智慧矿山考察报告

一、首钢矿业智慧矿山建设现状

1.采区设备

国内首次应用阿特拉斯电脑台车、国内首次研制成功乳化炸药井下混装车、碎石台车固定式碎块作业模式取消井下二次爆破。

2.井下电机车自动驾驶

杏山铁矿将传统电机车重新设计改造，自主研发信集闭系统，在放矿溜井中安装激光定位设备，将振动给矿机的操作远程集中控制，在地表设立远程操作台，使用电机车远程遥控系统，完成井下电机车自动运行系统。

在电机车无人驾驶的基础上，杏山铁矿破碎机至主井提升实现全自动连锁运行、自动报警和故障自动停机，从箕斗井下装矿至地表卸矿全流程自动运行。

3.杏山铁矿有18条皮带，10个转运站，总长2300米的皮带，主控室集中控制、一键式启停车、布料小车自动布料、废石破碎后回收矿石、生产道砟和建筑用材、资源综合利用，全部实现了无人值守，确保安全高效。

4.斜坡道交通控制系统

杏山铁矿斜坡道全长2500米，设计为单行线，为了防止上下车辆发生拥堵，采用斜坡道交通控制系统，设计采用34个信号灯，车辆使用定位系统，根据车流量实现全自动控制，对于危险品运输车辆实现监控定位功能。

5.风水电等生产保障系统

杏山铁矿对于井下通风系统，排水系统，供电系统进行远程集中操作，在井上设有调度集中控制室，设备运行集中操控，数据自动采集，运行过程状态实时监控，运行过程中出现问题自动报警。风水电保障系统能减少井下操作人员数量，保证系统安全经济高效运行。

6.安全生产指挥中心

生产组织与集控操作职能合并、生产组织管理与控制一体化。

7.井下安全避险“六大系统”

杏山铁矿建立了完善的井下安全避险“六大系统”，统一进行调度指挥，及时排除安全隐患，快速处理各种突发事故。

8.MES系统

自主开发生产执行系统（MES），通过MES系统将物流管理、生产过程、检验系统、运输系统、计量系统等110个业务功能进行统一管理，全面掌握生产组织信息，为各级生产管理人员提供所需实时生产数据。通过对生产信息的采集、跟踪和分析，不断挖掘人力和设备作业潜能，合理改善管理目标，确保生产组织的严细透明，实现矿山生产的节能降耗、精细化生产以及生产执行的全程贯通。

9. ERP系统

以SAP软件系统为核心，将财务、生产、安全、设备、质量、物资等业务纳入ERP系统，生产管理、设备管理、物资管理、质量管理、销售管理与财务管理的全面业务集成，实现资金流与物流、信息流“三流合一”，以及对企业资源的全面管理。

10. OA协同办公系统

以OA系统为核心，集成了公文管理系统、生产信息汇总管理、技术管理平台、能源管理系统、人力资源管理、职工健康管理、安全环保监控，对矿山各个生产过程中的各类数据实现了数字化分析，精细化管理。

11.首钢矿业公司安全管理工作现状

1）首钢矿业公司采用“首钢矿业公司安全管理信息系统”，系统由速力公司开发，2015年投入使用，目前在首钢矿业公司内部有10多家单位在用。

2）首钢矿业公司采用的安全管理信息系统业务包括：管理系统主页、安全档案管理、隐患排查整改管理、事故和违规违制管理、重大危险源与重控部位管理、特种设备检测管理、劳保用品管理、安全教育与考评管理、职业健康管理、应急救援管理、安全生产投入管理、安全督查管理（包括政府、集团公司、厂级）、检修施工安全管理等功能模块。可以实现重大危险源分级管控和对造成隐患“人和机器”因素分类统计分析，形成预测分析报告，利于开展本质安全管理工作。

3）目前隐患闭环管控系统运行通过电脑pc端运行，无手机客户端。闭环管控过程通过井下各中段马头门电话系统上报隐患，隐患详情输入安全管理系统，系统由人工分配各单位进行隐患整改，之后由整改人和安全管理人员对隐患整改情况进行验收，验收合格，签署验收意见，完成隐患排查整改闭环流程。

4）安全生产隐患考核主要是从三个方面开展，一是管理人员隐患上报数量是否完成，二是隐患处理是否及时，三是处理是否达标；未对生产岗位隐患排查履职情况进行考核。

5）违章考核方面，违反安全规章管理制度，从严考核。

6）首钢矿业公司六大系统按照国家标准进行建设，可以实现人员定位的区间查询，现场操作没能实现轨迹查询；通风监测实现了对主要巷道的监测，通风监测系统与安全管理系统独立运行，无通风解算系统，不能实现对风门的自动控制；应力监测系统根据回采工作需要设置了监测点，但无应力变化经验数据和科学依据提供预警值，自建立时间起，未发挥预警作用；通讯系统未建设到各工作面。

7）首钢矿业公司杏山铁矿分别在斜坡道口和副井井口设置门禁系统，实现对出入井人员登记管理。

8）首钢矿业公司杏山铁矿和水厂铁矿、水厂铁矿选矿厂均设置大屏集中控制中心，可以分别实现生产的调度指挥。

12、智慧选矿部分的建设情况

首钢矿业大石河球磨主厂磨选工艺经过多年自动化改造、升级，已经在多个工艺环节构建成自动化系统，这包括一段磨矿分级自动化系统、高频筛集中控制系统、淘洗机自动控制系统等。但是，这些系统各自独立运行，工艺过程控制不连续，而且部分工艺设备未纳入自动化系统，仍需要岗位现场启/停，磨选工艺过程开机需要大约20分钟。

2016年，大石河铁矿提出磨选“一键启动”的操作模式，并在磨选车间3系统进行了磨选“一键启动”操作模式的流程试验。试验取得成功，当下正积极向全厂推广、应用。

大石河选矿区域工业控制环网建设，为“一键启动”搭建了网络平台。

二、山东肥城矿业梁宝寺煤矿智慧矿山建设现状

梁宝寺煤矿智慧矿山系统的建立，集成了现在采矿、信息、通信、自动控制等技术，实现了井上井下所有对象的透明管理，使企业安全生产、经营、党建、地面环境、文明行为等所有标准、预警及业绩考核等信息得到有效管控，实现了“5F”管理全面、全员、全过程、全覆盖、全动态管控，为矿山安全生产提供了可靠保障。

1.地测地理信息系统

地测地理信息系统具备地测数据处理，三维地质建模、储量管理、图形生产、辅助地质报告修编等功能，有效提高了技术人员工作效率。通过该系统可随时查看井下巷道、采空区、断层、地质体及钻孔的三维模型，便捷处理采掘工程平面图、地形地质图、综合水文地质图等各类图纸，进行保安煤柱计算与填图、支架阻力计算与选型、地表岩移观测数据处理与预计，具有良好的辅助设计功能。

2.输配电地理信息系统

该系统集绘图、计算、管理、优化、统计于一体，无缝集成了输配电CAD和输配电GIS功能，具备较好的辅助设计与管理功能。通过该系统可自动完成故障电流、继电保护整定及设备线缆选型等计算内容，生产计算文档，随时查看机电设备布置图、供电系统图及其参数配置，有效提高了供电系统的设计、分析与管理水平。

3.智能化矿井通防系统

该系统可实时查看各通风设施配置属性信息，自动绘制通风系统图、通风网络图，并在风机选型与调节、分风解算，最优设计与改造，定点调解计算，风网管理，风机管理，通风报表，故障诊断和灾变处理等方面为通防技术人员提供有效帮助。

4.采矿协同设计系统

基于三维地理信息系统的采矿协调设计系统几乎含盖了所有采掘设计内容，可完成采掘、供电、通防、运输、提升、排水、压风等系统的协调设计，大幅度提高了工作效率。该系统提供了包括巷道布置、车场、交叉点、断面、支护、煤柱、硐室、提升、皮带等40余种采矿设计模块，通过参数化驱动的设计工具，对常规设计自动生成设计图、施工图、工程量表、设备材料表及三维模型，并对皮带、支架、支护方式等进行智能选型计算。

5.给排水地理信息系统

该系统可进行给排水管网、压风管网、注浆管网、防尘管网、瓦斯抽放管网、通讯线网的设计与可视管理，修改、查询参数库，并进行属性管理。通过该系统可进行平差计算和设备选型计算，也可自动进行复杂管网设备工况计算及管道、管件选型计算，并能够进行图文双向查询。

6.三维监测监控系统

该系统利用组态软件及中间件软件库，通过各种规范接口（RS232、RS422、RS484、DDE、OPC、OLEDB、ODBC等），对公司原有不同生产厂家、不同协议接口的监测系统实现了三维物联网无缝集成。利用真三维组态监测监控平台，建立了井上下虚拟矿山系统，进行了三维直观监测，将虚拟环境与实时传感数据准确关联，为生产管理和应急指挥提供了可视化支持。目前已接入原有的21个监测系统。（包括安全监测系统、中央泵房监测系统、主井装卸载系统、主扇机监测系统、皮带监测系统、变电所监测系统、压风机监测系统、工业视频系统、人员定位监测系统等。）

7.综合自动化系统

该系统使井上下各类生产工况信息在异构条件下实现了联通与共享，使不同功能的应用系统协调有序运行，实现了各类监控系统信息整合共享。系统平台能够对全矿井安全生产主要环节进行实时监测、监视和必要的控制，有效提升了矿井数据采集、生产调度、决策指挥的信息化水平，为有效预防和处理各种突发事故、自然灾害提供了有力保障。

8.矿山事故仿真系统

该系统利用三维建模引擎和仿真技术实现了对火灾、水灾、冲击地压、矿震、冒顶、瓦斯突出、煤尘爆炸等事故的有效模拟，可自动生成各种灾害的避灾路线，为灾害防治、应急预案编制、安全教育、应急培训和应急指挥提供了技术支持，有效提升了矿井应急处置能力。

9.矿山灾害预警与危险源监测分析系统

该系统利用三维监测监控系统实时监测信息，适时修正模型参数，对地质变形、安全隐患和危险源进行超前预警，并利用采矿协同设计、通风系统调节和控制、防排水优化、输配电调度和应急指挥功能给出防灾、抗灾和救灾的决策支持，有效提高了矿井安全防患防治能力。

10.矿山应急救援指挥系统

该系统通过完善救援基本信息管理、应急资源管理、应急预案管理和应急指挥，搭建了覆盖应急救援指挥全过程的智能化指挥平台，并将预案管理与演练、救灾机构与人员物资管理、救灾指令与应急响应、语言图形、地理信息与手机短信等融为一体，大幅提高了应急救援指挥能力。

11.数据仓库管理与综合查询系统

该系统利用数据库技术和网络数据采集技术，建立了包括预警信息库、安全隐患库、三维数据库、产量信息库、成本信息库、煤质信息库、设备情况库、生产技术信息库、人力资源信息库等在内矿山数据仓库。通过（回采、掘进、材料、设备、人力、安全、应力、微震等）各种数据采集程序，实现了各类数据的实时集成，实现了安全、生产、党建与经营管理的无缝集成。

12.“5F”协同管理

梁宝寺煤矿目前5F系统平台已完成了两期工程。通过一期整体架构搭建，二期主体业务完善，三期将以优化覆盖、延伸提升为目标，遵循完善、升级、延伸、覆盖、简单、有效原则，实现流程规范完善、数字自动集成、数据信息共享、预警闭环管控、智能决策推送、个人绩效自动考核、经营核算自动生成，最终形成扁平化、集约化、共享化、管控营一体化体系。

13、肥矿集团梁宝寺公司安全管理工作优势

1）梁宝寺煤矿安全管理采用山东蓝光软件有限公司开发的“山东能源肥矿集团本质安全保障系统”、“安全闭环管控信息系统”和中国矿业大学开发的“梁宝寺煤矿安全生产标准化管理信息系统”三个安全管理系统。

2)梁宝寺能源公司三个安全管理系统独立运行，可以实现隐患闭环管理，本质安全系统对造成安全隐患的“人、机、环境、技术和管理”五个因素分类统计，形成隐患统计曲线和柱状图，能生产事故树推断相应安全事故发生的可能性，便于超前采取预防措施，从本质上实现安全管理；安全生产标准化管理系统运行可以实现隐患排查治理和风险动态分级预警，实现事故的双重预防性工作机制。

3)目前安全管理系统运行通过电脑pc端运行，有手持机，但未使用，无手机客户端，即通过井下各工区负责人、安全管理人员、技术人员发现隐患，升井后手动录入“安全闭环管控信息系统”，每个系统需单独录入，安全监察处信息办负责隐患录入的审核工作。

4)安全生产隐患考核依据隐患责任人履职情况实行联责考核，如顶板浮石隐患，考核对象包括班组长、检撬工、安全员等与隐患相关的所有人，每个人依据在本环节工作贡献程度，给予不同的考核金额，考核金额由基础信息库中7700多条隐患数据中设定的考核分配金额提供。

5)违章考核管理，除在正常考核之外，与中国科学院大学合作创办了肥矿集团安全文化培训学院，创建了安全心智培训模式，通过情境模拟的体验式培训，实现了“违章处罚”向“帮扶疏导”转变，“千人一面”向“一人一案”转变，“纠正行为”向“重塑心智”转变，安全管理层次和管理水平较高。

6)梁宝寺能源公司依据国家标准建设了六大系统，其中通风系统实现在线监测，监测点可以延伸到掘进掌子面，实现了整个矿井的通风监测，有独立的通风系统解算软件，可以实现根据通风系统监测情况调整风门设置，优化整个通风系统结构。井下专门布置了应力应变和位移监测设备，并设置了专门的“防冲工作室”，有独立的监测系统，能实现对冲击地压的预防监测管理。井下通讯系统有对讲系统和电话系统，均延伸到各工作掌子面，可以实现实时通讯。

7)梁宝寺能源公司门禁系统设置了虹膜识别和识别卡两套系统，实现对出入井人员登记管理。

8)梁宝寺能源公司分别在集中控制中心和选煤厂设置有大屏控制中心，可以分别实现对矿山井下和选煤厂的调度指挥。

三、考察的两个矿山共同优点

1.两家企业的自动化水平很高，自动化水平逐渐的往数字化水平靠拢，部分岗位实现了无人值守。

2.两家企业的管理理念比较先进，结合自身的实际情况建立独特的管理系统，制定了具有自身特色的智慧矿山建设规划。

3.均利用安全管理系统实现矿山隐患排查闭合管理，能实现安全隐患的分类统计分析，可以发现和预测安全管理中存在的问题，便于加强安全管理实现生产本质安全化，可以实现重大危险源的分级管控。

4.均设置了大屏集中控制中心，实现对生产过程的集中调度指挥。

5.均设置了门禁系统，实现对下井和升井人员的登记管理。

6.均结合用电尖峰时刻制定了适合自身的生产计划。

7.对井下各大系统均实现了远程集中控制。

8.均有自己独到的配矿体系。

四、对智慧矿山建设的认识和启发

山东能源肥矿集团搭建的5F协同管理平台，从全面质量管理、全面预算管理、全面风险管理、全面对标管理和全面业绩管理五个方面着手，依托信息化构架和全数据共享平台，实现对各项业务的层层分解和管控，探索出了一条适合自身企业运营模式的精细化管理之路。

首钢矿业运行的MES系统同样令人印象深刻。其以生产综合指标为目标，对生产过程、操作和管理进行优化和固化，系统同时处理生产与管理双重信息，实现了业务流、信息流、物流的统一。该系统与ERP系统高度集成，其架构贯通计划层与控制层，实现组织、业务、数据的全面集成；连通上下游，实现产供销一体化。是针对矿山企业生产执行过程进行管控的信息化管理工具，涉及生产、调度、设备、能源、采购、销售、质量、计量等业务，帮助矿山完成自身的业务处置。系统对生产、倒运、计量以及质量进行集成化的管理，实现标准化的生产组织和控制。

1、落实 “一把手工程”，是建设智慧矿山的关键。一把手把握着国家方针政策，决定着企业的发展战略，包括首钢矿业公司和肥矿集团都要求从上到下一把手都要成为数字化（智慧）矿山建设的领导者、推动者和实践者，作为每年绩效考核的重要内容之一。

2、转变观念，管理变革，是智慧矿山建设的基础。建设智慧矿山是一场涉及经营生产、工艺技术、体制机制、组织结构、流程管理的全方位的重大变革，对多年形成的、已经成为习惯的管理模式、管理行为、操作行为带来很大冲击，必须有坚定不移的信心，把转变思想观念、更新思维方式贯穿始终，奠定思想基础；推进综合配套改革和创新，夯实管理基础；用信息化带动自动化升级，构筑物质基础。

3、强势推动，完善机制，是智慧矿山建设的保障。有效的管理机制是智慧矿山建设的重要支撑，没有强有力的管理，智慧矿山建设很难成功。

4、深入应用，注重成效，是智慧矿山建设的重点。信息化的生命在于深入应用，不断解决企业经营生产管理中的问题，取得成效。首钢矿业公司在数字化（智慧）矿山建设中，始终把深入应用放在第一位，持续进行完善、创新，干部职工由过去遇到问题解决问题，发现问题解决问题，逐步向提出问题解决问题转变。这个转变是根本性的转变。

5、以我为主，全员参与，是智慧矿山建设的不竭动力。在智慧矿山建设中，不仅要把懂管理的业务人员与懂IT技术的软件开发人员紧密融合在一起，造就了一支对专业管理有深刻理解的IT队伍，增强了自主开发的能力，而且还要培养出一支既懂管理又深刻理解信息技术的专业管理队伍，以及运用计算机开展各项工作的操作队伍，让他们在智慧矿山建设中发挥了主导作用。

综合上述矿山在智慧矿山建设方面的经验，锡铁山分公司的智慧矿山建设应分阶段进行。就是应以智慧矿山体系建设为总体目标，分步搭建可数据共享、流程互通的各层级支持系统架构。在自下而上的系统构建过程中，根据西矿集团智慧矿山建设总体规划，按照统一技术标准预留层级互通窗口，逐步实现数据信息从采集、传输、引用、分析、决策、反馈等各环节自动完成。在实施层面，结合锡铁山的实际条件，先对部分条件比较好的生产系统进行升级改造和管控流程再造，以期在相对较短的时间内实现部分矿山子系统的智能化和基础数据的归集共享。而提升井下采掘作业系统、矿山通风系统和窄轨运输系统的自动化水平，则需依据相关系统运行要求，进行详细的矿山生产系统设计，在构建智能控制平台的同时推进装备升级。

智慧矿山建设是一个长期的过程，也是一个层级架构不断完善的过程。只有扎实地做好基础平台的搭建，才可能推动整修智慧矿山体系建设的顺利开展。