智慧赋能下的露天非金属矿山创新实践

引言

露天非金属矿山在基础设施建设、工业生产等领域发挥着关键作用。然而，传统露天非金属矿山开采面临资源利用率低、管理粗放、安全隐患多等问题，制约行业发展。近年来，人工智能、物联网、大数据等智慧技术的兴起，为露天非金属矿山的转型升级提供了有效途径。通过智慧赋能，露天非金属矿山能够实现开采流程的自动化、管理决策的科学化、安全生产的智能化，提升整体竞争力。本文聚焦智慧赋能下露天非金属矿山的创新实践，旨在探索行业创新发展方向，助力其实现可持续发展目标。

一、智能开采技术的创新应用

1.1 智能感知与精准开采技术

智能感知技术是露天非金属矿山实现精准开采的核心。通过在矿山部署各类传感器，如地质雷达、激光扫描仪等，可实时获取矿山地质结构、矿层分布等信息。这些传感器能够精准探测矿石品位、岩层厚度等关键数据，为开采方案制定提供依据。例如，利用激光扫描仪对矿面进行三维建模，可清晰呈现矿体形态，使开采作业能够依据实际情况精准规划开采路径和开采量，避免过度开采或开采不足，有效提高资源开采效率，降低开采成本，实现资源的最大化利用 。

1.2 自动化开采设备的应用

自动化开采设备的广泛应用，极大提升了露天非金属矿山的开采效率与安全性。无人驾驶矿用卡车、自动化凿岩机等设备逐渐取代传统人工操作设备。无人驾驶矿用卡车能够依据预设路线和指令，在复杂矿山环境中自动完成矿石运输任务，避免人为操作失误带来的安全风险。自动化凿岩机可根据智能感知系统反馈的数据，自动调整钻孔位置和深度，确保钻孔精度，提高开采作业的稳定性和效率，减少人力投入，实现开采作业的高效化与智能化。

1.3 开采过程的数字化模拟与优化

数字化模拟技术为露天非金属矿山开采过程优化提供了有效手段。借助计算机仿真软件，对矿山开采全过程进行数字化建模与模拟，能够直观呈现开采过程中可能出现的问题，如边坡稳定性、矿石运输路线拥堵等。通过模拟不同开采方案，分析其对资源利用、经济效益和环境影响等方面的差异，可筛选出最优开采方案。同时，在开采过程中，根据实时监测数据对模拟模型进行动态调整，及时优化开采策略，保障开采作业的顺利进行，提高矿山整体运营效益

二、智慧化管理体系的构建

2.1 大数据驱动的决策支持系统

大数据技术在露天非金属矿山管理中的应用，构建起高效的决策支持系统。通过收集矿山开采、设备运行、物资管理等多维度数据，运用大数据分析技术挖掘数据背后的规律和价值。例如，分析设备运行数据可预测设备故障发生概率，提前安排维护计划，减少设备停机时间；分析开采数据可优化开采进度安排，合理调配资源。基于大数据分析结果，管理人员能够做出科学、精准的决策，提高矿山管理的科学性和有效性，提升企业的市场竞争力 。

2.2 物联网实现矿山设备全生命周期管理

物联网技术实现了露天非金属矿山设备的全生命周期管理。将各类矿山设备接入物联网系统，通过传感器实时采集设备运行状态、工作参数等数据，并上传至云端管理平台。管理人员可通过平台远程监控设备运行情况，及时掌握设备健康状况。同时，系统可根据设备运行数据进行故障诊断和寿命预测，制定个性化的维护保养计划，延长设备使用寿命，降低设备维修成本。此外，物联网技术还可实现设备间的信息交互与协同作业，提高设备整体运行效率 。

2.3 供应链协同管理的智慧化升级

智慧赋能推动露天非金属矿山供应链协同管理的升级。利用信息化技术整合供应商、矿山企业和客户等供应链各环节信息，实现信息共享与实时交互。通过建立供应链协同管理平台，可对物资采购、生产调度、产品销售等环节进行统一规划和协调。例如，根据矿山生产计划自动调整物资采购数量和时间，确保物资供应的及时性和准确性；依据客户需求合理安排产品运输与配送，提高客户满意度。智慧化的供应链协同管理能够降低供应链成本，提高供应链整体运作效率，增强企业应对市场变化的能力 。

三、安全生产保障的创新举措

3.1 智能安全监测预警系统

智能安全监测预警系统是露天非金属矿山安全生产的重要保障。该系统通过部署各类安全监测传感器，如边坡位移监测传感器、粉尘浓度监测传感器等，实时监测矿山作业环境和设备安全状态。一旦监测数据超过预设阈值，系统立即发出预警信号，并通过短信、邮件等方式通知相关人员。同时，系统还可结合历史数据和人工智能算法，对安全隐患进行预测分析，提前采取防范措施，将安全事故扼杀在萌芽状态，有效保障矿山作业人员的生命安全和矿山财产安全 。

3.2 应急救援的智能化响应机制

智能化应急救援响应机制的建立，提高了露天非金属矿山应对突发事件的能力。利用地理信息系统（GIS）、卫星定位等技术，构建应急救援指挥平台。

当发生安全事故时，平台能够快速定位事故地点，调取周边救援资源信息，制定最优救援方案。同时，通过应急通信设备实现现场与指挥中心的实时通信，确保救援指令准确传达。此外，利用虚拟现实（VR）技术开展应急演练，模拟各类事故场景，提高救援人员的应急处置能力和协同作战能力，缩短应急救援响应时间，降低事故损失 。

3.3 人员安全行为的智能监管

采用智能视频分析、可穿戴设备等技术实现对矿山作业人员安全行为的智能监管。在矿山作业区域安装智能摄像头，利用视频分析技术识别人员的不安全行为，如未佩戴安全帽、违规操作设备等，及时发出语音提醒和警告。为作业人员配备智能可穿戴设备，实时监测人员的生命体征、运动轨迹等信息，当人员出现身体不适或进入危险区域时，设备自动报警。通过智能监管，规范人员安全行为，增强人员安全意识，减少因人为因素导致的安全事故发生 。

四、结语

智慧赋能为露天非金属矿山带来了全方位的创新变革，从智能开采技术的应用到智慧化管理体系的构建，再到安全生产保障的创新，有效解决了传统矿山发展中的诸多问题。智能感知、自动化设备等技术提高了开采效率和资源利用率，大数据、物联网等技术优化了管理决策和供应链协同，智能安全监测等举措保障了生产安全。然而，智慧矿山建设仍面临技术成本高、人才短缺等挑战。未来，需进一步加强技术研发与创新，培养专业人才，推动智慧技术与露天非金属矿山的深度融合，实现行业的绿色、高效、可持续发展。

参考文献：

[1] 张润天 , 原新宇 . 科技赋能打造智慧矿山——中色白矿智能化建设推动企业高质量发展综述 [J]. 中国有色金属 ,2025,(05):62-63.

[2] 张继勇 . 先进装备，为矿业高质量发展蓄势赋能 [N]. 中国矿业报 ,2024-12-31(001)..

[3] 柳小波 , 丛峰武 , 张宝金 , 等 . 我国金属矿山智慧化转型实践与展望 [J/OL]. 金属矿山 ,1-20[2025].