【一文速解】如何利用AI算法+感知手段实现露天矿山智能监测预警

矿产资源是社会生产的重要物质基础，与社会发展息息相关。而大部分的矿产资源都需要通过开采获得，目前主要的开采方式有露天开采和地下开采两种。相比于地下开采，露天开采有机械化程度高、劳动生产率高、采矿成本低、安全系数大等优点。故进入现代以来，我国露天矿山数量越来越多，规模越来越大，但随之而来的是露天开采的污染大、安全生产流程不规范等弊端也越来越明显。

为了推进全国露天矿山综合整治，2019年，自然资源部办公厅、生态环境部办公厅联合发布了《关于加快推进露天矿山综合整治工作实施的意见函》，全面摸底排查露天矿山情况、严格控制新建露天矿山建设项目......

露天矿山的开采现状

新中国建立以来，我国露天矿山的发展大体经历了三个主要阶段：第l阶段从建国到改革开放，开采工艺以单斗挖掘机+铁道运输占据绝对主导地位。第2阶段从改革开放到2000年，国内露天矿开采工艺开始从单斗挖掘机+铁道运输为主转向以单斗挖掘机+汽车运输。第3阶段从2000年至今，我国基本形成了以平朔矿区、准格尔矿区等为第一梯队的露天矿山集群，均采用了形式多样的半连续组合工艺。

十八大以来，我国转变增长方式、供给侧改革的推进；到十九大提出“绿水青山就是金山银山”口号，绿色发展被提到了前所未有的高度；二十大提出坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，健全生态文明制度体系的观点。而此前，国土资源部、财政部、环境保护部、国家质检总局、银监会、证监会就联合印发了《关于加快建设绿色矿山的实施意见》，将绿色开采、安全开采作为矿山建设的基本要求写进了相关政府文件中。

露天矿山的安全问题

目前露天矿山存在的主要安全问题有设计不规范、不按规则排土、缺乏有效的安全管理等，而且很多矿山都没有安装监测系统，难以对矿山灾害进行及时有效的预测预警。研究表明，监测系统的建立有助于及时纠正不规范作业，降低灾害发生的可能性，例如应用于公路边坡、露天矿山采场边坡、尾矿库坝体的边坡监测系统，能够有效预防边坡灾害的发生。

但是受限于种种原因，我国露天矿山的监测系统应用当前还比较少，很多矿山不能全面、及时掌握矿区内的实时状况，例如实时监测是否规范作业以及矿山内的排水设施、排土堆放情况等。北工大的一项研究数据显示，我国每年因为采矿而排放的岩土超过6亿。露天矿山如果安全管理不到位，可能会引起排土场滑坡或泥石流事故，造成大量人员伤亡和财产损失。

如何建设露天矿山的监测预警体系，让矿山监管“智能化”“智慧化”成为了新时期矿业发展的一道难题之一。

矿山监测预警体系建设

广州赋安的自然资源智能化监测方案利用图斑卫片、无人机以及视频监测等手段实现“空-天-地”一体化全方位监测，实现自动巡查和智能分析取证，搭建专业的智慧监管平台，将数据分析汇总形成“一张图”，实现矿山生产管理从“人控”到“数控”的提质升级，从“多人”到“少人”的智慧转变。

01全域动态监测

广州赋安的高精度智能无人机能够自主运行“任务下发-无人机自动巡检抓拍-智能预警-数据自动上传”业务全闭环流程，通过低空遥感技术在空中完成对地面的拍摄，携带的高分辨相机可获取厘米级分辨率的原始数据。无人机拍摄受地形限制小，能减少野外工作量、降低工作难度，快速了解矿区开发现状，实现矿区动态监测。

02数据智能处理

通过内业数据处理可快速获取监测区域高精度的正摄影像、数字高程模型、矿区三维模型，核查矿区有无越界开采、是否按照开采指标开采、是否按照矿山地质环境保护和恢复治理方案进行矿山环境治理等。

03及时识别并干预违规行为

在数据采集完成后，广州赋安自主开发的自然资源智能化监管平台，结合深度学习算法，能自动识别违规行为发出预警，对比提取并保存违规行为的视频片段，精准定位违规操作行为的发生地点，及时干预，降低风险，减少损失。

04内置安全策略

此外，成熟的智能安全策略使无人机能够自动躲避飞鸟等障碍物，最大程度避免外部因素影响，保障航巡稳定进行。

参考文献：

• 1.谢振华．露天矿山排土场灾害监测系统和预警方法的应用与发展．
• 2.李佳林，我国露天矿山开采工艺的发展现状及趋势
• 3.自然资源部办公厅、生态环境部办公厅《关于加快推进露天矿山综合整治工作实施的意见函》
• 4.国土资源部、财政部、环境保护部、国家质检总局、银监会、证监会，《关于加快建设绿色矿山的实施意见》

5.王志琛，地下转露天开采的主要安全隐患与技术对策分析