（中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072）

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(zhèn)蒙育瓦（Monywa）直線距離約5km，公路里程約26km。蒙育瓦銅礦區(qū)處于緬甸中部中央沉降帶的內(nèi)火山弧上，產(chǎn)于欽敦江沖積平原西側(cè)的晚第三系火山碎屑巖和晚期的安山巖-英安巖體內(nèi)，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(shè)期3年，露天開采期32年，其中達(dá)產(chǎn)期31年，減產(chǎn)期1年，設(shè)計規(guī)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(chǎn)管理和調(diào)度一直沿用傳統(tǒng)的礦山生產(chǎn)管理模式，生產(chǎn)數(shù)據(jù)由人工記錄，工作效率較低，制約了液壓鏟和卡車等設(shè)備利用率的提高，難以適應(yīng)現(xiàn)代化大礦山大規(guī)模采礦和剝巖生產(chǎn)任務(wù)發(fā)展需要。為了改變這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，加速礦山信息化、數(shù)字化建設(shè)，實現(xiàn)礦山的精細(xì)化管理，降本增效，L礦于2016年開始著手構(gòu)建綜合自動化礦山平臺，初步完成礦山的監(jiān)管控一體化。

2 綜合自動化平臺的初步構(gòu)建

通過采用現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)等各種高科技技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的露天采礦生產(chǎn)管理理念，基于二維礦山GIS圖形，導(dǎo)入礦山地理信息和設(shè)備運行信息，以及高精度引導(dǎo)獲得的地測采技術(shù)信息，在礦區(qū)建立數(shù)字化調(diào)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。

其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：

圖1 自動化平臺的初步構(gòu)建

圖2 高精度引導(dǎo)地測采炮區(qū)管理平臺

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(diào)度中心為紐帶，通過分析礦山各項工作之間邏輯關(guān)系，結(jié)合系統(tǒng)各個功能模塊，形成二維監(jiān)控可視化平臺、生產(chǎn)智能調(diào)度平臺、高精度引導(dǎo)地測采信息共享平臺、設(shè)備報警維修管理平臺、綜合數(shù)據(jù)中心這五大子平臺。

3.1 二維監(jiān)控可視化平臺

二維監(jiān)控為礦山地理信息和設(shè)備運行信息的綜合展示平臺，將整個礦區(qū)的各個關(guān)鍵區(qū)域，包括采場道路網(wǎng)、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(shè)備信息進(jìn)行虛擬展示和編輯更新。通過在礦區(qū)各個重點區(qū)域安裝高清可移動攝像頭，將其直觀的展示在調(diào)度中心監(jiān)控大屏上，則調(diào)度中心能夠隨時觀察到現(xiàn)場的實際情況，出現(xiàn)問題能夠結(jié)合實際，并做出正確的決策。

結(jié)合二維監(jiān)控和礦區(qū)高清視頻系統(tǒng)，構(gòu)建全礦山二維監(jiān)控可視化平臺對整個礦山整體及其相關(guān)現(xiàn)象在調(diào)度中心進(jìn)行數(shù)字化再現(xiàn)，實現(xiàn)整個礦區(qū)的前方位、多角度的全場景展示。

3.2 生產(chǎn)智能調(diào)度平臺

生產(chǎn)智能調(diào)度平臺全面的展示礦區(qū)車鏟的關(guān)鍵信息、車鏟匹配和各區(qū)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(dāng)前的裝車效率和平均裝車時間、卡車當(dāng)前的狀態(tài)、位置及預(yù)計到達(dá)時間，當(dāng)前挖機作業(yè)狀態(tài)下對卡車的需求數(shù)量等關(guān)鍵信息。使調(diào)度中心快速掌握每一臺挖掘機的運行情況，第一時間發(fā)現(xiàn)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(jìn)行分析解決。生產(chǎn)智能調(diào)度平臺從全局角度展現(xiàn)車鏟關(guān)系和車鏟作業(yè)活動，二維監(jiān)控可視化平臺從虛擬現(xiàn)實角度展示卡車位置及運行狀態(tài)，兩者結(jié)合使用，調(diào)度中心對現(xiàn)場情況進(jìn)行準(zhǔn)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(fā)調(diào)度指令、分析低效原因，提高挖掘機和卡車生產(chǎn)效率。

智能調(diào)度是生產(chǎn)智能調(diào)度平臺的核心功能，通過智能調(diào)度實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的實時動態(tài)規(guī)劃和實時動態(tài)調(diào)度，有效降低設(shè)備空置率，提高礦山主要設(shè)備的綜合效率。智能調(diào)度綜合考慮挖掘機作業(yè)效率、卡車循環(huán)時間、路徑飽和率、品位控制、車鏟約束等因素，應(yīng)用Dijkstra、F1oyd、矩陣算法、動態(tài)規(guī)劃等算法，計算出最佳車鏟關(guān)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(fù)雜的特點，所以采用分臺階分區(qū)鎖定智能調(diào)度，根據(jù)礦山、挖掘機作業(yè)臺階、作業(yè)區(qū)域、排土場堆浸場等因素，對挖掘機進(jìn)行分組并進(jìn)行組內(nèi)卡車智能調(diào)度，實現(xiàn)組內(nèi)卡車實時動態(tài)優(yōu)化指派。智能調(diào)度使卡車調(diào)度相對人工指派更加合理、優(yōu)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(chǎn)效率、降低調(diào)度員臨時調(diào)配卡車的工作量，并最終實現(xiàn)對現(xiàn)場生產(chǎn)的精細(xì)化管理。

3.3 高精度引導(dǎo)地測采炮區(qū)管理平臺 （圖2）

高精度引導(dǎo)地測采炮區(qū)管理平臺是通過厘米級的GPS定位系統(tǒng)，對牙輪鉆機鉆桿位置的準(zhǔn)確定位，穿孔深度的準(zhǔn)確檢測以及結(jié)合炮區(qū)管理系統(tǒng)的對孔引導(dǎo)功能，提高對孔準(zhǔn)確度和穿孔效率，提高穿孔質(zhì)量，并通過炮區(qū)管理系統(tǒng)實時顯示穿孔過程，技術(shù)人員可根據(jù)穿孔過程獲取穿孔效率、巖性備注等信息，及時的對爆破設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，提高爆破質(zhì)量。對挖掘機其關(guān)鍵部位的精確定位，實現(xiàn)了對挖機鏟斗、履帶高程準(zhǔn)確檢測，結(jié)合炮區(qū)管理系統(tǒng)，使調(diào)度中心和挖機操作手能夠?qū)崟r掌握臺階設(shè)計高程、履帶實際高程、礦巖界限和作業(yè)準(zhǔn)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(xiàn)象。最終可依托高精度引導(dǎo)地測采炮區(qū)管理平臺，實現(xiàn)對現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)的精細(xì)化管理。

3.4 設(shè)備報警維修管理平臺 （圖3）

在大型露天礦山中，設(shè)備的維修管理是重點工作，直接影響著礦山產(chǎn)值，通過設(shè)備報警維修管理平臺，實現(xiàn)對礦山大型設(shè)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(jiān)督，實現(xiàn)了準(zhǔn)確統(tǒng)計設(shè)備狀態(tài)，以及設(shè)備完好率、利用率、實動率等相關(guān)大數(shù)據(jù)的目的，修理廠可根據(jù)大數(shù)據(jù)對不同故障維修過程、維修耗時以及故障原因進(jìn)行詳細(xì)分析，提高維修效率。物資部門也可對耗件情況進(jìn)行分析提高備件管理能力。通過設(shè)備報警維修管理平臺，最終實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備維修備件的精細(xì)化管理。

圖3 設(shè)備報警維修管理平臺

3.5 綜合數(shù)據(jù)中心

綜合數(shù)據(jù)中心是屬于采礦大數(shù)據(jù)應(yīng)用的范疇，生產(chǎn)和設(shè)備績效數(shù)據(jù)當(dāng)班可用，可實時了解當(dāng)班生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況、挖掘機作業(yè)效率等關(guān)鍵信息。對歷史設(shè)備運行情況、生產(chǎn)過程、產(chǎn)量、效率等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析，并存儲在該平臺中。通過綜合數(shù)據(jù)中心，全面整合人力資源、生產(chǎn)、技術(shù)、物資采購等礦山各方面綜合數(shù)據(jù)，通過報表系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工和深度挖掘，并通過各項報表直觀的展現(xiàn)出來，分析項目生產(chǎn)經(jīng)營經(jīng)濟效率，為各級領(lǐng)導(dǎo)提供決策依據(jù)。

4 初步數(shù)字化礦山建設(shè)后帶來的優(yōu)勢

L礦通過進(jìn)行數(shù)字化礦山建設(shè)，初步形成以現(xiàn)場安全生產(chǎn)為核心，調(diào)度中心為紐帶，依托綜合自動化平臺實現(xiàn)安全、生產(chǎn)、技術(shù)、設(shè)備管理、物資采購、人力資源、經(jīng)濟核算、質(zhì)量管理的監(jiān)管控一體化。

2017上半年綜合自動化平臺開始建設(shè)，4月～5月進(jìn)行試運行，6月基本實現(xiàn)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(shù)據(jù)顯示，綜合自動化平臺形成后，礦山主要設(shè)備效率有了明顯的提高。

表1 對比2016年～2017年數(shù)字化建設(shè)效率

5 結(jié)語

信息化建設(shè)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(chǎn)總承包的重點礦山，率先進(jìn)行數(shù)字化礦山建設(shè)，為企業(yè)的信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。平臺目前在L礦平穩(wěn)運行，實時調(diào)度、直觀展示、綜合分析等方面的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，下一步項目技術(shù)人員將不斷研究，持續(xù)探索，結(jié)合礦山實際情況，繼續(xù)開展平臺深度應(yīng)用工作，深挖其平臺應(yīng)用潛力，并注意培養(yǎng)相關(guān)人才，為水電十局未來礦業(yè)發(fā)展之路打好基礎(chǔ)。