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智慧露天矿山建设基本构想

3.1智慧化系统之一：露天矿基础支撑智慧化系统

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露天矿基础支撑智慧化系统（如图所示）是智慧露天矿建设的重要基石，

主要有网络环境、硬件环境和软件环境建设，包括支撑智慧露天矿建设和

运行的大数据信息网络平台、综合数据库系统、通信感知设施、网络传输、

数据仓库、应用支撑、高性能计算、海量存储、信息安全以及各类智能终

端系统等基础保障系统］。其中网络环境建设主要包括数据通信和网络安

全；硬件环境建设主要包括数据中心、管控指挥中心和办公环境建设；软

件环境建设主要包括专家知识库、大数据基础及分析平台。露天矿基础支

撑智慧化系统为后期各业务系统的建设提供全方位服务，保证数据可靠的

采集、传输、存储、应用等。并随着智慧矿山业务单元的建设，保持一定

的先进性，从而为整个智慧露天煤矿的建设保驾护航［66-68］。

智慧化之一-露天矿基础支撑智慧化系统示意图

3.2智慧化系统之二：露天矿时空演化智慧化系统

露天矿全生命周期可以概括为开发前、中、后各个阶段，露天矿设计、生产、

管理等一切行为无外乎是露天矿三维时空的动态发展变化，因此，智慧化建

设首先就是构建露天矿三维时空演化的可视化、数字化动态模型，动态记录

和查询、展示露天矿在任何时段资源开发和环境的三维空间形态、设备和工

艺系统布局及运行状态、生产计划、施工及管理等经济技术状况等。

露天矿时空演化智慧化系统（如图5所示）实现所有地质、测量、安全、生

产等相关数据的集合与展现，露天矿的所有信息都可以通过时空演化模型

进行查询并得到直观的体现，如进行露天矿历史生产状况回溯以及模拟开

采、检验生产计划方案的优劣、核验工程实施与生产计划的出入等操作，形

成机电设备管理、生产计划与工程管理等系统进行可视化分析和智慧化应

用的基础［69-73］。

图5智慧化之二：露天矿时空演

化智慧化系统

3.3智慧化系统之三：露天矿设备及工艺智慧化系统

露天矿设备及工艺智慧化系统对钻机、混装炸药车、电铲、自卸卡车、排

土机以及原煤地面生产系统（含破碎站、胶带输送机、堆取料机、装车

站）等进行智慧化规划，主要实现设备作业过程的数字化、自动化，作业

环节的远程控制及智慧作业，实现减少现场人员重复性简单工作，减少现

场作业人员的目标。通过物联网采集设备运行工况，进行设备间相互关联

性、计量等分析，并实现识别、比对、分析、传输、接收指令等智能化功

能［74-80］。主要包括：

163sGIS

）采掘设备智能化。如图所示，通过矿用传感器、人工智能和（、

GPS、RS）等技术来实现电铲的智能化、精准化作业，在作业过程中确定

电铲正确的合理位置、铲斗的合理挖掘方式；准确识别岩石块度和煤岩混合

台阶，并把地质数据实时传输到生产技术中心，为工作面下一次推进作出合

理的计划；装车时可准确识别卡车位置以及车斗内物料的堆积形状，为铲斗

悬停位置提供引导，保证卡车的满载率。

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（）

273SGISGPSRS

）运输设备智能化。如图所示，通过、、、传感

器等技术实现大型运输卡车的定位、作业位置分配、最优运输线路的规划、

排土作业自动停靠等功能，并在简单路况下实现卡车无人驾

驶；采用智能化胶带运输机实现煤样的自动检测并分装分流、自动检测物料

粒度、调整破碎机转速；研究大倾角运输机（胶带或链板）在露天煤矿的应

用，降低运输成本。