中关铁矿智慧矿山建设探索与实践

引言

我国金属矿山平均自动化水平不足，安全事故发生率较发达国家高出四倍，资源综合利用率低于国际先进水平。智慧矿山作为融合信息技术与采矿工程的新型发展模式，成为破解行业痛点的关键路径。中关铁矿作为华北地区重要的铁矿生产基地，其深部开采面临地压大、环境复杂等挑战，亟需通过智能化建设提升开采效率与安全水平，这也使其成为传统矿山转型的典型研究样本。

一、中关铁矿智慧矿山建设关键技术应用

1.1 智能化开采技术

在中关铁矿智慧矿山建设中，智能化开采技术是提升生产效率的核心驱动力。自动化采掘设备应用上，引入智能钻机与无人铲运机，智能钻机通过内置传感器与控制系统，能精准定位钻孔位置，自动调整钻孔角度与深度，相比传统人工操作，作业精度提升，且可实现 24 小时不间断工作。无人铲运机依托 5G 通信与导航技术，可在复杂井下环境中自主规划运输路线，避免人工驾驶可能出现的疲劳作业风险，大幅提高矿石运输效率，减少人力成本投入。开采工艺智能化优化借助大数据与人工智能技术，收集分析地质结构、设备运行参数、开采进度等海量数据，构建开采工艺优化模型。通过该模型，系统能自动生成最优开采方案，动态调整爆破参数、采掘顺序等，使矿石回采率提高，有效降低开采成本，同时减少资源浪费，实现开采过程的科学化、高效化。

1.2 安全监测与预警技术

安全监测与预警技术为中关铁矿安全生产筑牢防线。多源数据融合监测技术整合地质监测数据、设备运行数据以及环境数据，通过物联网技术将分散的传感器数据实时传输至监测平台。平台利用数据融合算法，对多源信息进行深度分析处理，全面感知矿山安全状态，改变以往单一数据监测的局限性，提升隐患识别的准确性与全面性。智能预警模型构建基于机器学习算法，对历史安全数据进行学习训练，建立起能够预测事故风险的模型。一旦监测到异常数据，系统立即启动预警机制，通知相关人员采取措施，将安全事故扼杀在萌芽阶段，保障矿山作业人员生命安全与设备安全。

1.3 信息化管理技术

信息化管理技术实现中关铁矿管理模式的革新。矿山综合管理平台搭建整合生产、安全、设备、物资等多个管理模块，形成统一的数据管理与决策平台。管理人员通过平台可实时查看矿山整体运行状态，如生产进度、设备运行效率、物资库存等信息，为科学决策提供数据支撑。平台具备数据分析功能，能生成各类统计报表与可视化图表，辅助管理人员发现管理漏洞与优化空间。移动办公与远程控制技术让管理突破时空限制，工作人员利用移动终端可随时随地接收工作任务、提交工作汇报，实现高效协同办公。对于井下设备，通过远程控制技术，技术人员可在地面控制中心对设备进行操作与维护，如远程启停风机、调整采掘设备参数等，不仅提高设备维护效率，还能避免人员频繁下井带来的安全风险，推动矿山管理向智能化、便捷化方向发展。

二、中关铁矿智慧矿山建设实施路径

2.1 前期规划与设计

智慧行业性特征的矿山系统一般是在前期整体规划和设计方案的基础上进行的，要求先行进行现状调查分析，与矿山企业的生产一线相关的各个单位进行沟通交流，对矿山的采矿设备、安全监测设备、管理机制等相关内容进行排查，收集与整理当前相关设备出现效率低下、安全隐患得不到第一时间发现、信息无法达到很好的共享等问题的“痛感”需求。

2.2 项目建设与实施

建设实施阶段。即从蓝图变成实物的阶段，在硬件设施购置安装环节，落实项目设计方案要求，采购各类智能采掘设施设备、高精度传感器、5G 通讯基站等硬件设施，克服井下场地狭小、地质环境多变等因素影响，完成各类传感器组网和 5G 通信基站建设，实现矿山全方位信号覆盖，确保数据有效上传；在系统软件的研发调试环节，结合矿山管理、业务需求，定制开发矿山综合管理、安全监测等各类信息系统软件，采用敏捷开发方法，针对各应用模块分步骤开发，分期开展内部测试并广泛征求用户反馈意见。

2.3 人员培训

人员培训和系统维护是保证智慧矿山长期运行的另一保障。针对职工技能培训，建立分层分级培训体系。对岗位职工进行智能装置使用和信息终端使用等技能培训，采用理论讲座和现场实操，使岗位工人掌握智能设备的使用方法和手段；对技术管理人员进行大数据分析和系统维护等高级课程培训，邀请一些行业技术专家来进行授课，提高自身技术水平和故障排查能力；对管理人员开展信息化管理和决策管理平台使用课程培训，使管理者能够使用数据进行决策管理。技能培训完成后进行测试考核，使得职工技能学习效果达标。

三、中关铁矿智慧矿山建设效益评估

3.1 经济效益评估

实现中关铁矿智慧矿山建成后有效降本增效。矿山智能化开采、信息化管理，可使得矿石开采率提高、用工成本下降。自动化矿用采掘设备、降低设备故障停机时间和减少维护成本；科学、精确的开采工艺提高矿石回采率、降低回采成本，增加资源产出；能源大数据分析合理配置矿山能源、降低能源消耗，综合测算每年可实现矿山降低成本，大幅提高矿山投资收益率，有效提升矿山市场核心竞争力。

3.2 社会效益评估

在社会效益方面，智慧矿山建设成果斐然。安全监测与预警技术的应用，使安全事故发生率下降，有力保障矿工生命安全。信息化管理与移动办公技术提高管理效率，缩短决策周期，推动矿山管理模式革新。中关铁矿智慧矿山建设为行业提供示范样板，吸引周边矿山参观学习，带动区域矿业智能化升级，促进矿山行业技术交流与人才培养，提升整个行业的安全生产与管理水平。

3.3 环境效益评估

环境效益上，中关铁矿智慧矿山建设践行绿色发展理念。通过智能监测系统实时监控污染物排放，精准控制粉尘、废气等污染物，排放达标率提升。智能化开采减少对周边生态环境的破坏，资源综合利用率提高，降低尾矿排放。生态修复系统的应用使矿山植被覆盖率增加，有效改善矿区生态环境，实现矿山开采与生态保护的协调发展，助力“双碳” 目标实现 。

结语

中关铁矿智慧矿山建设通过智能化技术深度应用与全流程科学实施，在开采效率、安全保障及绿色发展上成效显著，实现经济效益、社会效益与环境效益的多赢。其形成的关键技术方案与管理模式，为深部金属矿山转型提供范例。随着技术迭代，中关铁矿将持续优化智慧矿山体系，推动经验推广，助力矿业向更高水平的智能化、绿色化迈进。

参考文献

[1] 尹爱民, 吕波, 耿帅, 等. 中关铁矿通风系统现状优化与模拟[J]. 现代矿业,2023,39(05):33-36.

[2]于国振.智慧矿山建设的探索与应用[J].冶金管理,2023,(15):15-17.