董 健，叶会师，刘小伟，王建胜，徐 菲

（河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司，河北 滦县 063700）

自2012年起，在习总书记的指示倡导下，国务院、发改委等相关部门相继出台了“智慧城市”建设的指导意见与扶持政策；在中央进行了顶层设计之后，地方经过了多年的技术积累，目前正争先恐后的进行智慧应用建设。矿山领域在1999年首次提出数字矿山的概念后，经过了近20年的技术攻关，在国际上实践了大量的科技研究成果，发达国家在数字矿山领域拥有30年以上的实际应用，但在我国仅在首钢、宝钢矿山进行了应用，未得到广泛推广，所以造成了矿山整体上依旧是劳动密集、科技水平低，落后的生产模式，最终导致我国铁矿石生产在国际市场上无任何竞争力，因此，智慧矿山符合中央供给侧改革的目的意义，发展智慧矿山符合社会进步的需求。

1 智慧矿山的实施构想（以车间为例）

（1）采矿。首先在爆破设计上，运用软件根据贫化率、损失率，自动确定矿岩界限，利用岩石硬度、孔隙率、含水率、炸药性能等参数，优化炮孔布置，实现布孔、装药、爆破网络设计自动化，并对起爆顺序、矿岩抛掷方向、爆破能量分布进行模拟，制作爆破施工图，达到控制爆破振动、毒气、烟尘等爆破危害，减少炸药使用量最高可达70%，结合环保及对周边村民的影响综合计算，仅司家营北区分公司节约成本保守估计在5000万元以上。目前，爆破设计软件已经出现，我们可以在前期炮孔地质测量上实施创新，进行现有软件的程序升级改造，拥有我们独立知识产权的新软件。利用现有技术（快速矿石品味测定仪）对矿石分布进行精准测度，然后结合供矿设备的操作性能，进行模糊修正，在供矿设备上加载全息投影技术，实现对配矿的网格化高精度控制，从源头上解决矿石利用率，从而完成在全工艺流程中的成本节约。

（2）运输。随着矿山职工年龄的不断增大，由身体原因引起的偶发性晕厥甚至休克，发生机率将持续增加，并且具有一定的不可预见性；同时由于倒班，身体长期疲劳，班中瞌睡的发生客观存在，在司机以及其他具有瞬发危险性的岗位，引入健康检测手环等健康检测设备，在此基础上整合健康检测端口与设备自动运行系统的对接，实现危险预警、报警、处置及救援的全系列措施，具有重大的安全科学管理意义，拥有极大的前景。节约石油资源，充分利用可再生能源━电能，进行矿用车辆的改造。现在国产纯电动矿车（比亚迪V60，售价4000万）已经在实际中应用，说明电动技术在矿车上应用是可实施的。如果能把贝拉斯等现有矿车改造成电动，不管是经济效益，还是环保效益都是颠覆性的，假设我单位暂时无法完成完全改造，实现部分改造也是具有重大实际意义的；比如给贝拉斯加装机械发电装置和储电装置，在下坡时，还有刹车时把机械能转化为电能，那么此项成果也是具有重大意义的。智慧交通的建立，在采场生产或者地下矿生产中，利用雷达扫描技术以及地磁感应技术等进行数据采集，然后系统自动进行交通指挥。比如在司家营矿区的红绿灯处，设置智慧交通指挥系统，在东西向矿内道路没有车辆时，系统自动识别不亮起绿灯，这样就大大提高了平青大公路的通过效率。把雷达技术加front-projected holographic display技术进行技术融合创新，在采场、地下矿等将有广泛应用价值。

（3）碎矿。在运输皮带的关键位置利用雷达技术进行三维监测，编写程序建立系统，实现关键位置的预警、设备紧急刹车等功能；在列车装运过程中，三维技术的运用可以实现列车装载最大化、站台无人监测、月台监测等功能，同时在井下生产中，雷达技术可以实现更多功能，比如井下机车无人驾驶、井下人车防碰撞预警等功能。

（4）选矿。运用MATLAB等工程计算软件，把生产数据化，并采集所有数据，建立数据库，根据大数据的支撑，进行云计算，得出精准的生产要素过程。选矿在智慧矿山的投入是最大的，需要一个庞大的数据库进行相关性分析，正确选择运算规则是最重要的环节，通过不断的修正，形成我们拥有自主知识产权的核心数据库，试选矿成本明显降低。

（5）尾矿。在现有尾矿库安全监测的基础上进行创新，加入更多的数值模拟计算，运用front-projected holographic display计划实时呈现尾矿库安全状态。结合大数据下的资源合理利用，为尾矿的利用率、利用途径进行全区域配置。建立阿里云、北斗、front-projected holographic display技术相结合的边坡、尾矿坝安全监测系统，实现毫米级位移监测，保障安全生产。

（6）物业。对现有应用程序进行适应性改进，取消饭卡，直接用手机刷卡，同时还可以添加自助选菜等个性化订制食堂服务（在物业可以满足职工需求的情况下，提供服务职工的多种举措）。

（7）办公。推进电子公章、签字系统，并进行配套加密程序，做到节约人力资源成本、用车成本等一系列成本消耗，同时做好保密工作。党群、团委建立子系统，编入党员、困难职工等电子档案，进行精准帮扶、对接。协同办公，根据智慧矿山大数据测算，合理计算成本任务。比如把化工厂炸药生产成本、采矿爆破、装运成本和碎矿成本进行全数据计算，然后再细分步骤成本，做到联动生产，不出现为完成本环节成本，而不管下步成本的现象。

2 突破性创新

沙盘系统：不管是在总部的沙盘模型，还是在生产指挥中的平面CAD模型，沙盘有着体现企业形象、展示企业科技水平以及合理指挥生产的重要作用，国外现有沙盘是三维高仿真数字沙盘，如果我们运用front-projected holographic display技术制作沙盘，将是革命性的创新成果，front-projected holographic display沙盘可将现场直接立体呈现在您面前，对于提高企业形象，全区域指挥生产具有重大意义。（分辨率对比：苹果7—705ppi，三星S7—509ppi，全息投影—5000ppi）。无人机系统：利用无人机技术进行矿山救援搜救，矿山地形、地质测绘等等多领域的创新项目的设立。front-projected holographic display技术的全方位应用，比如应用到采场车辆管理，可以模拟出道路分隔线、无盲区道路呈现等，此技术如果能在我公司矿山得以，将具有世界领先水平。

3 建立意义

智慧矿山的建立，是承接中央十三五规划以及数字矿山进一步的发展结果，也是今后矿山的必然发展趋势；而全息投影技术在矿山中的应用是本文在智慧矿山设计中的关键创新点，front-projected holographic display技术属于前言科技，如果在我公司能够应用成功，将是中国矿山行业的骄傲。