人工智能背景下未來采礦系統(tǒng)工程的發(fā)展趨勢

“綠色,、安全、智能,、高效”已成為礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的時代要求，采礦系統(tǒng)工程的戰(zhàn)略目標,，是充分應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)和新一代信息技術(shù),，全面實現(xiàn)礦山的最優(yōu)規(guī)劃、最優(yōu)設(shè)計,、最優(yōu)管理和最優(yōu)控制,，從整體上充分發(fā)揮礦山企業(yè)的效益。

隨著物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù),、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)的不斷應(yīng)用,，采礦系統(tǒng)工程迎來了新的發(fā)展機遇,，未來發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）新一代新能源智能化無人采礦裝備將不斷涌現(xiàn),。

隨著國家“碳達峰,、碳中和”戰(zhàn)略目標的提出，污染物排放嚴重的傳統(tǒng)燃油裝備將逐漸被淘汰,，

采礦裝備的電動化將成為未來發(fā)展的主流方向

,。目前，針對傳統(tǒng)采礦裝備的線控化改造在某些應(yīng)用場景下已經(jīng)實現(xiàn),，但由于存在設(shè)備差異化大,、改裝成本高、不易批量標準化生產(chǎn)等不足,，在全行業(yè)內(nèi)推行仍存在諸多困難,。隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)和無人駕駛技術(shù)的逐漸成熟,，

逐步實現(xiàn)新能源純電動采礦裝備的線控化,、智能化、無人化,，應(yīng)是下一代新能源智能化無人采礦裝備發(fā)展的主要趨勢。

（2）無人采礦的新技術(shù),、新工藝及新模式不斷應(yīng)用,。

傳統(tǒng)的采礦行業(yè)是勞動力密集型產(chǎn)業(yè)，但這一生產(chǎn)模式正在實現(xiàn)顛覆性的變革,。眾所周知,，相對惡劣的工作環(huán)境和頻繁的安全事故是影響礦業(yè)從業(yè)人員的最大問題。目前,，從業(yè)人員老齡化趨勢嚴重,，技術(shù)人才嚴重短缺,，這一現(xiàn)狀已嚴重影響到礦山行業(yè)的未來發(fā)展。隨著遠程遙控和無人駕駛技術(shù)的逐漸成熟,，無人機高清地形建模,、遙控鏟運機及鉆機5G遠程遙控、無人駕駛卡車集群控制等技術(shù)不斷得到應(yīng)用,，傳統(tǒng)的采礦方法,、采礦設(shè)計及工藝等已無法滿足智能裝備在井下或露天進行作業(yè)的實際要求。在此背景下,，

如何依據(jù)采礦智能裝備作業(yè)的特點,，顛覆傳統(tǒng)的采礦方法、采礦工藝及流程,，真正從采礦方法,、采礦設(shè)計及無人作業(yè)生產(chǎn)等礦山全生命周期的角度，變革形成無人采礦的新技術(shù),、新工藝,、新模式將成為未來重要的發(fā)展趨勢。

（3）采礦生產(chǎn)過程各工藝的智能算法應(yīng)用不斷深入,。

采礦系統(tǒng)是一個多目標,、多因素、多變量,、隨機性強的復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng),。如在露天礦運輸調(diào)度優(yōu)化中，需要考慮運輸成本,、運輸效率以及卡車等待時間等多個優(yōu)化目標,。多目標配礦優(yōu)化是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，需要兼顧采礦指標和選礦甚至冶煉指標的影響,，以獲得最佳的配礦執(zhí)行計劃,。

采礦工程在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上普遍具有層次較多、環(huán)節(jié)緊密,、相互之間關(guān)系復(fù)雜等特點

,，因此需要從總體上進行全過程、全流程智能優(yōu)化,。以具有采礦—選礦—冶煉主要工藝的礦業(yè)集團為例,，隨著企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES以及底層自動控制系統(tǒng)的不斷應(yīng)用,，融入工業(yè)大數(shù)據(jù),、多目標和多變量因素以及全流程生產(chǎn)為優(yōu)化對象的智能算法將不斷得到發(fā)展。

（4）原有單一信息系統(tǒng)向融合大數(shù)據(jù)平臺的方向不斷演變,。

隨著過去20年的數(shù)字礦山建設(shè),，井下智能通風(fēng)系統(tǒng),、井下智能監(jiān)測控制系統(tǒng)等井下六大系統(tǒng)以及露天礦生產(chǎn)智能管控系統(tǒng)不斷得到應(yīng)用。如通過大量礦山開采信息化系統(tǒng)的應(yīng)用和部署,，露天開采的爆破—鏟裝—運輸—破碎等工藝環(huán)節(jié)已逐步由單一信息化向多系統(tǒng)融合智能化方向發(fā)展,，并產(chǎn)生大量的工業(yè)流程數(shù)據(jù)。這些工業(yè)流程數(shù)據(jù)將通過大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)進行深入挖掘并研究其應(yīng)用價值,，從而反向優(yōu)化采礦工藝流程,。由此可見，

全流程作業(yè)一體化管控,、無人智能裝備智能化控制,、生產(chǎn)大數(shù)據(jù)智能分析挖掘及決策等將成為智能礦山未來的重要研究方向。