露天矿智能管控系统及应用

露天矿智能管控系统及应用陈

鑫

矿山技术总监中南大学数字矿山研究中心长沙迪迈数码科技股份有限公司数字博士l系统架构l业务流程l系统特色露天矿智能管控系统及应用矿山数据中心空间数据数据采集工况数据管理数据历史数据网络隔离通讯接口历史回放综合大屏远程控制球机摄像头枪机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化出矿品位

均匀化指标控制

精细化开采方案集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台手机APP实时质量数据矿山生产管理设备管理质检化验管理工程出图统计分析物资管理生产计划告警&

待办运行轨迹采集样品化验数据皮带秤跨带分析仪实时产量数据铲车终端操控卡车自动调配接受配矿指令矿山模型库集中管控监控监测管理虚拟仿真配矿储量估算地质建模爆破设计卡车终端操控生产数据采集工况状态采集荧光分析仪外部数据接入视频监控系统平台合理化监控资源质量控制管理

三维管控

设备与人员管理质量指标实时预警与反馈

生产状态及质量数据实时展示

设备油耗、维修、效能管理科学排产，方案及时优化

机车、人员定位跟踪

仓库管理采矿作业对象精细化

运距解算与优化

人员考勤、绩效管理生产过程管理智能化

视频监控与虚拟场景结合

安全生产信息管理及时可靠分析生产质量

预警报警提醒

油耗、

电耗等生产成本管理人员、钻机、铲车、运输等设备定位，运行情况监控数据来源三维建模设计设备定位视频监控质检化验称重安全监测

设备点检

其它数据取样、化验品位在线分析数据中心三维模型数据库计划与生产信息库质量数据库人员与移动设备时

间轨迹坐标信息库设备工况信息库视频信息库耗能信息库数据库服务器露

天

矿

数

字

化

智

能

化

矿

山

系

统

数

据

管

理生产执行生产计划审批发布生产落实、调度跟踪记录生产作业统计报表生产指标对比分析生产指标预警与反馈资源管理矿区矿权信息管理勘探工程管理资源/储量增减地质消耗二级矿量平衡采场现状模型勘探工程数据资源模型设备模型地物模型中、长期生产优化短期计划爆破设计采场配矿方案矿山数据中心采场、破

碎、皮带、

堆场视频监控矿石称重设备油

耗、点检边坡监测。。。数据应用矿山生产管理设备管理质检化验管理统计分析物资管理手机APP告警&

待办历史回放综合大屏远程控制球机摄像头枪机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化出矿品位

均匀化指标控制

精细化开采方案集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台矿山数据中心三维可视化管控平台数字采矿软件平台质量控制系统平台历史数据管理数据空间数据工况数据实时质量数据工程出图生产计划数据采集通讯接口网络隔离运行轨迹采集皮带秤样品化验数据跨带分析仪实时产量数据铲车终端操控卡车自动调配接受配矿指令矿山模型库集中管控虚拟仿真监控监测管理配矿储量估算地质建模爆破设计卡车终端操控生产数据采集工况状态采集荧光分析仪外部数据接入视频监控系统平台合理化监控资源以生产执行系统为主线，协同作业平台为基础

，通过配置角色和用户的权限，控制不同用户使用六大平台的权限。是用户日常操作的纽带型系统平台，登录系统后，根据个人首页中的通知公告、待办提示信息和告警预警信息等，在该平台中或启动对应的其他系统平台处理采矿业务和流程业务等。1、生产执行系统平台储量估算爆破设计地质建模配矿历史回放综合大屏远程控制球机摄像头枪机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化出矿品位

均匀化指标控制

精细化开采方案集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台历史数据管理数据空间数据工况数据手机APP实时质量数据矿山生产管理设备管理质检化验管理工程出图统计分析物资管理生产计划告警&

待办数据采集通讯接口网络隔离运行轨迹采集皮带秤样品化验数据跨带分析仪实时产量数据铲车终端操控卡车自动调配接受配矿指令矿山模型库集中管控虚拟仿真监控监测管理卡车终端操控生产数据采集工况状态采集荧光分析仪外部数据接入视频监控系统平台合理化监控资源布局属性设置呈图标注坐标网/图签爆破参数

布孔设计

炸药数据库

装药模板

装药设计爆破网路设计起爆模拟爆破效果分析爆破方案配矿单元创建

配矿目标品位

装卸点设置

装运设备参数自动配矿

配矿调整

配矿指令数据准备

价值模型计划参数设置

计划编制三级矿量

计划报表地表模型开采现状模型露天境界

地层模型

矿体模型断层模型

采剥体模型矿山专业业务应用子系统“平台+插件”矿山技术人员使用的处理矿山资源估算、

开采规划、设计、生

产计划、爆破设计、

测量验收和配矿的高

效协作平台统计分析块段模型储量计算地质投影数据库数据标准数据管理与维护

数据挖掘用户管理数字采矿软件系统平台开始文件导入\导出

视图设置视图显示视图限制选择\查询属性刷工作面悔步\动画线编辑创建几何变换点编辑延伸\连接修剪\打断删除\修整区域提取高程实体建模DTM创建实体

几何变换编辑运算材质纹理数据表格文件剪切板操作编辑设置合并表格2、数字采矿软件平台钻孔数据库坑槽井数据库

样品组合钻孔柱状图

传统地质爆破设计三维建模生产配矿生产计划工程出图地质运行轨迹采集工况状态采集生产数据采集卡车终端操控接受配矿指令卡车自动调配铲车终端操控历史回放综合大屏远程控制球机摄像头枪机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化出矿品位

均匀化指标控制

精细化开采方案集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台历史数据管理数据空间数据工况数据手机APP实时质量数据矿山生产管理设备管理质检化验管理工程出图统计分析物资管理生产计划告警&

待办数据采集通讯接口网络隔离皮带秤样品化验数据跨带分析仪实时产量数据矿山模型库集中管控储量估算配矿虚拟仿真监控监测管理地质建模爆破设计荧光分析仪外部数据接入视频监控系统平台合理化监控资源根据品位控制要求的配矿结果，合理地调度设备、高效完成生产并对生产实时情况进行汇总管理。3、卡调系统平台调度中心荧光分析仪跨带分析仪皮带秤实时产量数据历史回放综合大屏远程控制球机摄像头枪机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化出矿品位

均匀化指标控制

精细化开采方案集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台历史数据管理数据空间数据工况数据手机APP实时质量数据矿山生产管理设备管理质检化验管理工程出图统计分析物资管理生产计划告警&

待办数据采集通讯接口网络隔离

质量控制系统平台运行轨迹采集铲车终端操控卡车自动调配接受配矿指令矿山模型库集中管控虚拟仿真储量估算监控监测管理配矿地质建模爆破设计卡车终端操控生产数据采集工况状态采集外部数据接入视频监控系统平台

样品化验数据

合理化监控资源实时检测皮带上的

矿石实时品位信息实时获取卸料矿

石重量数据检测炮孔样化验信息4、质量控制系统平台堆场1

堆场2炮孔样跨带分析仪皮带秤爆堆卸料历史回放综合大屏枪机摄像头远程控制球机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化开采方案

合理化出矿品位

均匀化指标控制

精细化集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台历史数据管理数据空间数据工况数据手机APP实时质量数据矿山生产管理设备管理质检化验管理工程出图统计分析物资管理生产计划告警&

待办数据采集通讯接口网络隔离运行轨迹采集样品化验数据皮带秤实时产量数据跨带分析仪铲车终端操控卡车自动调配接受配矿指令矿山模型库集中管控监控监测管理储量估算虚拟仿真配矿地质建模爆破设计卡车终端操控生产数据采集工况状态采集荧光分析仪外部数据接入视频监控系统平台监控资源视频监控大屏展示视频控制系统5、视频监控系统平台监控监测管理矿山模型库虚拟仿真外部数据接入集中管控历史回放综合大屏远程控制球机摄像头枪机摄像头以矿山资源综合利用为原则配矿卡调生产调度

智能化矿山资源

可视化出矿品位

均匀化指标控制

精细化开采方案集中管控生产计划生产管理系统架构卡调系统平台生产执行系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台历史数据管理数据空间数据工况数据手机APP实时质量数据矿山生产管理设备管理质检化验管理工程出图统计分析物资管理生产计划告警&

待办数据采集通讯接口网络隔离运行轨迹采集皮带秤样品化验数据跨带分析仪实时产量数据铲车终端操控卡车自动调配接受配矿指令配矿储量估算地质建模爆破设计卡车终端操控生产数据采集工况状态采集荧光分析仪视频监控系统平台合理化监控资源数据来源三维装备库DIMINE：dmf资源、工程地标、矢量数据接口服务层iSCADAGIS数据访问服务三维模型网络传送服务专业数据

服务:地、

测、采、

生产计划数据生产过程控制层数据服务应用管理数据服务实时采集数据服务业务应用层二次开发平台层DM

SpaceOPC接口服务以物联网、3DGIS

、VR技术为核心，构建虚拟矿山，实现生产与安全的集中管控三维可视化管控系统通信、传感、控制与定位系统

6、三维可视化管控平台虚拟矿山真实矿山供水

施救

系统紧急

避险

系统压风

自救系统卡车调度皮带无人

值守

系统视频

监控

系统人员

定位系统矿山

环境

展示通讯

联络

系统通风系统监测

监控

系统排水系统业务插件

二次开发

管理系统实体库管理系统汇报演

示系统WEB控件界面二

次开发

接口历史回

放角色二次开发管理系统数字地球系统平台GIS数据：

卫片、高程、管理系统

数据库组态软件视频摄像头传感器采集分站串口服务接口TCP/UDPl系统架构l业务流程l系统特色露天矿智能管控系统及应用管理矿山数据中心开采/资源/集中控制/统计分析生产管理炮孔

数据库视频监控生产计划编制视频监控系统平台生产执行系统平台卡调系统平台质量控制系统平台三维可视化管控平台矿山数据中心数字采矿软件平台地表现状模型业务流程协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验荧光

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调露天地表现状建模露天地表现状建模管理矿山数据中心开采/资源/集中控制/统计分析生产管理炮孔

数据库视频监控生产计划编制视频监控系统平台生产执行系统平台卡调系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台质量控制系统平台三维可视化管控平台地质品位模型地表现状模型业务流程协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重爆破

设计资源

管理+配矿卡调

储量计算法统计学方法分层标高

（m）1794~17821782~17701770~17581758~17461746~17341734~17221722~17101710~16951695~16801680~16651665~16501650~16351635~16201620~16051605~15901590~15751575~15601560~1545矿石量（B+C级）(万t)

Fe1-3

(111b)

Fe4

(2S11)14.6554.0290.74125.14163.32235.44262.80281.88292.14420.48436.86420.48385.7413.6365.90103.32189.48249.08331.66418.59670.20934.041060.501067.011080.87989.7313.2721.1816.3813.8629.193.9917.8515.967.352.525.888.61矿石量（D级）(万t)小计28.28119.92194.06314.62412.40567.10681.39952.081226.181480.981503.871501.351375.47Fe1-3

(122b)小计25.0933.7234.2039.0647.7314.9723.9722.4411.4913.3214.9418.1216.8911.8212.5417.8225.2018.5410.986.126.484.1410.8014.9412.248.28Fe4

(2S22)表土513.03555.03566.28532.22487.74480.74471.94535.63457.29477.19427.84380.34375.31365.37215.92113.0948.22剥离物量（万t）

岩石60.89124.03226.16378.05489.91547.53579.55811.531228.711145.421379.941315.111451.531573.481464.041496.571454.991222.18矿岩总计（万t）573.92679.06792.44910.27977.651081.641205.131575.422039.682082.742389.852400.812801.363176.523174.263128.473022.682614.54小计573.92679.06792.44910.27977.651028.271051.491347.161686.001622.611807.781695.451826.841938.851679.961609.661503.211222.18地质建模与品位估算断层

、

矿

体

模型勘

探钻

孔数据地

质

品

位

模型管理矿山数据中心资源/开采/卡调集中控制/统计分析生产管理炮孔

数据库生产计划编制视频监控视频监控系统平台生产执行系统平台卡调系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台质量控制系统平台三维可视化管控平台地质品位模型业务流程协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿审批通过公司领导生产计划编制与审批采矿技术员提交审批一月份开采位置通过归档采矿主管审批通过通过采矿厂长驳

回审批管理矿山数据中心开采/资源/卡调集中控制/统计分析生产管理炮孔

数据库爆破设计生产计划编制视频监控视频监控系统平台生产执行系统平台卡调系统平台矿山数据中心三维可视化管控平台质量控制系统平台数字采矿软件平台业务流程协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验荧光

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型资源

管理+配矿破网路设计爆破等时线分析爆破抛掷方向分析同时起爆炮孔数分析爆一键输出爆破设计报告露天爆破设计起爆模拟布孔设计装药设计341652管理矿山数据中心开采/资源/集中控制/统计分析生产管理荧光分析仪化验视频监控生产计划编制生产执行系统平台卡调系统平台视频监控系统平台质量控制系统平台三维可视化管控平台矿山数据中心数字采矿软件平台爆破设计炮孔数据库业务流程协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型资源

管理+配矿卡调通过移动端炮孔取样功能为炮孔创

建唯一编码，并生成相应的二维码荧光分析仪化验得到岩粉样品质，

并扫码将化验结果与炮孔关联

1

2

3

炮孔孔位测量与取样登记

一

03PK20171123-100使用RTK测量炮

孔的孔口坐标岩粉化验信息

元素A:47.67

元素B:1.23元素C:3.45孔口坐标X:3961257.3

Y:356490.5

Z:100.0炮孔样编码PK20171123-10003管理矿山数据中心资源/开采/集中控制/统计分析生产管理荧光分析仪化验视频监控生产计划编制视频监控系统平台卡调系统平台生产执行系统平台三维可视化管控平台矿山数据中心数字采矿软件平台质量控制系统平台炮孔数据库业务流程协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调数字采矿软件三维可视化管控系统数字采矿软件三维可视化管控系统三维可视化管控

系统检测到模型

变化后自动加载

最新模型数据数字采矿软件利

用炮孔孔口坐标

更新台阶线及露

天地表现状模型露天地表现状更新A管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库视频监控生产计划编制视频监控系统平台生产执行系统平台卡调系统平台质量控制系统平台数字采矿软件平台矿山数据中心三维可视化管控平台业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验荧光

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调数字采矿软件利用

炮孔化验信息更新

地质品位模型地质品位模型更新向下推断

若干台阶100台阶112台阶A管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库视频监控生产计划编制生产执行系统平台卡调系统平台视频监控系统平台三维可视化管控平台矿山数据中心数字采矿软件平台质量控制系统平台业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调配矿指令数字采矿软件自动化配矿根据下山石灰石质量要求、车铲工作能

力及爆堆品质分别情况，自动配矿利用炮孔坐标及岩粉样化验

信息生成爆堆，用于配矿爆堆生成与自动化配矿孔口坐标X:3961257.3

Y:356490.5

Z:100.0岩粉化验信息

元素A:47.67

元素B:1.23元素C:3.45

12

矿种2：12432.1t矿种1：7276.1t矿种3：9732.6tA管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库视频监控生产计划编制生产执行系统平台卡调系统平台视频监控系统平台三维可视化管控平台矿山数据中心数字采矿软件平台质量控制系统平台配矿业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+卡调卡调系统接收配矿指令后，对

车铲进行最优化规划及调度2接收配矿指令数字采矿软件将配矿指令

提交，下达至卡调系统配矿指令下达与卡调提交配矿指令铲车终端

操作界面卡车终端

操作界面调度中心1管理矿山数据中心资源/开采/A生产管理炮孔

数据库视频监控生产计划编制视频监控系统平台生产执行系统平台卡调系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台质量控制系统平台三维可视化管控平台卡调业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型统计

分析爆破

设计资源

管理+配矿以配矿下达的指令（出矿爆堆、装矿位置&装矿量）为目标，根据铲车的任务完成量、卸矿位置品位波动情况和卡车距离铲

车的运输距离等，动态指派卡车的装矿位置和卸矿位置。减少车铲闲置等待时间减少卡车数目露天卡调系统充分发挥车铲效率A管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库卡调视频监控生产计划编制视频监控系统平台卡调系统平台生产执行系统平台质量控制系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验跨带

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿▲爆堆出矿信息爆堆矿量及剩余量

出矿位置爆堆矿种信息爆堆品位分布情况卡调设备工况状态GPS实时定位当班司机装矿品种装卸矿目标点设备故障信息

三维可视化中实时展示卡调A管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库视频监控跨带分析仪化验▲生产计划编制生产执行系统平台卡调系统平台视频监控系统平台数字采矿软件平台矿山数据中心三维可视化管控平台质量控制系统平台业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调元素A

元素B

元素C

元素D

元素E实时37.323.723.210.217.65半小时46.521.683.540.267.21当前班46.751.413.580.277.54当前堆46.581.363.490.256.52实时

半小时

当前班

当前堆TT/h

Kg/m2414301588658113881541763514571490219144134116212质量实时监测与反馈堆场1

堆场2跨带分析仪皮带秤爆堆卸料数字采矿软件平台检测到品位告警信息后重新调整配矿根据当班品位超标情况和班

剩余时间生成新的配矿指令品位在线检测与配矿调整A管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库皮带秤称重跨带分析仪化验生产计划编制生产执行系统平台卡调系统平台视频监控系统平台质量控制系统平台数字采矿软件平台矿山数据中心三维可视化管控平台视频监控业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控荧光

分析仪

化验设备物

资管理待办&

告警地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调

三维可视化管控与视频监控远程控制360

°旋转

变倍变焦

历史回放A管理矿山数据中心资源/开采/统计分析生产管理炮孔

数据库待办&

告警视频监控生产计划编制生产执行系统平台卡调系统平台视频监控系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验荧光

分析仪

化验设备物

资管理皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计资源

管理+配矿卡调

三维可视化管控与视频监控三维可视化展示信息与远程摄像头实时同步A管理矿山数据中心开采/资源/炮孔

数据库统计分析生产管理视频监控生产计划编制卡调系统平台生产执行系统平台视频监控系统平台矿山数据中心数字采矿软件平台三维可视化管控平台质量控制系统平台资源管理设备物资管理业务流程集中控制/协

同

作

业平

台三维

可视化

管控跨带

分析仪

化验荧光

分析仪

化验待办&

告警皮带秤

称重地质品

位模型地表现

状模型爆破

设计+配矿卡调自动采集卡调系统平台车铲运行数据，汇总