自动化采矿技术进展PPT课件

自动化采矿技术进展,北京科技大学胡乃联,纲要,概述当前的技术进展典型矿山介绍我国应采取的对策,4,3,2,1,1概述,国外矿业发达国家在完成工业化、信息化的基础上，大力进行采矿自动化、智能化方面的研究与探索，取得了一些进展；我国的工业化进程尚未完成，现阶段又面临实现工业化、信息化的双重任务，矿山企业更是如此；因此，重点进行矿山自动化、信息化建设，特别强调的是数字矿山建设；矿山信息化、数字化建设的最终目标是实现远程遥控和自动化采矿（智能采矿）。,2当前的技术进展,2当前的技术进展,矿业发达的国家如加拿大、瑞典、芬兰、南非、澳大利亚等为此已不懈努力，奋斗了二三十年，获得了丰硕的成果。1991年，芬兰提出了智能矿山技术研究计划（IM），矿山、学校、研究院所参与，1992年至1997年历时5年完成，预算1200万美元。在此之后，芬兰继续提出了智能矿山实施研发技术计划（IMI），从1997年开始，历时3年。,2当前的技术进展,加拿大在1993年完成论证并开始实施采矿自动化项目（MAP）五年计划，当时预算接近2000万美元。加拿大还制订出一项拟在2050年实现的远景规划，即在加拿大北部边远地区建设一个无人矿山，通过卫星操控矿山的所有设备实现机械破碎和自动采矿。,2当前的技术进展,自动化采矿的发展与设备制造厂家有密切关系，国际著名的几家采矿设备公司均在大力发展各自的自动化采矿装备及相关技术。目前有三大设备公司在研制智能设备，在解决自动定位与导航方面发挥了重要作用，他们已从制造设备发展到研究系统解决方案。山德维克（Sandvik）公司的AutoMine项目卡特彼勒（Caterpillar）公司Minegem项目阿特拉斯（AtlasCopco）ScooptramAutomationSystem,2当前的技术进展,研究探索的自动化项目很多，如凿岩、装药、爆破、支护、出矿、井下运输等，但较为成功的是凿岩作业和出矿作业；井下机车运输自动化技术已经非常成熟并被广泛应用；至于提升、通风、排水、充填等系统的自动化，国内一些矿山的应用也比较成功。,2当前的技术进展,凿岩作业自动化凿岩从视距内遥控，到井下硐室遥控，现在已经实现了从地面遥控的自动化凿岩；可以连续自动完成掘进工作面一个循环的炮孔或深孔采矿工作面一排扇形炮孔的凿岩，但设备移位和保养维修仍需人工干预。,2当前的技术进展,出矿作业铲运机出矿作业自动化大致经历了一下几个阶段：（1）局部遥控作业；（2）人工控制铲矿、自动运行、人工控制卸矿；（3）人工控制铲矿、自动运行、卸矿；（4）全自动出矿。,2当前的技术进展,局部遥控作业操作员用一台配带于胸部的控制装置控制铲运机进入采场装载。装载完成后，遥控将铲运机从矿堆移出。操作员再回到驾驶室，手动将铲运机开往卸载点。卸载完成，操作员再把它开回到刚才的装载点。这样做尽管达到了操作员不进入危险区域的目的，但在不遵守安全程序时，还是会发生事故。,2当前的技术进展,人工控制铲矿、自动运行为了实现铲运机自动运行，国外一些矿山进行了多种试验。最初的方案是在巷道中安装电子导航线，铲运机装载完成后，控制器自动导航控制铲运机运行至卸载点卸载。试验表明导航效过比较理想，但是受导引系统限制，铲运机运行速度提升困难。,2当前的技术进展,人工控制铲矿、自动运行后来又使用激光雷达探测墙壁的距离和铲运机在巷道中的准确位置，并通过数据库给铲运机提供空间信息，发出移动指令：向左、向右、前进、后退、稳定速度、加速或刹车。这些技术的采用保证了在一个分段顺利实现三台铲运机的同时运行。,2当前的技术进展,出矿作业解决了铲运机自动运行问题后，自动卸矿、自动铲矿问题的解决保证了铲运机的全自动运行。自动化铲运机有很大的优势，如不怕炮烟、不用休息、连续工作等。同时也彻底改变了工人的工作环境。不利因素：自动化区域运行的铲运机需要更光滑的巷道底板和大量的辅助装备，所以成本要高于人工操作采场。,2当前的技术进展,值得一提的是山德维克的AutoMine-Lite系统，用于小区域的视频和无线电遥控系统；它以AutoMine的技术为基础，控制系统安装在一辆面包车上，可以在矿井下灵活地移动到不同的采区或采场封闭区域附近，接通控制线路后，便可操纵智能铲运机乃至卡车运作，比较方便。作为自动化采矿的一种方案，易于推广应用。,2当前的技术进展,2当前的技术进展,2当前的技术进展,2当前的技术进展,LHD自动化出矿,2当前的技术进展,2当前的技术进展,芬兰矿山采矿自动化.wmv,3典型矿山介绍,3典型矿山介绍,瑞典LKAB公司基律纳铁矿基律纳铁矿最大特点是：生产规模大，08年产铁矿石2750万吨；劳动生产率高，400人从事井下作业；阶段高，正在生产的1045水平为275米，正在开拓的1365水平为320米；分段高，目前的分段高度为28.530米；自动化程度高，提升运输早在上世纪末就完全实现了自动化，目前，大部分区域的凿岩、出矿作业也以实现了自动化。,3典型矿山介绍,在自动化出矿方面，Kiruna铁矿经历了多年曲折的试验。一开始铲运机采用视距外远程作业，即操作员用一台配带于胸部的控制装置控制铲运机进行装载。装载完成后，遥控将铲运机从矿堆移出。操作员再回到驾驶室，手动将铲运机开往卸载点。卸载完成，操作员再把它开回到刚才的装载点。这样做尽管达到了操作员不进入危险区域的目的，但在不遵守安全程序时，还是会发生事故。,3典型矿山介绍,1986年开始进行自动铲运机的试验；1995年安装了改进的装载电控系统，开发了防止铲运机互相碰撞的交通控制系统和导航系统；后来又使用激光雷达探测铲运机在巷道中的准确位置，并通过数据库给铲运机提供空间信息，发出移动指令，顺利实现了一个分段三台铲运机的同时运行；由于井下作业，如凿岩、部分自动化铲运机、运输、提升系统等基本实现了遥控和无人驾驶，人员逐步向维护和地表发展。,3典型矿山介绍,智利特尼恩特（ElTeniente）铜矿又译埃尔特尼恩特铜矿，属斑岩型铜矿。主要矿体长1500米，宽300-800米。主要矿物是黄铜矿（占70%），伴生有金、银、钼。矿石储量60亿吨，铜金属量约6000万吨。特尼恩特铜矿1905年投产，目前尚有矿石储量25亿吨，铜品位0.86%，铜金属量约2100万吨。采用自然崩落法采矿。,3典型矿山介绍,世界上最大的地下矿山，平均日出矿13万吨以上。,3典型矿山介绍,利用SadvikTamrock公司的AutoMine系统在两个采区实现了半自动化出矿。其中一个采区布置有15条出矿巷道，188个装矿点。控制室设在地表，距生产区约15Km。LHD装载为远程遥控操作，运行和卸载由机载计算机控制自动操作。,3典型矿山介绍,瑞典基律纳（Kiruna）铁矿智利特尼恩特（ElTeniente）铜矿加拿大（Inco）国际镍公司南非芬斯（Finsch）金刚石矿澳大利亚奥林匹克坝（OlympicDam）铜铀矿芬兰奥托昆普（Otokumpu）公司印尼Grasberg深部矿带,3试验矿山介绍,值得注意的是，除奥林匹克坝铜铀矿外，试验矿山大都是采用崩落法采矿的矿山，特别是采用自然崩落法的矿山；正是由于这种采矿方法工序比较简单，所以成为自动化采矿发展较快，也能连续生产的矿山。,4我国应采取的对策,4我国应采取的对策,自动化采矿的经济和社会效益：(1)彻底解决矿山生产的安全问题(2)极大地提高劳动生产率(3)降低能耗，提高设备工时利用率(4)有利于更准确地控制放矿(5)带动相关产业链的发展(6)使矿工的社会地位发生根本性的转变,4我国应采取的对策,自动化采矿在我国虽然还是空白，但一些有远见卓识的矿山在实现矿山数字化、信息化的基础上，开始探索发展自动化采矿的途径。为了改善矿工的劳动条件，有的矿山已经开展凿岩台车视距内遥控操作和铲运机遥控铲装作业；国家科技部已将“智能采矿”列入“十二五”“863”高科技发展计划，投入资金开展智能采矿技术研究。,4我国应采取的对策,（1）适应自动化采矿的开采工艺中深孔、大孔落矿、相对固定出矿点。（2）选择恰当的自动化采矿系统如，采用AutoMine-Lite系统。（3）借鉴国外先进技术引进-消化-吸收-再创新的技术路线。（4）建立示范采区不着眼于眼前的利益，服务于矿业的长远发展，着眼于建设矿业强国。,5我国应采取的对策,自动化采矿对井下环境要求低，可连续作业，因此，可以明显提高采矿效率；现阶段，特别是在我国，自动