智能調度實現對現場設備的實時動態規劃和實時動態調度，有效降低設備空置率，提高礦山主要設備的綜合效率。智能調度綜合考慮挖掘機作業效率、卡車循環時間、路徑飽和率、品位控制、車鏟約束等因素，應用Dijkstra、Floyd、矩陣算法、動態規劃等算法，計算出最佳車鏟關系和卡車路徑。L礦作為大型露天礦山具有挖掘機分布廣，道路復雜的特點，所以采用分臺階分區鎖定智能調度，根據礦山、挖掘機作業臺階、作業區域、排土場堆浸場等因素，對挖掘機進行分組并進行組內卡車智能調度，實現組內卡車實時動態優化指派。智能調度使卡車調度相對人工指派更加合理、優化和及時，有效的降低車鏟相互等待時間、提高挖掘機和卡車生產效率、降低調度員臨時調配卡車的工作量，并最終實現對現場生產的精細化管理。
3.3高精度引導地測采炮區管理平臺（圖2）
高精度引導地測采炮區管理平臺是通過厘米級的GPS定位系統，對牙輪鉆機鉆桿位置的準確定位，穿孔深度的準確檢測以及結合炮區管理系統的對孔引導功能，提高對孔準確度和穿孔效率，提高穿孔質量，并通過炮區管理系統實時顯示穿孔過程，技術人員可根據穿孔過程獲取穿孔效率、巖性備注等信息，及時的對爆破設計進行優化，提高爆破質量。對挖掘機其關鍵部位的精確定位，實現了對挖機鏟斗、履帶高程準確檢測，結合炮區管理系統，使調度中心和挖機操作手能夠實時掌握臺階設計高程、履帶實際高程、礦巖界限和作業準確位置，明確物料信息，降低礦石貧化損失率，并杜絕超挖欠挖的現象。最終可依托高精度引導地測采炮區管理平臺，實現對現場生產技術的精細化管理。
3.4設備報警維修管理平臺（圖3）
在大型露天礦山中，設備的維修管理是重點工作，直接影響著礦山產值，通過設備報警維修管理平臺，實現對礦山大型設備從故障報警、維修、庫房取件等一系列維修過程的跟蹤和監督，實現了準確統計設備狀態，以及設備完好率、利用率、實動率等相關大數據的目的，修理廠可根據大數據對不同故障維修過程、維修耗時以及故障原因進行詳細分析，提高維修效率。物資部門也可對耗件情況進行分析提高備件管理能力。通過設備報警維修管理平臺，最終實現現場設備維修備件的精細化管理。
3.5綜合數據中心
綜合數據中心是屬于采礦大數據應用的范疇，生產和設備績效數據當班可用，可實時了解當班生產計劃執行情況、挖掘機作業效率等關鍵信息。對歷史設備運行情況、生產過程、產量、效率等數據進行采集、加工、分析，并存儲在該平臺中。通過綜合數據中心，全面整合人力資源、生產、技術、物資采購等礦山各方面綜合數據，通過報表系統對數據進行二次加工和深度挖掘，并通過各項報表直觀的展現出來，分析項目生產經營經濟效率，為各級領導提供決策依據。
4初步數字化礦山建設后帶來的優勢
L礦通過進行數字化礦山建設，初步形成以現場安全生產為核心，調度中心為紐帶，依托綜合自動化平臺實現安全、生產、技術、設備管理、物資采購、人力資源、經濟核算、質量管理的監管控一體化。2017上半年綜合自動化平臺開始建設，4月~5月進行試運行，6月基本實現正常運行，對比2016年下半年和2017年下半年挖掘機小時效率，數據顯示，綜合自動化平臺形成后，礦山主要設備效率有了明顯的提高。
5結語
信息化建設是水電十局礦山管理提升的重要舉措，L礦作為水電十局生產總承包的重點礦山，率先進行數字化礦山建設，為企業的信息化建設奠定了基礎。平臺目前在L礦平穩運行，實時調度、直觀展示、綜合分析等方面的優勢得到充分發揮，下一步項目技術人員將不斷研究，持續探索，結合礦山實際情況，繼續開展平臺深度應用工作，深挖其平臺應用潛力，并注意培養相關人才，為水電十局未來礦業發展之路打好基礎。
參考文獻
[1]金麗君.礦山企業數字化礦山建設的探討[J].中國礦山工程,2014,43(3):65-67.
[2]趙安新.數字化礦山及其關鍵技術應用與研究[D].西安科技大學,2006.
作者:柯俊 劉平旭 單位:中國水利水電第十工程局有限公司
