智慧露天礦山規(guī)劃發(fā)展路徑研究

趙紅澤，劉元旭，王群，王欣艷

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)能源與礦業(yè)學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083；2.深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京市海淀區(qū)，100083；3.應(yīng)急管理部通信信息中心，北京市東城區(qū)，100013)

當(dāng)前，新一輪科技革命衍生出的云計(jì)算、人工智能等高新技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)生融合，礦山的信息化建設(shè)也隨之來到智慧時(shí)代，針對(duì)當(dāng)前露天礦生產(chǎn)過程中存在的污染、安全和設(shè)備效率問題，與其他行業(yè)智能化推動(dòng)技術(shù)的變革一樣，露天礦的信息化進(jìn)程亟需依托云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)手段來提升露天礦設(shè)計(jì)規(guī)劃、生產(chǎn)技術(shù)和管理等全環(huán)節(jié)、全過程的智能化水平[1-3]。

國外的露天智能采礦技術(shù)發(fā)展至今，各方面都已取得較大進(jìn)展，如瑞典山特維克礦山工程機(jī)械集團(tuán)研制的EDC系統(tǒng)，包括穿透率、生產(chǎn)效率、孔底距離和鉆桿的防護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)鉆機(jī)司機(jī)的作業(yè)超出設(shè)定范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向操作者報(bào)警；美國卡特彼勒公司應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)更新了原已實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化，推出了MineStarTM系統(tǒng)(礦山之星系統(tǒng))和鉆孔可編程控制系統(tǒng)(Hole Pro系統(tǒng))，通過制導(dǎo)技術(shù)，MineStarTM系統(tǒng)的鉆機(jī)地形套件能夠適時(shí)并精確地管理礦山作業(yè)系統(tǒng)中的鉆孔作業(yè)，讓管理信息應(yīng)用于整個(gè)采礦生產(chǎn)中。

相比于世界發(fā)達(dá)國家，我國數(shù)字化礦山建設(shè)工作尚處于起步階段，但隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的高速發(fā)展，國內(nèi)礦山在智能化方面也取得了長足進(jìn)展。中煤平朔集團(tuán)結(jié)合安太堡露天礦生產(chǎn)特點(diǎn)，建設(shè)GPS智能卡車調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的定位、智能調(diào)度及車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)，做到了露天礦作業(yè)機(jī)械設(shè)備全程跟蹤監(jiān)測(cè)記錄，充分發(fā)揮了設(shè)備能力，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化生產(chǎn)[4]；神華準(zhǔn)能集團(tuán)建設(shè)的車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)通過采集車輛的GPS坐標(biāo)、速度、方向等位置信息，與礦區(qū)路網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)會(huì)車預(yù)警、超速預(yù)警，并把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至調(diào)度中心進(jìn)行匯總，形成最新的礦區(qū)地圖，利用電子地圖進(jìn)行道路擬合，識(shí)別車輛所在的路段及行進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域內(nèi)防碰撞預(yù)警[5]；白音華蒙東露天煤業(yè)公司以白音華三號(hào)露天煤礦的開采工藝和信息化建設(shè)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)露天礦的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)政策要求，提出了初級(jí)階段、中級(jí)階段和遠(yuǎn)期目標(biāo)的3個(gè)階段建設(shè)思路以及1個(gè)智慧管控平臺(tái)與生產(chǎn)、安全、機(jī)電、管理4個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)相融合的建設(shè)構(gòu)架，從源頭解決了智慧礦山建設(shè)速度慢、建設(shè)質(zhì)量不高和個(gè)別系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)的弊病[6]；神華寶日希勒露天礦2020年實(shí)現(xiàn)了世界首個(gè)極寒工況下5G+220 t 無人卡車編組試運(yùn)行，并將空載最高車速提高到38 km/h。

筆者在智能化露天礦山發(fā)展的時(shí)代背景下，以國內(nèi)典型露天礦為案例研究智慧露天礦山規(guī)劃發(fā)展路徑，以期其基礎(chǔ)理論、總體規(guī)劃及重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容等對(duì)其他露天礦智能化建設(shè)和露天開采信息化規(guī)劃研究提供一定的參考。

1 智慧露天礦山的目標(biāo)及內(nèi)涵

智慧露天礦山涵蓋了礦山的各個(gè)環(huán)節(jié)，也是綠色礦山建設(shè)的更高層級(jí)，其最主要的目標(biāo)就是針對(duì)開采過程中“人、機(jī)、環(huán)、管”構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，利用先進(jìn)的傳感、通訊、控制技術(shù)，使系統(tǒng)具備相對(duì)獨(dú)立的“狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行”功能。

從建設(shè)的階段性來看，智慧露天礦山的發(fā)展是將“無人”的程度不斷提升的過程，由單項(xiàng)技術(shù)、單個(gè)系統(tǒng)的智慧化，達(dá)到“點(diǎn)上的無人”，再將上述系統(tǒng)進(jìn)行集成，達(dá)到“面上的無人”，最終實(shí)現(xiàn)“礦山系統(tǒng)的無人”，即礦山生產(chǎn)、安全、運(yùn)輸?shù)纫患?jí)系統(tǒng)的全面無人作業(yè)，整個(gè)礦山都在智慧機(jī)器人和智慧設(shè)備下操作完成[7-8]。

所謂智慧露天礦山，就是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，集成各類傳感器、自動(dòng)控制器、組件式軟件等，形成一套智慧體系，能夠?qū)ΦV山生產(chǎn)、技術(shù)支持及后勤保障等進(jìn)行主動(dòng)感知、自動(dòng)分析、快速處理，依據(jù)深度學(xué)習(xí)的知識(shí)庫，形成最優(yōu)決策模型并對(duì)各環(huán)節(jié)實(shí)施自動(dòng)調(diào)控，最終實(shí)現(xiàn)安全礦山、無人礦山、高效礦山、綠色礦山的建設(shè)[9-10]。

2 智慧露天礦山系統(tǒng)規(guī)劃

2.1 露天礦基礎(chǔ)支撐平臺(tái)智慧化系統(tǒng)

基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)是建設(shè)智慧露天礦山的重要基礎(chǔ)，該系統(tǒng)主要圍繞各生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速、可視化的目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)各種系統(tǒng)裝備及設(shè)備及時(shí)、無誤的指令指揮提供支撐，為最終決策提供自動(dòng)化、智能化的依據(jù)，需要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件環(huán)境和軟件環(huán)境3部分，其中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境主要為數(shù)據(jù)通信及安全網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)；硬件環(huán)境主要為調(diào)度中心、數(shù)據(jù)中心和工作環(huán)境建設(shè)；軟件環(huán)境主要為大數(shù)據(jù)和可視化支撐平臺(tái)建設(shè)。

此系統(tǒng)建設(shè)的核心是為達(dá)到智慧化決策所需要數(shù)據(jù)的全面采集、數(shù)據(jù)采集后的處理方式、數(shù)據(jù)處理后對(duì)形成決策指令的技術(shù)路徑，最終達(dá)到生產(chǎn)高效、處理速度及時(shí)、可視化，從而為其他系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的支持。露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)示意圖見圖1。

圖1 露天礦基礎(chǔ)支撐智慧化系統(tǒng)示意

2.2 露天礦透明地質(zhì)智慧化系統(tǒng)

透明地質(zhì)智慧系統(tǒng)是運(yùn)用時(shí)空演化模型展示露天礦全時(shí)段資源開發(fā)和環(huán)境的三維空間形態(tài)、設(shè)備和工藝系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)計(jì)劃、施工及管理等經(jīng)濟(jì)技術(shù)狀況，形成露天礦的真實(shí)鏡像及檔案館。

露天礦的所有信息都可通過時(shí)空演化模型進(jìn)行查詢并得到直觀體現(xiàn)，還可以作為可視化分析、智慧應(yīng)用的基礎(chǔ)，例如進(jìn)行露天礦歷史生產(chǎn)狀況回溯以及模擬開采、檢驗(yàn)生產(chǎn)計(jì)劃方案的優(yōu)劣、核驗(yàn)工程實(shí)施與生產(chǎn)計(jì)劃的出入、智慧管控各生產(chǎn)環(huán)節(jié)等，以此指揮露天礦的生產(chǎn)。該系統(tǒng)示意圖見圖2。

2.3 露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)

開采設(shè)備及工藝的智慧化是運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理技術(shù)，結(jié)合大型智能化操作系統(tǒng)，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無人值守化和智能化操作。將生產(chǎn)、管理、自診斷、設(shè)備維護(hù)和安全等因素結(jié)合在一起，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，保護(hù)各大型設(shè)備的安全，有利于形成煤礦企業(yè)的綜合自動(dòng)化，可大幅度提高企業(yè)生產(chǎn)的綜合效率。露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)示意圖見圖3，其包含以下主要特點(diǎn)。

(1)高精度、高效率。傳感系統(tǒng)精確定位、工作軌跡規(guī)劃、行走路徑規(guī)劃、執(zhí)行精確控制。

(2)智能操控?；诖髷?shù)據(jù)在線分析與決策、遠(yuǎn)程遙控、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、自主作業(yè)。

(3)大數(shù)據(jù)與集群控制。人工智能技術(shù)、故障診斷、在線評(píng)估、遠(yuǎn)程群控、云通訊、云計(jì)算。

2.4 露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理智慧化系統(tǒng)

露天礦生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理智慧化系統(tǒng)是以上述所建立的3個(gè)智慧化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合工程成本數(shù)據(jù)庫和作業(yè)設(shè)備參數(shù)庫，構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，建立方案評(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的推演、分析與評(píng)估和工程組織信息的自動(dòng)推送。

其重點(diǎn)為結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，按照現(xiàn)有的生產(chǎn)計(jì)劃及工藝設(shè)備，確定各生產(chǎn)環(huán)節(jié)最佳施工設(shè)計(jì)、最優(yōu)技術(shù)參數(shù)、設(shè)備系統(tǒng)布局及調(diào)度等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工的緊密結(jié)合，達(dá)到露天礦整體的經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)，提高工作效率；通過物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備作業(yè)位置、運(yùn)行狀態(tài)等信息共享，作業(yè)內(nèi)容的識(shí)別、分析及作業(yè)過程管理的智能化。

圖2 露天礦透明地質(zhì)智慧化系統(tǒng)示意

圖3 露天礦設(shè)備及工藝智慧化系統(tǒng)示意

2.5 露天礦綜合管理智慧化系統(tǒng)

綜合管理智慧系統(tǒng)是以生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)所采集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析、綜合管理、科學(xué)評(píng)價(jià)等先進(jìn)技術(shù)手段，構(gòu)建綜合管控平臺(tái)，其主要功能是安全監(jiān)視、生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)度指揮及運(yùn)營管理，從而提高礦山管理水平及經(jīng)濟(jì)效益，最終建設(shè)安全、高效、可持續(xù)發(fā)展的智慧露天礦山。

3 露天礦設(shè)備及工藝系統(tǒng)智慧化建設(shè)

智慧化露天礦建設(shè)核心是裝備和工藝的智慧化，目前國內(nèi)露天礦的設(shè)備及工藝智慧化建設(shè)剛剛起步，還處在信息化向自動(dòng)化發(fā)展階段，自動(dòng)化、智能化、智慧化應(yīng)用相對(duì)滯后。生產(chǎn)管理主要沿用傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)指揮的方式；安全環(huán)保管理主要采用人員現(xiàn)場(chǎng)排查、抽查的方式，存在管理手段相對(duì)落后、管理效率較低、安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較大等問題，需對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行智慧化建設(shè)。

3.1 穿孔作業(yè)智慧化

智慧穿孔設(shè)備可以提高鉆機(jī)的生產(chǎn)率、穿孔精度及生產(chǎn)效率，優(yōu)化爆破后礦巖顆粒的均勻程度，減少或杜絕大塊的產(chǎn)生，改善電鏟挖裝狀況，增強(qiáng)對(duì)臺(tái)階平整度和傾斜度控制。露天礦穿孔作業(yè)智慧化與其他環(huán)節(jié)間的關(guān)系如圖4所示。

(1)炮孔導(dǎo)航智能化建設(shè)。利用北斗定位和無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)鉆機(jī)的鉆孔作業(yè)提供通訊和精確導(dǎo)航，免去人工測(cè)量放樣、檢測(cè)炮孔參數(shù)和重復(fù)鉆孔等工作，減輕一線人員工作強(qiáng)度，提高鉆孔效率和鉆孔準(zhǔn)確度，防止欠鉆、過鉆的情況發(fā)生。

(2)鉆機(jī)監(jiān)測(cè)智能化建設(shè)。采用北斗導(dǎo)航、傳感器等技術(shù)，全天候自動(dòng)采集設(shè)備工況、作業(yè)信息，并在鉆機(jī)終端實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)可遠(yuǎn)程傳輸至調(diào)度中心，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)并生成報(bào)表，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)作業(yè)進(jìn)度；利用采集模塊采集傳感器信號(hào)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分布式CAN總線將各采集模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，最后通過對(duì)外接口采集數(shù)據(jù)并對(duì)外展示[11]。

(3)地層巖性識(shí)別智能化建設(shè)。基于巖性知識(shí)庫，根據(jù)鉆進(jìn)速度、回轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)速以及軸壓力等參數(shù)，采用模式識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)在線分析穿孔數(shù)據(jù)并顯示巖石的性質(zhì)，并根據(jù)巖性以不同顏色繪制巖性分布圖，輔助計(jì)算每個(gè)孔的裝藥量，有助于改進(jìn)爆破設(shè)計(jì)和提高挖掘作業(yè)效率，同時(shí)也可基于不同巖性特征，選擇更換不同種類的鉆頭[12]。

圖4 穿孔作業(yè)智慧化邏輯關(guān)聯(lián)

3.2 爆破作業(yè)智慧化

露天礦爆破作業(yè)智慧化與其他環(huán)節(jié)間的關(guān)系如圖5所示。

(1)混裝炸藥車智慧作業(yè)系統(tǒng)。利用機(jī)器視覺辨識(shí)炮孔得到炮孔的參數(shù)位置，多自由度裝藥工作臂根據(jù)指令及炮孔坐標(biāo)完成自動(dòng)尋孔；依據(jù)炮孔位置及設(shè)計(jì)裝藥參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)孔、自動(dòng)計(jì)算裝藥量、自動(dòng)裝藥和自動(dòng)退管；借助調(diào)度平臺(tái)和電子地圖的指引，完成自主路線規(guī)劃的無人化行走、車輛精確定位及避障行走。通過以上裝藥車炮孔自主定位、智慧裝藥、自主行駛等功能，形成裝藥車智慧作業(yè)系統(tǒng)[13-14]。

圖5 爆破作業(yè)智慧化邏輯關(guān)聯(lián)

(2)爆破安全作業(yè)智慧化管控系統(tǒng)。利用人員精準(zhǔn)定位、設(shè)備智能監(jiān)測(cè)等技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取爆破及爆區(qū)相關(guān)的人員和設(shè)備位置、狀態(tài)等參數(shù)，通過虹膜識(shí)別技術(shù)和三人連鎖卡射頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)爆破作業(yè)的三人安全聯(lián)鎖保護(hù)，實(shí)現(xiàn)爆破網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)合格的自動(dòng)判別、炮區(qū)人員的自動(dòng)預(yù)警、警戒人員的跟蹤報(bào)警等功能，達(dá)到爆破作業(yè)的智慧化管控，從而保證爆破作業(yè)的安全。

3.3 采裝、運(yùn)輸作業(yè)智慧化

露天礦山最常用的是單斗卡車間斷工藝，鏟車匹配與組合是生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)調(diào)度的重要工作內(nèi)容，優(yōu)化調(diào)度是提高電鏟與卡車設(shè)備效率的有效手段，因此采裝與運(yùn)輸環(huán)節(jié)設(shè)備及其工藝系統(tǒng)聯(lián)系緊密。露天礦采裝、運(yùn)輸作業(yè)智慧化與其他環(huán)節(jié)間的關(guān)系如圖6、7所示。

圖6 采裝作業(yè)智慧化邏輯關(guān)聯(lián)

圖7 運(yùn)輸作業(yè)智慧化邏輯關(guān)聯(lián)

(1)電鏟智慧化作業(yè)系統(tǒng)。利用傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電鏟的電氣參數(shù)、作業(yè)環(huán)境、用電量等數(shù)據(jù)，并在電鏟終端實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)電鏟的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能[15]；借助傳感器采集提升鋼絲繩拉力、鏟桿的長度及角度3個(gè)參數(shù)，量化每一鏟斗挖掘重量及位置，實(shí)現(xiàn)電鏟的動(dòng)態(tài)稱重及配煤[16-17]。

(2)爆堆質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。爆堆的塊度組成無疑是爆破質(zhì)量的重要標(biāo)志，也是爆堆唯一能量化的參數(shù)，它對(duì)鏟裝、運(yùn)輸及選礦破碎設(shè)備的生產(chǎn)效率都有著重要影響，利用電鏟監(jiān)測(cè)及圖像識(shí)別技術(shù)，識(shí)別裝載性能與挖掘環(huán)境關(guān)系，進(jìn)行精確的爆破參數(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化[18]。

(3)卡車智慧作業(yè)系統(tǒng)。采用控制裝置、無線通信技術(shù)等代替司機(jī)實(shí)現(xiàn)無人駕駛[19]；采用傳感器、北斗定位等技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行車輛工況，統(tǒng)計(jì)輪胎磨損及破壞規(guī)律，精確監(jiān)測(cè)卡車的油耗；利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)、電子技術(shù)等采集并及時(shí)更新裝載區(qū)、卸料區(qū)及行駛路線上的各種信息，并根據(jù)車輛自身狀況下達(dá)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)卡車的自動(dòng)調(diào)度。通過以上卡車智慧系統(tǒng)的建設(shè)，可以大大提高生產(chǎn)組織管理水平和整體作業(yè)效率。

3.4 排土作業(yè)智慧化

智慧排土設(shè)備通過系統(tǒng)級(jí)單機(jī)集成化操作并配合自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找平、自動(dòng)換擋控制、故障診斷等業(yè)務(wù)功能。最終憑借信息采集與自動(dòng)化功能集成大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)推土機(jī)遠(yuǎn)程遙控等智能化功能。露天礦排土作業(yè)智慧化與其他環(huán)節(jié)間的關(guān)系如圖8所示。

(1)推土機(jī)智慧化作業(yè)系統(tǒng)。利用先進(jìn)的傳感及定位技術(shù)，使推土機(jī)的工作裝置自動(dòng)找平，并通過無線終端接受露天礦生產(chǎn)計(jì)劃所分配的任務(wù)安排，分階段制定作業(yè)計(jì)劃；利用北斗導(dǎo)航確定推土機(jī)當(dāng)前位置及刀板標(biāo)高，實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前作業(yè)的進(jìn)度與軌跡，推土機(jī)的鏟斗按預(yù)先給定的基準(zhǔn)線(面)運(yùn)行完成作業(yè)動(dòng)作和目標(biāo)；司機(jī)通過車載終端能實(shí)時(shí)了解機(jī)器的工作狀態(tài)及位置，并準(zhǔn)確地判斷所需挖掘、回填或裝載的土方量[20]。

(2)推土機(jī)-卡車協(xié)同智能作業(yè)系統(tǒng)。采用車載傳感器來感知卡車周圍環(huán)境，并根據(jù)感知獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，避免與在礦山內(nèi)工作的其他卡車、平地機(jī)、推土機(jī)等相撞，當(dāng)卡車行駛過后，推土機(jī)自動(dòng)感知并進(jìn)行后續(xù)工作，從而實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)同智能作業(yè)。

圖8 排土作業(yè)智慧化邏輯關(guān)聯(lián)

4 智慧露天礦山建設(shè)路徑

智慧露天礦山的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜長期的系統(tǒng)工程。首先要確定智慧露天礦山建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)，了解露天礦信息化現(xiàn)狀與基礎(chǔ)，明確現(xiàn)有不足，解讀礦山規(guī)劃與國家政策要求，了解各專業(yè)部門的需求；然后制定總體的建設(shè)思路，如建設(shè)方針原則、建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)任務(wù)等；最后進(jìn)行智慧露天礦山的總體規(guī)劃、建設(shè)的分步實(shí)施以及綜合保障工作，達(dá)到礦山安全高效生產(chǎn)的目的。智慧露天礦山的建設(shè)應(yīng)遵循“基礎(chǔ)支撐平臺(tái)及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)—智能工藝裝備體系建設(shè)(包含無人礦卡、無人挖掘等)—智能化設(shè)計(jì)體系—智慧化管控體系”技術(shù)路徑和“先基礎(chǔ)平臺(tái)后管控體系、先環(huán)節(jié)智能化再系統(tǒng)智能化，先智能化后智慧化”建設(shè)原則。

5 結(jié)論

(1)根據(jù)露天礦山發(fā)展目標(biāo)和政策要求，結(jié)合國內(nèi)外智能礦山研究現(xiàn)狀，對(duì)智慧化露天礦的建設(shè)目標(biāo)、內(nèi)涵以及發(fā)展路徑進(jìn)行歸納總結(jié)。

(2)在智能化礦山技術(shù)動(dòng)態(tài)進(jìn)展的基礎(chǔ)上，研究提出了智慧露天礦山系統(tǒng)規(guī)劃，完成了礦山基礎(chǔ)支撐、透明地質(zhì)、設(shè)備及工藝、生產(chǎn)計(jì)劃與工程管理、綜合管理智慧化系統(tǒng)的基本架構(gòu)設(shè)計(jì)，為智慧化礦山建設(shè)提供參考。

(3)針對(duì)露天礦建設(shè)的核心——設(shè)備與工藝智慧化，提出了露天礦山各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備及工藝智能化子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)之間以及各智慧化系統(tǒng)之間邏輯關(guān)系進(jìn)行了梳理和研究。明確了智慧露天礦山建設(shè)的技術(shù)路徑以及系統(tǒng)智慧化的最高目標(biāo)。