矿山数字化生产管控系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数字管控领域，具体而言，设及一种矿山数字管控方法和系统。
【背景技术】
[0002] 对于大型露天矿床，年采矿采剥量大，日出矿量大，伊装设备、运输设备多，作业场 所点多、面广，难于管理，对于地质工作、采矿设计及现场管理工作提出了极高要求。
[0003] 现有地质模型比较简单，难W满足采剥计划和采矿设计要求的准确地质条件；生 产现场管理手段简单且零散，采矿生产管理一直采取人为监管为主的管理方式，管理难度 大；年生产计划、年、月采剥施工计划及矿块开采设计管理业务运行前后衔接不畅，相关采 矿业务及现场管理只能靠人为经验统筹规划和强化监管来完成；设计工作量大且工具为简 单的采矿软件及制图软件化d，存在人为干扰因素且工作效率低；生产文件及数据分散、不 集中。
[0004] 由于采坑作业点多面广、作业设备及人员多，使管理人员对于采矿作业技术及安 全的监管程度有限，不能实时监控采场整体生产及单台伊装设备伊装情况，从而影响贫化 率、损失率管理W及造成供矿品位波动。
[0005] 该些问题的解决需要采用更加系统、先进的手段及工具，W精确了解矿床，提高生 产效率。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种矿山数字化管控系统和方法，建立地质基础数据，搭 建采矿数字化管理的系统架构，实现从地质到采矿、从生产计划到采剥施工计划、计划的执 行，从自动配矿到现场作业管理管理等一系列生产作业的自动化管控。
[0007] 第一方面，本发明实施例提供了一种矿山数字管控系统，包括地质资源分析子系 统、配矿子系统和数字管控子系统，地质资源分析子系统根据采集到的地质样本，生成地质 资源模型；配矿子系统根据地质资源模型自动生成配矿方案，数字管控子系统根据上述地 质模型和配矿方案，对矿山作业进行实时监控、并实时调整矿山作业方案。
[000引上述地质资源分析子系统包括数据采集设备，样本化验分析设备，数据传输设备， 存储设备和地质资源处理装置，其中，上述地质资源处理装置包括矿块品味分析设备，地质 资源分析设备和地质资源显示设备；
[0009] 矿块品味分析设备根据采集的矿床样本，生成矿块品味模型；
[0010] 地质资源分析设备，根据上述矿块品味模型，通过=维模拟，结构分析、矿床品味 组合，预测、生成、更新矿床的地质模型；
[0011] 地质资源显示设备用于显示矿床的地质模型。
[0012] 地质资源分析子系统建立了 =维矿床模型、地层模型和构造模型，通过从粗略地 质模型到精细的品位数据的综合显示，形成动态的可视化矿床模型，对矿体空间展布和矿 体与勘探工程的空间关系有了清晰的了解，为后期采矿生产作业打下了基础。
[0013] 上述配矿子系统包括配矿信息处理装置和配矿监控设备，其中配矿监控设备包括 定位终端和监控设备；
[0014] 上述配矿信息处理装置根据上述矿块品位模型，执行优化计算和品味估值运算， 生成每日的配矿方案；
[0015] 监控设备实时监控出矿作业，出现异常时，触发报警。
[0016] 上述自动配矿子系统，降低了工作过程中的人为失误，而且配矿时间由原来的2 个多小时变为现在的15分钟，更重要的是实现矿石化验数据不落地，减少人为因素的干 设，保证了数据精确性，极大的降低了矿山生产各环节的成本，提高了企业的经济效益，节 省了作业时间。同时保证了各项工作按照计划进行。使选矿厂回收率和精矿品位保持稳定， 规范了整体生产技术管理。
[0017] 其中管控子系统包括穿孔爆破设计设备，钻机自动布控终端，数据管理设备，采剥 管理设备和现场执行管理设备等。其中穿孔爆破设计设备包括穿孔设计部件和爆破设计部 件，穿孔设计部件生成穿孔作业指导书，爆破设计部件生成爆破报告，数据管理设备包括穿 孔管理部件，所述现场执行管理设备向矿山作业设备发送采矿作业指令，所述矿山作业设 备包括采掘机、伊装设备和卡车。
[001引上述矿块品味分析设备根据提取的地质数据，建立=维模型或者多边形模型，将 目标地理对象单元块尺寸设定为2mX2mX15m，利用距离幕次反比法进行品位估值，根据估 值结果对每个单元块赋予不同的属性，该些属性与爆区矿量、年度探采对比W及损失贫化 率密切相关，并将该些属性与该矿块的=维模型相关联；
[0019] 上述地质资源分析设备，根据上述矿块品味分析设备的分析数据和上述矿块品位 模型，从数据库中获取地质编录数据，该地址编录数据包括上层矿岩界线、品位，地质编录 数据，推断采样矿块向下多个地质台阶的地质情况，形成包括采样矿块在内的矿床地质模 型。
[0020] 上述数字化管控系统，实时模拟作业现场状况，例如采场、排±场台阶现状，采集、 监控运输道路、设备、采剥计划、穿孔等所有生产信息，在=维立体的调度基础上对月采剥 计划、采矿设计、供配矿的现场执行管理。由原来单一的人工对采剥计划、供配矿方案、采矿 设计和二维卡调系统的分散管理手段，转变为将采剥计划开采位置、出矿方案信息、穿孔设 计、实际孔位、品位控制系统地质信息实时模拟和呈现，实现各个生产模块的集中管理，数 据的无缝对接。
[0021] 结合第一方面，本发明实施例提供了所述的矿山数字管控系统中的执行的数字管 控方法，包括：
[0022] 根据采集到的地质样本，分析，模拟，预测后生成地质资源模型；
[0023]根据地质资源模型自动生成配矿方案，
[0024]根据上述地质模型和上述配矿方案，对矿山作业进行实时监控、对作业方案进行 实时调整。
[0025] 上述根据采集到的地质样本，分析，模拟，预测后生成地质资源模型的步骤包括：
[0026] 收集矿山样本、矿山地质勘探数据、生产勘探数据、钻孔及岩粉资料数据、地质编 录数据，矿山地形现状测量数据W及运输道路数据等多种记录数据；
[0027]矿体的赋存形态及断层分布将矿体分为多个子矿体；上述子矿体包括多个矿块， 对各子矿体的样本进行化验分析；
[002引利用距离幕次反比法进行矿块品位估值，生成矿块品味模型；
[0029]统计矿块品味数据的分布，矿体生成分布规律图；
[0030] 生成矿床地质数据库和矿区平面图，辨识子矿体勘探线，形成勘探线剖面，对矿块 进行地质解译，根据已知资源储量估算可用采矿的各项指标，并结合矿石类型、产状、蚀变、 矿化特征进行，预测相邻矿块的地质特性，形成各矿块剖面的地质解译图，将相邻剖面的地 质解译图进行整合，形成子矿体实体模型；
[0031] 使用球状模型的理论曲线进行拟合，生成每个矿体在多个方向上的变异函数，W 表征矿体的地质变化特征；
[0032] 根据变异函数，整合子矿体实体模型建立矿床地质模型并进行=维显示。
[0033] 上述生成配矿方案的步骤，包括：
[0034] 根据上述矿块品位模型，划分多个爆堆，获取包括爆堆区域轮廓多边形数据和矿 块品位数据在内的数据信息，确定采掘宽度、矿带名称和采矿台阶高度，选择采矿主推进方 向，选择爆堆区域轮廓，确定相对于主推进方向的掘进方向和掘进宽度，对爆堆进行划分网 格，估算网格内各矿块的品位分布；
[00巧]通过距离幕反比法对每个矿块进行品位估值运算，选取矿块伊装位置、开采方向、 出矿量等配矿方案数据；
[0036] 实时监控矿块伊装设备的作业位置，当矿块伊装设备的作业位置超出配矿方案中 给出的计划位置时，触发报警；
[0037] 计算出矿综合品位值，在品位值超过允许误差范围时，触发报警；
[003引显示配矿方案，W不同颜色实时显示变化爆堆状态。
[0039] 上述对矿山作业进行实时监控、调整和管理的步骤，包括：
[0040] 根据采剥计划和矿块品味数据，进行穿孔爆破设计，生成爆破报告；
[0041] 根据上述爆破报告，自动显示钻孔参数和钻孔位置，执行钻孔和爆破作业；
[0042] 根据矿块品味数据，结合生产现状参数、计划采矿量、计划剥离量等数据，绘制开 采范围采掘带，计算各个开采区域的采剥工程量等信息，显示开采范围与开采类型；
[0043] 采集现场采矿作业数据，将采剥完成情况与计划采矿量进行对比分析，实时调整 作业方案；向矿山作业设备发送采矿作业指令，所述矿山作业设备包括采掘机、伊装设备和 卡车。
[0044]显示采剥计划，作业调整指令，调整效果，W及工作矿区的具体工作场景。
[0045] 其特征在于，上述进行穿孔爆破设计，生成爆破报告的步骤，包括；根据采剥计划 设定爆破区域，根据矿岩分界进一步细化爆破分区，利用矿岩分界边界控制手自动布孔、并 出图；生成穿孔作业指导书，作业指导书中包括编号、爆区、孔口X、孔口y、孔口Z、孔径、孔 深、倾