工信部发布《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》

为加快5G、人工智能、工业互联网等新一代信息通信技术与有色金属行业融合创新发展，切实引导有色金属企业智能升级，按照《国家智能制造标准体系建设指南》总体要求，工业和信息化部、发展改革委、自然资源部联合编制了《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》《有色金属行业智能冶炼工厂建设指南(试行)》《有色金属行业智能加工工厂建设指南(试行)》，现予以公告。

鼓励有色金属智能矿山采用基于工业互联网平台的云、边、端架构，建立面向“矿石流”的全流程智能生产管 控系统，将矿山大量基于传统 IT 架构的信息系统作为工业 互联网平台的数据源，继续发挥系统剩余价值，同时逐步 推进传统信息化业务云化部署，实现矿山全流程的少人无 人化生产。参考架构如图 1 所示：

专栏 1：智能仪器仪表

通用仪器仪表：智能摄像机、实时定位系统等。 采矿仪器仪表：风压传感器、风速传感器、应力应变传感器、位移传感器、 流量传感器、料位传感器、液位传感器、浓度传感器、微震传感器、有毒有害气体传感器、三维激光扫描仪、卫星测量仪、雷达遥感测量仪、无人机航测系 统等。

选矿仪器仪表：矿浆品位在线分析、皮带矿石品位在线分析、矿浆粒度在 线分析、矿浆浓度在线分析、矿浆 PH 在线检测、矿浆溶液离子浓度在线分析、 浮选泡沫自动分析、矿石块度自动分析、半自磨/球磨机负荷在线监测、半自 磨/球磨机声音检测、半自磨/球磨机衬板磨损在线检测、旋流器状态监测、选 冶氰根在线分析、浸出槽碳浓度在线分析、矿浆贵金属在线分析仪、矿物组成 在线分析等。

专栏 2：智能装备

露天采矿装备：智能潜孔钻机、智能牙轮钻机、智能装药车、智能挖掘机、 智能卡车等。智能潜孔钻机、智能牙轮钻机、智能装药车、智能挖掘机等智能 装备支持远程遥控作业功能，智能卡车具备自主行驶、自主卸载等功能。 

地下采矿装备：智能凿岩台车、智能锚杆台车、智能铲运机、智能卡车、 智能装药车等。智能凿岩台车可与三维矿业软件无缝对接，有条件的可基于三 维设计自动进行凿岩;智能锚杆台车可实现远程遥控作业，有条件的可支持锚杆锚网联合支护等功能;智能铲运机支持视距、远程遥控及自主行驶等多种模 式，有条件的矿山可探索无人铲装作业功能;智能卡车可实现自主行驶;智能 装药车具备自主寻孔、自主装药等功能。 

选矿装备：智能摇床、智能高效磨机、智能浮选机、智能高梯度磁选机、 浓密机等。智能破碎机可识别原矿及产品粒度，自适应调整排矿口尺寸等参数; 智能高效磨机可实现磨机负荷状态等特征的自动识别、实现磨机转速、给料量、 磨矿浓度等参数的自适应调控;智能浮选机可根据矿石性质、实时泡沫图像和 矿浆在线监测系统等对槽内的液位、充气量、药剂量等进行自动调控;智能高 梯度磁选机可根据矿石性质进行聚磁介质的自适应匹配和自动调控。

专栏 3：5G 的应用场景

露天/地下矿山无人驾驶：基于 5G 网络大带宽的优势，利用 ADAS(高级 驾驶辅助系统)技术，开展矿山无人驾驶系统建设与应用，减少现场作业人员， 实现安全、减员，支撑企业降本增效。 培训与应急演练：基于 5G 网络大带宽的优势，利用 AR(增强现实)、 机器视觉等技术对矿山生产过程进行虚拟仿真，对生产操作人员进行培训和应 急演练。

专栏 4：矿山资源数字化系统

地质资源管理系统：将原始勘探数据、生产勘探数据和炮孔岩粉样数据等 进行可视化，实现勘探数据的直观形象显示，完成矿床品位分析、矿床三维模 型建立和储量估算等。在此基础上，实现资源储量升级、核减、二/三级矿量 圈定等资源储量的动态管理。 

矿山测量管理系统：快速处理经多种仪器、多种测量方法取得的测量数据， 建立地表、爆堆、巷道、采空区等三维模型，计算工程量。  

采矿智能设计系统：通过参数设置完成露天、井下道路设计，根据设计参 数计算工程量，生成设计模型。对于露天开采，实现中长期计划、短期计划、 露天爆破设计;对于地下开采，通过设置参数完成炮孔布置、炮孔装药、爆破 量计算，实现完善的采准、切割、回采设计和地下爆破设计。根据矿体、巷道 模型、品位模型等数据进行计划编制，支持在三维可视化环境下根据工程类型、 施工条件等对计划进行动态更新。

专栏 5：采矿固定设施运行过程自动控制系统

矿山供电监控系统：对地面箱式变电站、井下变电所、采区变电所、线路等变输配系统和设备的在线参数检测，实现地面调度中心对供电设备的遥测、 遥调和遥控。鼓励有条件的矿山企业实时监控各个开关柜的电压、电流、功率 等参数及开停状态，实现故障自动检测、定位、预警，通过加装烟感和电缆温 度检测系统提高安全生产水平，实现高压、低压供电管理无人值守。 

矿井压风自动监控系统：实现空压机及冷却系统自动联动控制，按程序自 动执行启停及加卸载操作;实现按需自动启停一台或多台空压机，完成空压机 的自动加卸载控制;实现空压机及冷却水泵自动轮换功能;实现对排气温度、 电机定子温度、冷却水温度超温报警，冷却水压力、润滑油压力、冷却水断水、 过载停机、电源逆相、缺相保护、超过工作压力安全阀动作、空气过滤器 堵塞、油过滤器堵塞、油气分离器堵塞等故障的自动报警功能;具备远程启停 和就地控制功能。 

矿井通风自动控制系统：建设对风速、风压、风温、有毒有害气体浓度进 行自动连续监测的传感系统，实现控制系统的远程和就地控制功能。鼓励有条 件的矿山企业对主扇、局扇及辅扇进行联动控制，实现按需通风。 

 矿山排水自动监控系统：建设对水仓水位，水泵流量、排水压力、负压(真 空度)、轴温、阀门状态、运行效率，电机轴温、定子温度、电压、电流、电 耗、功率、运行效率等参数进行监测的传感系统，实现单台水泵和多泵联排的 远程启停和就地控制功能。 

矿山尾矿充填自动控制系统：采用充填工艺的矿山，建设尾矿充填自动化系统，实现进仓分配、放空及冲洗、水泥仓下料量的配比控制、砂仓放料监测、 料位、液位监测、联锁调节、充填尾砂浓度控制、充填尾砂量与水泥的比例控制、充填矿浆干矿量计量及浓度控制、搅拌桶液位控制、液下泵池液位检测、 污水泵控制、水量计量、料仓松动防堵和充填管道清洗控制系统、尾矿输送泵 房尾砂输送缓冲池、尾砂搅拌槽、水封水池液位检测和报警、尾矿输送泵房尾 矿输送管路恒压输送。

 矿井提升自动控制系统：实现连续速度监控、逐点速度监控、井筒开关监 控、所有编码器之间的相互监控、重载下放监控、重载提升监控，完成对速度、 位置和力矩的闭环控制和故障处理保护回路，实现精准停车。

专栏 6：采矿装备智能控制系统

采矿装备状态监控系统：通过对作业装备动力系统、传动系统、制动系统、 作业执行机构等工况参数的实时采集及分析，实现对装备的运行状态的实时监 控。采矿装备高精度定位系统：配备位置显示软件、定位引擎软件、定位基站、 定位终端，实时监测有轨、无轨装备移动作业过程，精准反馈装备位置及行驶 信息，连续化描述装备运行轨迹。鼓励有条件的矿山建设具有车载显示终端的 系统，实现全局装备位置及工况信息的实时推送。

采矿无轨装备远程操控系统：通过固定网络通信设备、远程操控台、控制 服务器、车载无线通信终端、车辆定位装置、车载控制器、数控执行机构、无线视频摄像机、电缆、光缆、接线盒、避雷器、软件等，实现工况条件不佳作 业区域矿用铲运机、矿用卡车、装药车全部作业工序(寻孔、装药、铲装、运 输、卸载)及行驶的视距遥控与地表远程遥控。 

采矿无轨装备精细化管理系统：建设涵盖矿山主要无轨装备(矿用铲运机、 矿用卡车)的全流程作业管理系统，配备车辆标识卡、车辆定位基站、车载传 输终端、车载存储设备、作业分析和管控软件，实现装备运行路线追踪、违规 作业识别(矿废混倒、空载)、危险驾驶行为识别(疲劳驾驶、超速、急转、急停、 闯限)、装备作业量和作业效率统计等功能。 

 斜坡道信号控制系统：对斜坡道运输系统的信号装置状态、车辆位置、运 行方向等进行检测，实现信号装置的自动控制、调度、闭锁、显示、定位、信 息管理、报警、车辆信息识别、重演、分级权限、故障诊断等功能。 

固定式作业装备远程控制系统：通过固定网络通信设备、远程操控台、控 制服务器、无线通信终端、运动控制器、数控/液压执行机构、数字摄像机、 电缆、光缆、接线盒、避雷器、软件等，在保留固定式破碎机、振动式放矿机 现场手动操作功能的基础上，实现地表远程作业控制、电气和机械参数采集、 设备故障预警，鼓励有条件的矿山实现装备预维护。  

溜井料位监测系统：采用料位计实时监测溜井料位，实现料位阈值的超载、 欠载预警，具备数据实时上传功能及二次开发接口。  

有轨运输过程远程控制系统：建设生产运输管理平台(派配调度系统、机 车远程驾驶平台、机车装载控制系统、生产运输精细化管理)、数据支撑系统(井 下车辆移动通信网络、信集闭系统)、生产状态监测系统(井下目标高精度定位 系统、车辆运行监测系统、远程装矿监测系统)及前端无人化作业系统(无人化 电机车、远程放矿系统、轨道衡自动称重系统)，支持远程遥控驾驶和智能化 无人驾驶，实现矿石品位配比、运力调度、机车无人驾驶、自动装载、矿 石自动卸载、矿石自动称重、机车安全预警及生产数据精细化管理等功能。 

露天采矿卡车调度系统：通过车载终端、通信设备、调度软件等，实现车 辆实时定位、行车管理、配矿、车辆调度、信息发布、运输计量、违规违章监测、轨迹查询、统计报表等功能。

专栏 7：选厂智能运行操作优化系统

破碎过程智能化操作控制：通过破碎全流程视频监测、基于矿石块度图像 分析等技术实现故障报警，实现破碎过程的智能化操作，降低破碎停车故障， 提高破碎运行效率。  

磨矿分级过程智能化操作控制：结合矿石块度图像分析、磨机负荷和分级 粒度检测技术、磨机衬板磨损在线检测技术等，建立磨矿分级专家控制系统， 实现磨矿分级的智能操作和分级粒度的闭环控制，稳定磨矿分级产品粒度、浓 度技术指标，减少波动。 

选别过程智能化操作控制：面向浮选、磁选、电选等选别生产过程，结合 在线品位分析、在线矿浆监测和机器视觉图像分析技术等，建立智能浮选机、 智能高梯度磁选机等选别全流程智能协同控制系统，实现选别流程稳定控制和 优化控制。稳定选别精矿品位，降低废次，优化提高回收率。 

浓缩脱水过程智能化操作控制：基于浓密过程智能监测技术，结合操作经 验、机理变化趋势以及生产数据分析，形成浓缩脱水专家控制规则库，实现浓 密机底流排矿优化与节能控制，提高浓密机底流放矿浓度，实现浓密与脱水过 程峰平谷优化调度。

专栏 8：安全管理信息化系统

矿山人员管理系统：在符合《金属非金属地下矿山人员定位系统 通用技 术要求》(AQ/T 2051-2016)规定功能和性能指标基础上，实现区域划分监控 和区域内人员统计，支持闯入、超员、超时警示。鼓励有条件的矿山采用 RTLS(实时定位系统)技术实现作业人员亚米级精度的实时位置追踪。 

矿山装备碰撞预警系统：采用射频识别、瞬变电磁感应、无线脉冲检测等 技术手段建设矿山装备碰撞预警系统，配备可视化车载预警终端、车载信号发 射机、车载信号接收机、标识终端，实现装备行驶、作业过程中装备-装备、 装备-人员、装备-固定设施间碰撞事故的预警。鼓励有条件矿山支持双向报警 及数据远程实时共享。

矿山安全监测及避险系统：地下矿山方面，对井下环境、人员等进行实时监测，建设对应安全避险系统，包括监测监控系统、人员定位系统、紧急避险 系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统等。鼓励有条件的矿山采用位移、变形、应力、压力、声发射、微震等监测手段，实现对地压的实时在 线监测，对矿区潜在或可能发生的地压灾害进行预测，辅助矿山安全决策，服 务矿山安全开采。露天矿山方面，建设边坡在线监测系统、排土场在线监测系 统，对边坡表面位移、爆破振动、降雨量以及视频进行监测监控，实现数据采 集、分析与风险预警。鼓励有条件的露天矿山建设应急通信系统，实现紧急模 式下的快速组网。同时，在具备尾矿库的矿山建设尾矿库在线监测系统，自动采集尾矿库各种运行数据，包括位移、浸润线、视频等，并将数据上报至控制 中心进行分析、储存及备份，实现尾矿库状态实时监测、数据输出及综合预警。

专栏 9：虚拟仿真场景

虚拟采矿：通过虚拟现实、GIS(地理信息系统)、通信、传感、控制与 定位等技术，建设有色金属采矿三维可视化虚拟集中管控系统，将真实矿山生 产场景在虚拟环境中平行体现，实时展示矿山开采状态、设备运行工况、人员 及移动设备位置，并进行综合分析、预警告警和全局决策分析。  

虚拟选厂：建设有色金属选矿设计与流程模拟平台，描述实体选厂、预测 实体选厂指标、引导实体选厂智能优化。通过对选矿破碎、磨矿、分级、选别、 浓密脱水过程的建模仿真计算，实现选矿流程内关键设备的运行状态模拟，单 元流程内各节点量化指标计算，稳定和提升选厂技术指标。 

虚拟采矿及虚拟选厂核心建设内容如下： 关键设备数学建模：对铲运机、凿岩台车、装药车、破碎机、半自磨/球 磨机、旋流器、浮选机/柱、浓密机、仓/池、泵等的机理进行分析，结合数据 模型，实现模块化应用。 

 全流程模拟与实体指标预测：对凿岩、爆破、铲装、运输、破碎、磨矿、 分级、选别、浓密等流程组态进行仿真模拟，预测实体采选过程指标，包括损 失贫化率、出矿品位、出矿量、碎磨粒度、浓度、填充量，浮选时间、浮选浓 细度、品位，浓密沉降参数以及过程能耗等。  

全流程生产指标优化：开展超实时模拟计算，根据预测结果给出操作建议， 通过改变操作变量，对自动控制操作进行纠偏，实现节能控制与操作优化，降 低凿岩、装药、铲装、运输、磨矿、选别、浓缩脱水等工序能耗，提升工序技 术指标。

数字孪生(虚拟仿真工厂)：创建设备、管线、物料、仪表等对象模型， 实现虚拟集成平台应用。建设采选设备三维虚拟对象模型、检测仪表及辅助设 备三维虚拟对象模型以及各个交互系统，实现孪生数据集成、交互式遨游、模 拟试验等功能。

专栏 10：优先上云的工业 APP

设备远程运维：针对凿岩台车、铲运机等有色金属矿山生产过程中的主体 采矿设备，基于工业互联网平台，整合设备机理、设备运行数据、企业管理数 据以及相关算法模型，开发设备远程运维工业 APP，实现设备状态实时监控、 指标统计分析、主动预警维护和及时运维服务。针对破碎机、高压辊磨机、磨 机、浮选机、浓密机等选矿设备，实时监测设备运行状况、提供定期的设备健 康评估报告、故障诊断与预测性维护服务;针对生产流程提供 KPI 信息可视化、 工艺数据分析、运行参数优化等服务。

专栏 11：工业互联网大数据主要创新应用场景

智能矿山综合集成与管控一体化系统：实现地质资源数据、生产数据、 井巷工程实测模型、采矿设计模型、生产计划模型联动，集中展示和联动处 理各类子系统数据，统筹安排各类生产要素和资源分配，动态调节装备作业 计划和调度决策。 

矿山大数据分析与处理中心：以分布式云计算为基础，以大数据分析计 算资源为支撑搭建大数据分析软件，利用数据挖掘算法和分析模拟功能对数 据进行专业化处理，为矿山生产经营提供智能分析和决策支持。 

智能矿山决策支持系统：实时查询生产运营数据，通过对生产数据的智 能分析，全面掌握当前企业的发展状况，并通过对关键指标设定适当阈值， 使系统能快速察觉企业运作中的不足，在企业运营状况综合评价的基础上， 实现对阶段性生产过程的状态、成本、效益以及年度整体生产情况等的智能 分析与决策。

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