當前，我國大型水泥集團正開始全面加快推進數字化、智能礦山建設，這一舉措對于水泥行業的可持續發展具有重要意義。

近日，中國中材國際工程股份有限公司（南京）教授級高工、國家礦山安全生產專家程立明從水泥行業智能礦山建設現狀、水泥行業數字化智能礦山建設規范解讀和數字化智能礦山解決方案和案例三大方面，對水泥行業數字化智能礦山建設標準發表了自己的看法。

一、水泥行業智能礦山建設現狀

（一）水泥行業智能礦山建設現狀

當下水泥行業智能礦山存在以下特點：

1、水泥行業智能礦山建設目前仍處于初級發展階段，智慧化程度不高；2、水泥行業已實施的智能礦山占比不超過5%，落后于冶金、煤炭行業；3、智能礦山建設帶來的效益正在被礦山企業認可；4、大水泥集團開始全面加快推進數字化智能礦山建設；5、無人駕駛項目落地很少。

（二）水泥行業智能礦山建設存在問題

程立明指出，水泥行業智能礦山建設存在七大問題：

1、企業對智能礦山建設認識不夠，重工廠輕礦山；2、水泥行業實施智能礦山起步晚、數量少（尤其民營企業）；3、多數礦山企業采取外包生產方式，實施智能礦山難度大；4、智能礦山系統建設不完整，沒有統一標準，很多是為應付綠色礦山驗收；5、重硬件輕軟件，復合型人才培養不夠重視；6、信息資源不能共享，智能裝備研發和應用滯后；7、水泥行業參與智能礦山、智慧礦山研發滯后。

（三）水泥行業智能礦山建設帶來的效益

智能礦山建設能為水泥行業帶來多方面的效益：

1、提高礦山生產效率約10%；2、降低油耗約5%；3、降低爆破大塊率的同時，降低炸藥單耗約10%；4、降低輪胎消耗約5%；5、減少生產和管理人員約8%；6、低品位資源利用率提高可達30%；7、提高進廠礦石品位合格率；8、降低排廢量，減少礦山開采成本；9、提高設備效率，延長設備服務年限；10、減少礦山設備配置投資；11、取消石灰石均化堆場，降低廠區投資和占地；12、提高礦山安全和環保水平。

二、水泥行業數字化智能礦山建設規范解讀

（一）建設規范編制緣由和發起

緣由：因國家政策導向、礦業轉型升級需要、礦山企業發展需求、綠色礦山建設需求，水泥行業建設數字化智能礦山是大勢所趨！為了統一水泥行業數字化智能礦山建設標準，針對水泥原料礦山的特點，提供更有效的數字化智能礦山整體解決方案標準。

發起：中國水泥協會組織設計單位、軟件供應商、水泥礦山企業、智能設備供應商等多家單位，編制《水泥行業數字化智能礦山建設規范》團體標準。

時間：2022年6月9日召開了項目線上啟動會；2023年2月25日中國水泥協會礦山委員會組織標準研討會；2023年3月10日提交征求意見稿；計劃2023年12月正式發布。

（二）建設規范編制依據、適用范圍

依據：DZ/T 0376-2021《智能礦山建設規范》（國家自然資源部發布）；冶金、煤炭行業智能礦山建設指南；水泥行業礦山已經實施的數字化礦山建設內容和經驗。

適用范圍：該標準確立了水泥行業數字化智能礦山建設的一般原則，規定了礦山在礦產資源利用、采礦過程、生產管理、安全與環保、裝備和調度、協同管控等方面實現可視化、數字化和智能化的基本要求。本標準適用于水泥行業露天礦山，其它非煤露天礦山可參考本標準實施，水泥行業地下礦山參照DZ/T 0376《智能礦山建設規范》執行。

（三）建設規范主要內容

建設規范的內容具體包括了范圍，規范性引用文件，術語和定義，總則，礦山地質與測量，數字化采礦過程管控，礦山生產執行管控，安全與環保，智能裝備與應用系統，協同管控平臺，施工、安裝、調試、培訓、系統維護。

（四）數字化智能礦山建設目標、意義

目標：數字化智能礦山建設以實現水泥原料礦產資源“安全、綠色、高效、智能”開發利用為核心目標，滿足水泥工廠原料質量穩定、資源綜合利用、節能減排等綠色礦山建設的核心需求。數字化智能礦山應包括數字化采礦過程管控、生產執行管控、三維可視化管控、設備智能調度、智能裝備應用、安全與環保監管等，以“礦石流”為主線的閉環管理，通過智能化系統集成，搭建數字化智能礦山協同管控平臺，實現礦山安全生產和管理的全過程數字化和智能化。

意義：統一規范水泥行業數字化智能礦山建設內容、概念和標準；加速、高效推進水泥行業數字化智能礦山建設，實現礦業轉型升級，打造現代化礦山企業，為最終實現智慧礦山（無人礦山）打好基礎。

（五）數字化智能礦山建設等級

一級（單項應用）：基礎自動化控制系統、信息化管理系統得到普遍應用。建設了一個或多個單獨應用的智能化系統，系統彼此獨立，沒有與基礎自動化系統或者信息化系統進行集成和融合。建設內容包含但不限于：礦山數據中心、數字化采礦管控平臺、礦山生產執行管控平臺、三維可視化管控平臺、視頻監控等必要的智能化應用系統。

二級（集成協同應用）：智能化系統與基礎信息化系統實現集成，成為信息化集成體系中的組成部分。相關聯的多個智能化系統能夠通過自主協作實現互動操作和聯動運行，達到局部融合的效果。建設內容包含但不限于：礦山數據中心、數字化采礦管控平臺、礦山生產執行管控平臺、三維可視化管控平臺、設備智能調度系統、環境監測、視頻監控等必要的智能化應用系統等。

三級（整體應用）：在生產過程中普遍采用智能化技術，所有智能化系統實現聯網協作。生產經營數據實現廣泛采集，數據通過智能決策系統得到充分利用，實現一鍵登錄的協同管控平臺，形成閉環的數字化智能礦山整體解決方案。建設內容包含但不限于：礦山大數據平臺、數字化采礦管控平臺、礦山生產執行管控平臺、三維可視化管控平臺、設備智能調度系統、協同管控平臺搭建等；智能裝備、安全和環境智能化應用系統達到普遍應用。

（六）數字化智能相關術語

數字化智能礦山；礦產資源儲量動態管理；三維地質建模；礦山大數據；礦山數字化采礦過程管控；礦山生產執行管控；礦山三維可視化管控；智能調度系統；協同管控平臺。

（七）數字化智能礦山建設主要內容規定

數字化智能礦山建設主要內容規定包含礦山地質與測量、數字化采礦過程管控、礦山生產執行管控、安全與環保、智能裝備與應用系統、協同管控平臺六方面。

礦山地質與測量：一般規定、地質資料數字化、三維地質建模、資源儲量動態管理。

數字化采礦過程管控：一般規定、開采計劃編制、穿孔與爆破、鏟裝與運輸、破碎與輸送、精細化配礦、在線品味監測、在線測量統計、資源綜合利用。

礦山生產執行管控：一般規定、資源信息管理、生產管理、質量管理、設備管理、物資管理、綠色礦山管理、人員管理、能源管理、生產看板。

安全與環保：人員安全管理、設備碰撞預警管理、爆破安全管理、礦區電子圍欄、邊坡監測、環境監測、視頻監控、溜井料位監測、應急管理。

智能裝備與應用系統：一般規定、設備智能調度系統、設備遠程操控、無人駕駛、鉆機自動布孔、智能裝藥、輪胎智能檢測。

協同管控平臺：一般規定、基礎設施、數據采集與數據服務、協同管理、三維可視化管控、移動終端應用、決策分析、系統安全、集團管控平臺。

《水泥行業數字化智能礦山建設規范》（征求意見稿）已經于2023年3月發布，5月份水泥協會將組織水泥企業、設計研究院、軟件公司、設備廠家等單位進行詳細的討論和修改完善。《水泥行業數字化智能礦山建設規范》團體標準的發布實施將具有里程碑意義，將推動水泥礦山數字化智能礦山建設加速發展。

三、數字化智能礦山解決方案和案例

（一）數字化智能礦山解決方案

程立明表示，數字化智能礦山解決方案以一個中心+四個平臺+N個系統為核心，統一規范水泥行業數字化智能礦山建設內容、概念和標準。加速、高效推進水泥行業數字化智能礦山建設，實現礦業轉型升級，打造現代化礦山企業，為最終實現智慧礦山（無人礦山）打好基礎。

其中，一個中心指大數據中心；四個平臺分別指數字采礦軟件平臺、生產執行系統平臺、三維可視化管控平臺和設備智能調度平臺；而N個系統包括無人值守系統、一卡通系統、在線分析系統、視頻監控系統等等。

（二）數字化智能礦山系統架構

（三）數字化智能礦山建設應用案例

2020年云南易門大椿樹水泥有限責任公司（礦山EPC）：

建設期：5個月（2020.01~2021.5）

建設內容：礦山工程總承包(EPC）

建設效果：石灰石質量按K±1%控制，合格率提升至95%；優化了爆破參數，炸藥單耗降低了0.04kg/t

獲獎：2021年10月14日易門大椿樹水泥公司入選“云南省第一批智能制造標桿企業”

2021年吳忠賽馬新型建材有限公司：

建設期： 6個月

建設效果：礦山剝采比為0.38:1（m3/m3），包括頂板、表土和夾層，通過建設數字礦山，絕大部分用于水泥生產，基本做到零排放；提高了生產效率，降低生產綜合成本10%

獲獎：2021.12.8入選工信部“水泥熟料及配套礦山開采智能制造示范工廠”；2022年5月入選寧夏回族自治區2022年“智能工廠和綠色工廠”

2022年福建塔牌礦業有限公司：

建設期 ：8個月（2022.4~2022.11）

建設效果：資源利用率提高10%；提高進廠的礦石CaO標準偏差≤0.5%，SiO2標準偏差≤0.3%；邊坡在線監測。

（四）數字化智能礦山建設實施建議

有關數字化智能礦山建設的實施，程立明提出了四點建議：

第一、礦山企業結合實際需求制定數字化智能礦山建設規劃，并將其納入企業的發展藍圖，根據建設和發展規劃，逐步開展數字化礦山建設，切記盲目追求“高大上”；

第二、礦山資源數字化空間的建立與應用是數字化智能礦山建設的基礎，資金投入少但效果顯著，礦山企業可優先考慮進行數字化采礦軟件的深度應用，同時建立配套的生產精細化管理制度以提升應用效果；

第三、自動控制與系統集成、協同管控平臺建設方面，部分礦山企業已經開始起步，但缺少專業化的頂層設計，礦山企業可咨詢專業單位對礦山當前的建設情況進行全面診斷，并提前做出建設實施方案或合理化建議，避免企業在后續的建設過程中走彎路或走錯路；

第四、數字化礦山的建設與應用過程離不開復合型人才，目前礦山企業專業人才相對稀缺，企業一方面可先期培養配套的人才以備今后的需要，另一方面可與經驗豐富的服務機構形成長期合作關系，以購買服務的方式來滿足企業數字礦山建設方面的人才需求。