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什么樣的礦山才是智能礦山
字號:[    ] 發布時間:2018-10-26 來源:中國礦業報

  “我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段,正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期。”這是習近平總書記在黨的十九大報告中作出的重大判斷。

  伴隨新舊動能轉換和供給側結構改革的不斷推進,社會發展已進入智能化發展新時代。在2018中國國際礦業大會上,有專家表示,為了實現我國從礦業大國到礦業強國的轉變,塑造新時代中國礦業產業形象,礦山建設也必須走創新之路。當前,智能技術已經在各個領域發揮越來越大的作用,礦山運行智能化已經成為一種必然趨勢,成為全球礦業領域的技術熱點和發展方向。

  據了解,西方發達國家從上世紀60年代就開始研究自動化、數字化、智能化開采技術,為取得在采礦工業中的競爭優勢,曾先后制定了“智能化礦山”和“無人化礦山”的發展規劃。近年來,隨著我國不斷重視和扶持,國內部分大中型礦山企業數字化設計工具普及率、關鍵工藝流程數控化率已經得到一定程度的提高,智能化水平也在不斷提升。

  那么,究竟什么樣的礦山才是智能礦山,未來的智能礦山應該被建設成什么樣子,目前又已經有哪些先進的技術?帶著這些疑問,記者在2018中國國際礦業大會多個相關論壇上尋找到了答案,讓我們一起來聽聽專家們怎么說。

  什么是智能礦山?

  北京礦冶科技集團公司智能礦山中心主任張元生:

  對于智能礦山,很多人有不同的理解,根據當前的發展階段,我們可以歸納一個大概的框架結構。首先是兩大基礎平臺,即大數據存儲與分析平臺和礦山物聯網平臺,這是礦山實現智能化生產管理的基礎。其次,從運營模式來說,智能礦山應該具備幾個特點:生產管理全面實現網絡化、遠程化、遙控化乃至無人化,采礦作業環節要實現智能化,選冶過程要實現自動化乃至智能化,運輸調度要實現無縫化。從管理的角度來說,未來智能礦山從生產的各個環節,從地質勘探到采選,再到數據的管理環節,都應該基于前面說到的兩大基礎平臺。

  總體來說,智能礦山建設的核心主體內容包括:智能化三維采礦設計、井下全覆蓋的光纖網絡系統、井下物聯網平臺、地下精確定位和導航系統、井下快速測量手段的使用、井下爆破新技術的使用、設備實現自主作業和智能化作業、一體化調度系統、安全監測系統、大數據采集系統等。

  中國恩菲礦山事業部信息化智能化中心主任葛啟發:

  目前,智能礦山的概念沒有一個統一的定義。在我們看來,智能礦山的建設,必須包含四個方面:生產工藝自動化、物流管理智能化、固定設施無人化、生產管理全面信息化,最終實現礦山的安全、綠色、高效開采,做到理念創新、體制創新、管理創新、技術創新。

  東方測控技術股份有限公司副總工程師呂濤:

  智慧礦山的主要內容不再是狹義的三維地質建模,而是包括設備、子對話控制、生產執行、經營管理、智能決策、無人操作等整體化的解決方案。從1999年數字礦山概念的提出到2010年智慧礦山概念的形成,再到今天,經過18年的發展,目前行業內形成了穩定的5級技術架構,在基礎建設過程當中很多技術和產品已經成熟,智慧礦山的理念也已經深入到各個企業。另外,智慧礦山的技術已經形成了一些標準。例如,今年5月1日發布的《智慧礦山信息系統通用技術規范》。智慧礦山的發展,成為礦山企業減員增效的工具,是企業降本提質的技術保障,很多礦山企業把自己的利潤增長點和核心競爭力放在這方面,也成為我們發展智慧礦山的主攻方向。

  為啥要建智能礦山?

  北京礦冶科技集團公司智能礦山中心主任張元生:

  目前,全球進入了一個智能化發展的新時代,在我國,經濟由高速發展轉變為高質量發展。而在這樣的大背景下,礦業面臨著很多挑戰——礦產品價格相對處于低位、資源開采越來越深、作業環境惡劣等。此外,從業人員老齡化嚴重、人才短缺,人力成本攀升,安全環保要求越來越嚴格等都為礦業發展帶來了極大的挑戰。

  全球礦業目前也正經歷著一場新的革命,大數據、人工智能、物聯網這些技術和礦山的結合越來越密切。礦山生產模式不斷更新,采礦工業向規劃化、集約化、協同化方向發展,采礦工程邁入遙控化、智能化乃至無人化階段,選冶過程全面實現自動化,逐步拓展到智能化階段。從勘探數據到儲量數據,從產量數據到運營數據,礦山大數據也正逐步展露出強大的生產力。全球礦業已經全面進入以資源全球化配置為基礎,以企業國際化經營為保障,以跨國合作為手段,以綠色、生態、智能、和諧為目標的全新歷史階段。因此,發展智能化乃至無人化采礦技術,革新礦山開采模式、減少井下工作人員,是全球礦業的必由之路。

  卡特彼勒露天采礦及發展事業部國際區總裁楊彼得:

  無人化運輸系統對于礦山來說是非常重要的,這意味著安全生產效率的提高,真正可以做到零受傷和零時間損失。另外,機械使用率的大數據分析也非常重要,能夠使礦山提升機械化使用效率,避免因不當保養和停機造成不必要的損失。

  中國恩菲礦山事業部信息化智能化中心主任葛啟發:

  目前,行業仍然面臨著一些問題和挑戰:從全球礦業的視角來看,主要是大宗金屬市場波動、投資項目風險增大、勞動能力短缺,生產效率有待提升,創新能力有待提升。從我國來看,主要是礦業安全標準、環境標準越來越高,勞動力短缺,開采條件越來越差、開采規模越來越大、礦石品位越來越低等。

  從上世紀60年代開始,國外已經開展了智能化數字化礦山的研究工作。我國的相關工作起步于上世紀90年代。目前,包括瑞典、芬蘭、澳大利亞、加拿大、南非等國家已經分別提出了礦山智能化建設的規劃和智能礦山的研發計劃,我國在“智能制造2025”中也有相關計劃。

  山特維克公司自動化全球業務發展經理賈科科·魯科賈爾維:

  礦業領域目前正在經歷著大轉型,這都與礦業的生產環境有關,特別是與井下的采礦環境有關,給生產帶來了各種各樣新的挑戰。在傳統的礦業領域,生產的各個環節相對比較保守,留下了很大的提升和改良的空間。而且,隨著礦產資源開采的深度越來越深,新的挑戰將會不斷出現,而面對這些挑戰的技術解決方案就是機器人化、電子化、數字化和遠程操作等,不僅可以帶來生產能力的提高,同時還可以幫助降低資本投入和生產成本,提升安全保障。

  北京踏歌智行科技有限公司創始人余貴珍:

  通過調研發現,露天礦山運輸礦石、土方的車輛非常多,大礦山多的有兩三千輛,一般小礦山至少也有二三十輛。而且,通常一輛車需要配備2名~5名司機,非常緊缺,對于企業來說也是非常高昂的人員成本。從司機的角度來說,礦山運輸的工作環境非常惡劣,粉塵、長時間顛簸等都會對他們的身體健康造成很大的損害。因此,將運輸車輛進行無人駕駛改造,一方面可以為企業節約大量的人力成本,另一方面也可以緩解目前的司機人員不足和職業健康問題。

  國內外有樣板工程嗎?

  北京礦冶科技集團公司智能礦山中心主任張元生:

  國際上已經有很多建設得很好的智能礦山,比如大家熟悉的巴厘克、力拓等,都在大幅度拓展智能礦山建設。力拓在西澳建立了遠程綜合網點中心,目前取得了很大的進展;澳大利亞Northparkes礦山,目前已經實現了一個人控制三臺鏟掘機進行作業,這對整個智能礦山的建設發展起到了很大的推動作用;瑞典的BOLIDEN-Garpenberg礦山智能化程度和標準化程度也都非常高,僅選礦自動化系統就投資了幾千萬美元,而且井下也全面實現了無線網覆蓋,整個井下有150多個無線基站采集數據。

  在國內的礦山中,新疆的阿舍勒銅礦、山東的三山島金礦、云南的普朗銅礦等,代表了國內目前智能礦山建設的較高水準。

  山東黃金集團三山島金礦礦長杜云龍:

  三山島金礦位于美麗的萊州灣畔,是目前我國惟一海底開采的黃金礦山,是目前國內機械化程度和整體裝備水平最高的現代化金礦,在數字化、智能化建設方面已初具規模,居于國內領先地位。三山島金礦從2007年開始起動數字化礦山建設項目,在地質資源的數字化、生產過程自動化、安全管理集成化、決策支持智能化等方面取得了一定的成績。

  目前,三山島金礦面臨海底采礦、深井開采等難題的挑戰,為此我們各級布局智能礦山的建設,以國家科技項目為依托,與北京科技大學、北京礦冶研究總院等安全全面樹立了智能礦山建設的技術體系,編制實施了智能礦山建設規劃。三山島金礦智能礦山建設總體規劃,以物聯網平臺為支撐,包含三個層次:分別為生產系統智能化、生產管理智能化和運營決策智能化。該規劃為智能礦山實施奠定了堅實的理論基礎。

  加拿大龐巴迪運輸工程服務(北京)有限公司架構師郭慶鶴:

  智利的埃爾特尼恩特礦山,可以實現每天24小時一年365天不間斷運輸,每列車的載重2400噸,所運輸銅礦的價值超過7萬美元。無人運輸和駕駛系統為該礦山帶來了138%的產量增長,節省了可觀的人員維護和培訓資金。

  中國黃金集團內蒙古礦業有限公司總經理康春德:

  近年來,隨著我國科學技術的高速發展,尤其是礦業軟件方面的迅速發展與企業數字化管理理念的提升,使得國內的礦山具備了建設數字化礦山的條件。現在,我國國內已經有一些礦山實現了礦山的穿孔、爆破、模型更新、配礦等功能單一或幾個聯合業務模塊的數字化管控。但是,還沒有形成一整套系統的從地質基礎到采礦管控,從企業宏觀生產計劃到現場具體施工環節的數字化采礦集中管控系統。同時,對生產數據的分析及決策還有待投入更多的關注和開發。

  中金內蒙古公司以智慧礦山建設為載體,以采選數字化、管理化為目標,利用信息化、智能化與互聯網技術,實現了采選工藝數字化管控,形成立體化辦公、信息共享、市場分析、成本管控的深度融合。在采礦數字化方面,采礦管控系統包括年度采剝施工計劃,月度采剝施工計劃、礦巖穿爆系統、生產管控平臺、三維配備礦平臺、采礦mes系統和文件數據庫;選礦信息化系統有三個條件:一是運用大型先進設備,為實現自動化控制奠定基礎;二是配備先進的儀表,為實現智能化控制提供保障;三是建立數據庫,為實現智能化分析提供依據。管理數字化是根據生產經營數據建立了涵蓋生產經營權過程的、業務財務一體化的、信息流貫通的企業信息化管理系統,把管理理念固化在工作流程中,實現可靠的安全環保管理、高效生產過程管理、精準的財務管理和全過程的成本管理。

  馬鋼集團礦業總經理張華:

  馬鋼的智能礦山主要做法包括以下幾個方面:一是制定了《數字化礦山三年規劃》,構建了設備作業層、過程控制層、生產執行層、企業管理層、決策支撐層的“五級架構”;二是利用互聯網、物聯網推進礦山工業云計算平臺,利用這個平臺進行信息化基礎平臺建設,推動礦業板塊的信息化和工業化深度融合;三是打造生產線數字化目標,目前,公司的18條生產線基本上70%以上已經達到數字化,尤其在選礦自動化這一塊與遼寧丹東測控合作,5個選廠已經全部實現自動化;四是實現井下無人采礦和井下無人駕駛,這套系統今年6月在現場很多人進行了觀摩,真正意義上實現了從溜井到自動運輸整條線的自動化;五是整個系統和板塊實現ERP,真正實現生產、銷售、采購、財務、績效管理系統集成,從業務、財務、管理互相集成融合。

  未來的技術發展方向怎樣?

  北京礦冶科技集團公司智能礦山中心主任張元生:

  以前談無人礦山還為時過早,但智能技術發展到目前的水平,已經到了推進無人礦山或無人采礦建設的新階段。目前,國家的“十三五”重點研發計劃已經繼續立項,對無人采礦技術的研究攻關進行支持。可以說,目前從技術、裝備和礦山的基礎條件方面,很多礦山都逐漸具備了建設無人礦山的可能性。

  北京踏歌智行科技有限公司創始人余貴珍:

  對礦山運輸車輛的無人駕駛改造將會是一個很大的市場。特別是在露天礦區,運輸車輛的行駛路線基本是點對點,特別適合無人駕駛。我們現在正在研發測試的礦區無人駕駛機器人,將會成為遠程控制車輛的執行者,因此僅需要在傳統的車輛上進行改造安裝無人駕駛機器人,這樣的智能化運輸比直接購買新的無人駕駛車輛成本會低廉很多。

  中國礦業聯合會地質與礦山裝備分會理事長周寅倫:

  對于智能礦山的智慧程度,每個人都有各自不同的理解和見解。我們每一個礦業人都應該成為用信息化改造傳統礦業的推動者和踐行者。對于礦企尤其是規模較大的礦企來說,更應該積極探索和實踐集約化、連續化、遙控化等新的采礦模式,推進礦業信息化也一定是礦企轉型升級的工作重點。對于礦業裝備的生產與服務商來說,應該重點把自己的關注點放在發展智能礦山采礦設備制造和軟件業務上。隨著礦山智能化建設的推進,除了將面臨資金短缺問題,更嚴峻的是行業將面臨人才的不足。因此,高校和企業都應該培養面向未來的創新人才,這也是一項非常重要的任務。


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