提高采矿业生产力的6大技术趋势

矿山利用新技术来提高其生产力并不是什么新鲜事。安永公司2017年对700多名行业代表进行的民意调查显示，大多数顶级矿业企业已经以某种方式开始了他们的数字化之旅--特别是通过投资于自主和基于物联网的技术。但是，那些走在创新道路上的具有前瞻性的大企业只占采矿业的10%左右，这意味着其余90%的企业仍然滞后。

该行业不愿意数字化的一个主要指标是它继续使用人工和/或电缆读数，而不是连接到数字化采矿资产的无线系统。事实上，像无线读数这样的创新概念仍然存在一些组织障碍，特别是采矿业是一个传统的、规避风险和变革的行业，这阻碍了对潜在的 "风险 "技术的投资。

我们将看看最具创新精神的矿山是如何利用新技术取得领先地位的，告诉你采用这些技术可以使你的采矿作业更安全、更有成效和更有成本效益。

1.自动化

自主采矿车辆已经存在近二十年了--力拓的皮尔巴拉铁矿在2008年引进了80辆无人驾驶的小松卡车，极大地提高了他们的采矿效率。许多大型矿业公司很快效仿--如必和必拓和Suncor--主要从卡特彼勒、山特维克、小松和阿特拉斯-科普柯购买，他们目前代表了自主采矿车辆领域最具创新性和最重要的参与者。

这些车辆彻底改变了采矿业，因为它们首次允许人类与机械进行远程通信和控制。这使它们成为地下矿井以及其他人类安全风险较高的危险环境的理想选择。大多数自主采矿机实际上是半自动的，而不是完全自动的；换句话说，它们仍然需要一些人类的协助，以应对它们自己无法处理的特定情况。这些地下挖掘车辆通过配备远程控制的工具和摄像头实现了自主化，允许用户执行行动并远程查看周围区域。如今，人们的关注点已经从最初的自主采矿车转向建立 "自主采矿系统"，它可以自动或在最小的外部控制下执行任务，还可以通过机器人技术实现完全自动化。

自主车辆通过允许人类与机械进行远程通信和控制，正在彻底改变采矿业。

自主车辆能够在地面以下和地面以上操作，对现代矿山来说是必不可少的。它们可以减少事故，提高劳动力的安全性，在对人类来说太危险的采矿区工作，提高采矿生产率（因为设备可以移动得更快，覆盖更远的距离），并减少成本，因为需要更少的操作员来控制机器。

2.劳动力跟踪

可穿戴技术的进步使其成为矿山劳动力跟踪的理想工具。它们尤其适用于现场维护和实时机器检查指导，以及改善基于操作员的护理和安全--尤其适用于地下矿井。这些可穿戴设备可实现 RFID 人员跟踪和所有员工的实时可见性，从而即时找到关键员工。还可以利用它们来确定可以提高生产率的地方，并监控员工的时间和考勤记录。

可穿戴技术是矿区劳动力追踪的理想工具。

在劳动力安全方面，可穿戴设备及其在更大的基于物联网的监测网络中的作用，大大改善了在紧急情况下的响应时间，使操作员和工作人员在事故发生时能立即得到通知。它们还可以通过限制进入矿井中的潜在危险区域，最大限度地减少安全问题--以及未来的事故。劳动力跟踪还可以提高采矿业的生产力，因为工人得到了更有效的管理，减少甚至完全避免了会减少工作时间的潜在事故。

3.GPS技术

全球定位卫星（GPS）定位和导航系统最近已经被一些矿业公司开发出来，并在其露天矿的爆破钻和电铲上使用。这些GPS系统通过屏幕上的移动地图显示器（MMD）实时生成钻头或铲子轨道位置的精确、三维可视化信息。这使操作人员能够准确地在爆破孔之间导航钻头，保持所需的铲子坡度，或从远程位置进行工作面定位。这种类型的系统需要耐用的、经过验证的GPS组件，以便经受住经常是极端的环境条件。AQUILA矿业系统有限公司是在露天矿中使用GPS系统的一个例子，他们在加拿大的露天煤矿和铁矿中采用了GPS。

GPS使操作人员能够从远程位置准确地将钻头从一个爆破孔引向另一个爆破孔。

4.数字双胞胎

采矿业者传统上发现很难在整个资产生命周期内管理工程和资产信息。数字双胞胎可以帮助解决这个问题：它们是物理资产、流程和系统的虚拟复制品，它提供了核心要素和在所描述的空间或系统内使用的物联网设备的动态表示。数字双胞胎使用AI（人工智能）、机器学习（人工智能的一个子集）和软件分析数据来呈现实时（又称 "活"）的数字模拟模型，随着其真实的、物理的对应物或 "双胞胎 "的变化而不断更新。简单点说：数字双胞胎就像实时的 "视频游戏 "版本的矿井，以产生真实和虚拟之间互动的方式将这些空间数字化。

数字双胞胎是一个矿山的物理资产、流程和系统的虚拟副本。

数字孪生允许采矿运营商评估工程数据管理能力和成熟度，以发现任何可能缺乏数据或监控的领域，使他们有能力将数字化工作引向最需要和影响最大的领域。例如，镍、煤炭和贵金属等大宗商品的英国矿商英美资源集团（Anglo American Plc）最近开始使用数字孪生来优化其采矿车队，包括使用应用程序来跟踪其智利洛斯布朗塞斯采矿场和巴西一条 500 公里管道的运输性能。

一般来说，数字孪生系统可用于实时优化有形资产、系统和流程的运行和维护，从而大幅提高采矿生产率。

5.行动情报

运营智能（OI）是创建矿场数字双胞胎的关键。当运营商希望将其运营的一部分数字化，以收集实时见解并在其组织中启动基于数据的决策时，就会用到OI。在矿山中，这转化为动态资产的数字化，如工人、车辆和关键资产（斜坡、大坝等），以可视化他们的行为，汇总这些信息并通过OI软件生成建议，这些建议是基于历史和实时洞察力的。这些解决方案通过人工智能（特别是机器学习）从过去的行动中学习，因此，可以改善自己的决策过程。

OI生成所有采矿作业的实时概览，并使运营商能够根据基于数据的洞察力做出决策。

OI解决方案应该能够在操作的某些部分出现某种程度的异常时触发警报，还应该帮助操作人员协调行动以提高生产力。例如，OI可以促进对矿山的所有许多不同的资产进行实时监控，以确保效率和安全，或者帮助团队加强沟通方式的有效性，如移动应用程序和手持设备，以提高生产力。OI解决方案能够从任何数据源摄取数据，并将单个信息转化为全局的、可操作的洞察力。

6.无线监测

据估计，在未来5年内，大多数矿场将至少用OI系统将其业务的某些部分数字化。此外，在未来十年内，大多数矿场可能会开始使用其基础设施和工作流程的数字孪生体。然而，今天，大多数矿场仍需向虚拟运营迈出第一步：用无线监测系统取代人工或自动电缆读数。

通过无线监控，矿山可以将资产数字化并实时监控其性能。

采矿资产，如大坝，通常位于难以进入的区域，这意味着工人的手动读取既费时又危险。当工人收集数据并返回办公室时，他们收集的信息已经过时：使用非实时信息工作会对采矿作业产生关键影响。例如，尾矿坝的孔隙水压力会迅速变化，给基础设施带来压力，可能导致大坝破裂，往往会产生高度破坏性的影响。有了电缆读数，运营商可以通过自动化数据收集过程来减少风险。然而，在整个矿山的基础设施中安装电缆可能是昂贵的，而且根据地区的不同，也是复杂和耗时的。

第三种选择是以无线监测系统的形式出现的，它可以连接各种传感器，如用于尾矿坝孔隙水压力测量的压水计。它们将实时数据传输到一个网关，并可以将信息传输到9英里（15公里）以外的控制塔中的服务器，使运营商能够远程监控关键资产。这产生了更大的生产力，因为资产可用性几乎保持不变。

总而言之--有了无线监测系统，运营成本就会降低，这不仅是因为矿业公司不再需要派人去读取数据--从而节省了雇佣员工的费用，以及车辆和汽油的费用--而且还因为不需要昂贵的布线和维护操作。由于关键资产得到了更好的维护，这反过来又增加了投资回报。