大會(huì)技術(shù)與裝備論壇|告訴你什么樣的礦山才是智能礦山
發(fā)表時(shí)間 :2018-10-25    來(lái)源:中國(guó)礦業(yè)報(bào)
  “我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長(zhǎng)動(dòng)力的攻關(guān)期?!边@是習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中作出的重大判斷。
  伴隨新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換和供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的不斷推進(jìn),社會(huì)發(fā)展已進(jìn)入智能化發(fā)展新時(shí)代。在2018中國(guó)國(guó)際礦業(yè)大會(huì)上,有專家表示,為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)從礦業(yè)大國(guó)到礦業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變,塑造新時(shí)代中國(guó)礦業(yè)產(chǎn)業(yè)形象,礦山建設(shè)也必須走創(chuàng)新之路。當(dāng)前,智能技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用,礦山運(yùn)行智能化已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì),成為全球礦業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)熱點(diǎn)和發(fā)展方向。
  據(jù)了解,西方發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)60年代就開始研究自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化開采技術(shù),為取得在采礦工業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),曾先后制定了“智能化礦山”和“無(wú)人化礦山”的發(fā)展規(guī)劃。近年來(lái),隨著我國(guó)不斷重視和扶持,國(guó)內(nèi)部分大中型礦山企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)工具普及率、關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率已經(jīng)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(lái)的智能礦山應(yīng)該被建設(shè)成什么樣子,目前又已經(jīng)有哪些先進(jìn)的技術(shù)?帶著這些疑問(wèn),記者在2018中國(guó)國(guó)際礦業(yè)大會(huì)多個(gè)相關(guān)論壇上尋找到了答案,讓我們一起來(lái)聽聽專家們?cè)趺凑f(shuō)。
  什么是智能礦山?
  北京礦冶科技集團(tuán)公司智能礦山中心主任張?jiān)?/div>
  對(duì)于智能礦山,很多人有不同的理解,根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展階段,我們可以歸納一個(gè)大概的框架結(jié)構(gòu)。首先是兩大基礎(chǔ)平臺(tái),即大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析平臺(tái)和礦山物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),這是礦山實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)。其次,從運(yùn)營(yíng)模式來(lái)說(shuō),智能礦山應(yīng)該具備幾個(gè)特點(diǎn):生產(chǎn)管理全面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化、遙控化乃至無(wú)人化,采礦作業(yè)環(huán)節(jié)要實(shí)現(xiàn)智能化,選冶過(guò)程要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化乃至智能化,運(yùn)輸調(diào)度要實(shí)現(xiàn)無(wú)縫化。從管理的角度來(lái)說(shuō),未來(lái)智能礦山從生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),從地質(zhì)勘探到采選,再到數(shù)據(jù)的管理環(huán)節(jié),都應(yīng)該基于前面說(shuō)到的兩大基礎(chǔ)平臺(tái)。
  總體來(lái)說(shuō),智能礦山建設(shè)的核心主體內(nèi)容包括:智能化三維采礦設(shè)計(jì)、井下全覆蓋的光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、井下物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、地下精確定位和導(dǎo)航系統(tǒng)、井下快速測(cè)量手段的使用、井下爆破新技術(shù)的使用、設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)和智能化作業(yè)、一體化調(diào)度系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。
  中國(guó)恩菲礦山事業(yè)部信息化智能化中心主任葛啟發(fā):
  目前,智能礦山的概念沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。在我們看來(lái),智能礦山的建設(shè),必須包含四個(gè)方面:生產(chǎn)工藝自動(dòng)化、物流管理智能化、固定設(shè)施無(wú)人化、生產(chǎn)管理全面信息化,最終實(shí)現(xiàn)礦山的安全、綠色、高效開采,做到理念創(chuàng)新、體制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新。
  東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司副總工程師呂濤:
  智慧礦山的主要內(nèi)容不再是狹義的三維地質(zhì)建模,而是包括設(shè)備、子對(duì)話控制、生產(chǎn)執(zhí)行、經(jīng)營(yíng)管理、智能決策、無(wú)人操作等整體化的解決方案。從1999年數(shù)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(jīng)過(guò)18年的發(fā)展,目前行業(yè)內(nèi)形成了穩(wěn)定的5級(jí)技術(shù)架構(gòu),在基礎(chǔ)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中很多技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)成熟,智慧礦山的理念也已經(jīng)深入到各個(gè)企業(yè)。另外,智慧礦山的技術(shù)已經(jīng)形成了一些標(biāo)準(zhǔn)。例如,今年5月1日發(fā)布的《智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》。智慧礦山的發(fā)展,成為礦山企業(yè)減員增效的工具,是企業(yè)降本提質(zhì)的技術(shù)保障,很多礦山企業(yè)把自己的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)和核心競(jìng)爭(zhēng)力放在這方面,也成為我們發(fā)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(tuán)公司智能礦山中心主任張?jiān)?/div>
  目前,全球進(jìn)入了一個(gè)智能化發(fā)展的新時(shí)代,在我國(guó),經(jīng)濟(jì)由高速發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量發(fā)展。而在這樣的大背景下,礦業(yè)面臨著很多挑戰(zhàn)——礦產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)處于低位、資源開采越來(lái)越深、作業(yè)環(huán)境惡劣等。此外,從業(yè)人員老齡化嚴(yán)重、人才短缺,人力成本攀升,安全環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格等都為礦業(yè)發(fā)展帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。
  全球礦業(yè)目前也正經(jīng)歷著一場(chǎng)新的革命,大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)這些技術(shù)和礦山的結(jié)合越來(lái)越密切。礦山生產(chǎn)模式不斷更新,采礦工業(yè)向規(guī)劃化、集約化、協(xié)同化方向發(fā)展,采礦工程邁入遙控化、智能化乃至無(wú)人化階段,選冶過(guò)程全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,逐步拓展到智能化階段。從勘探數(shù)據(jù)到儲(chǔ)量數(shù)據(jù),從產(chǎn)量數(shù)據(jù)到運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù),礦山大數(shù)據(jù)也正逐步展露出強(qiáng)大的生產(chǎn)力。全球礦業(yè)已經(jīng)全面進(jìn)入以資源全球化配置為基礎(chǔ),以企業(yè)國(guó)際化經(jīng)營(yíng)為保障,以跨國(guó)合作為手段,以綠色、生態(tài)、智能、和諧為目標(biāo)的全新歷史階段。因此,發(fā)展智能化乃至無(wú)人化采礦技術(shù),革新礦山開采模式、減少井下工作人員,是全球礦業(yè)的必由之路。
  卡特彼勒露天采礦及發(fā)展事業(yè)部國(guó)際區(qū)總裁楊彼得:
  無(wú)人化運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)于礦山來(lái)說(shuō)是非常重要的,這意味著安全生產(chǎn)效率的提高,真正可以做到零受傷和零時(shí)間損失。另外,機(jī)械使用率的大數(shù)據(jù)分析也非常重要,能夠使礦山提升機(jī)械化使用效率,避免因不當(dāng)保養(yǎng)和停機(jī)造成不必要的損失。
  中國(guó)恩菲礦山事業(yè)部信息化智能化中心主任葛啟發(fā):
  目前,行業(yè)仍然面臨著一些問(wèn)題和挑戰(zhàn):從全球礦業(yè)的視角來(lái)看,主要是大宗金屬市場(chǎng)波動(dòng)、投資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)增大、勞動(dòng)能力短缺,生產(chǎn)效率有待提升,創(chuàng)新能力有待提升。從我國(guó)來(lái)看,主要是礦業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,勞動(dòng)力短缺,開采條件越來(lái)越差、開采規(guī)模越來(lái)越大、礦石品位越來(lái)越低等。
  從上世紀(jì)60年代開始,國(guó)外已經(jīng)開展了智能化數(shù)字化礦山的研究工作。我國(guó)的相關(guān)工作起步于上世紀(jì)90年代。目前,包括瑞典、芬蘭、澳大利亞、加拿大、南非等國(guó)家已經(jīng)分別提出了礦山智能化建設(shè)的規(guī)劃和智能礦山的研發(fā)計(jì)劃,我國(guó)在“智能制造2025”中也有相關(guān)計(jì)劃。
  山特維克公司自動(dòng)化全球業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理賈科科·魯科賈爾維:
  礦業(yè)領(lǐng)域目前正在經(jīng)歷著大轉(zhuǎn)型,這都與礦業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境有關(guān),特別是與井下的采礦環(huán)境有關(guān),給生產(chǎn)帶來(lái)了各種各樣新的挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)的礦業(yè)領(lǐng)域,生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)比較保守,留下了很大的提升和改良的空間。而且,隨著礦產(chǎn)資源開采的深度越來(lái)越深,新的挑戰(zhàn)將會(huì)不斷出現(xiàn),而面對(duì)這些挑戰(zhàn)的技術(shù)解決方案就是機(jī)器人化、電子化、數(shù)字化和遠(yuǎn)程操作等,不僅可以帶來(lái)生產(chǎn)能力的提高,同時(shí)還可以幫助降低資本投入和生產(chǎn)成本,提升安全保障。
  北京踏歌智行科技有限公司創(chuàng)始人余貴珍:
  通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),露天礦山運(yùn)輸?shù)V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(jī),非常緊缺,對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)也是非常高昂的人員成本。從司機(jī)的角度來(lái)說(shuō),礦山運(yùn)輸?shù)墓ぷ鳝h(huán)境非常惡劣,粉塵、長(zhǎng)時(shí)間顛簸等都會(huì)對(duì)他們的身體健康造成很大的損害。因此,將運(yùn)輸車輛進(jìn)行無(wú)人駕駛改造,一方面可以為企業(yè)節(jié)約大量的人力成本,另一方面也可以緩解目前的司機(jī)人員不足和職業(yè)健康問(wèn)題。
  國(guó)內(nèi)外有樣板工程嗎?
  北京礦冶科技集團(tuán)公司智能礦山中心主任張?jiān)?/div>
  國(guó)際上已經(jīng)有很多建設(shè)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(shè)。力拓在西澳建立了遠(yuǎn)程綜合網(wǎng)點(diǎn)中心,目前取得了很大的進(jìn)展;澳大利亞Northparkes礦山,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)人控制三臺(tái)鏟掘機(jī)進(jìn)行作業(yè),這對(duì)整個(gè)智能礦山的建設(shè)發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用;瑞典的BOLIDEN-Garpenberg礦山智能化程度和標(biāo)準(zhǔn)化程度也都非常高,僅選礦自動(dòng)化系統(tǒng)就投資了幾千萬(wàn)美元,而且井下也全面實(shí)現(xiàn)了無(wú)線網(wǎng)覆蓋,整個(gè)井下有150多個(gè)無(wú)線基站采集數(shù)據(jù)。
  在國(guó)內(nèi)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(guó)內(nèi)目前智能礦山建設(shè)的較高水準(zhǔn)。
  山東黃金集團(tuán)三山島金礦礦長(zhǎng)杜云龍:
  三山島金礦位于美麗的萊州灣畔,是目前我國(guó)惟一海底開采的黃金礦山,是目前國(guó)內(nèi)機(jī)械化程度和整體裝備水平最高的現(xiàn)代化金礦,在數(shù)字化、智能化建設(shè)方面已初具規(guī)模,居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。三山島金礦從2007年開始起動(dòng)數(shù)字化礦山建設(shè)項(xiàng)目,在地質(zhì)資源的數(shù)字化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)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(jī)。
  目前,三山島金礦面臨海底采礦、深井開采等難題的挑戰(zhàn),為此我們各級(jí)布局智能礦山的建設(shè),以國(guó)家科技項(xiàng)目為依托,與北京科技大學(xué)、北京礦冶研究總院等安全全面樹立了智能礦山建設(shè)的技術(shù)體系,編制實(shí)施了智能礦山建設(shè)規(guī)劃。三山島金礦智能礦山建設(shè)總體規(guī)劃,以物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為支撐,包含三個(gè)層次:分別為生產(chǎn)系統(tǒng)智能化、生產(chǎn)管理智能化和運(yùn)營(yíng)決策智能化。該規(guī)劃為智能礦山實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
  加拿大龐巴迪運(yùn)輸工程服務(wù)(北京)有限公司架構(gòu)師郭慶鶴:
  智利的埃爾特尼恩特礦山,可以實(shí)現(xiàn)每天24小時(shí)一年365天不間斷運(yùn)輸,每列車的載重2400噸,所運(yùn)輸銅礦的價(jià)值超過(guò)7萬(wàn)美元。無(wú)人運(yùn)輸和駕駛系統(tǒng)為該礦山帶來(lái)了138%的產(chǎn)量增長(zhǎng),節(jié)省了可觀的人員維護(hù)和培訓(xùn)資金。
  中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司總經(jīng)理康春德:
  近年來(lái),隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,尤其是礦業(yè)軟件方面的迅速發(fā)展與企業(yè)數(shù)字化管理理念的提升,使得國(guó)內(nèi)的礦山具備了建設(shè)數(shù)字化礦山的條件。現(xiàn)在,我國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)有一些礦山實(shí)現(xiàn)了礦山的穿孔、爆破、模型更新、配礦等功能單一或幾個(gè)聯(lián)合業(yè)務(wù)模塊的數(shù)字化管控。但是,還沒有形成一整套系統(tǒng)的從地質(zhì)基礎(chǔ)到采礦管控,從企業(yè)宏觀生產(chǎn)計(jì)劃到現(xiàn)場(chǎng)具體施工環(huán)節(jié)的數(shù)字化采礦集中管控系統(tǒng)。同時(shí),對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析及決策還有待投入更多的關(guān)注和開發(fā)。
  中金內(nèi)蒙古公司以智慧礦山建設(shè)為載體,以采選數(shù)字化、管理化為目標(biāo),利用信息化、智能化與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了采選工藝數(shù)字化管控,形成立體化辦公、信息共享、市場(chǎng)分析、成本管控的深度融合。在采礦數(shù)字化方面,采礦管控系統(tǒng)包括年度采剝施工計(jì)劃,月度采剝施工計(jì)劃、礦巖穿爆系統(tǒng)、生產(chǎn)管控平臺(tái)、三維配備礦平臺(tái)、采礦mes系統(tǒng)和文件數(shù)據(jù)庫(kù);選礦信息化系統(tǒng)有三個(gè)條件:一是運(yùn)用大型先進(jìn)設(shè)備,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制奠定基礎(chǔ);二是配備先進(jìn)的儀表,為實(shí)現(xiàn)智能化控制提供保障;三是建立數(shù)據(jù)庫(kù),為實(shí)現(xiàn)智能化分析提供依據(jù)。管理數(shù)字化是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)建立了涵蓋生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)權(quán)過(guò)程的、業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)一體化的、信息流貫通的企業(yè)信息化管理系統(tǒng),把管理理念固化在工作流程中,實(shí)現(xiàn)可靠的安全環(huán)保管理、高效生產(chǎn)過(guò)程管理、精準(zhǔn)的財(cái)務(wù)管理和全過(guò)程的成本管理。
  馬鋼集團(tuán)礦業(yè)總經(jīng)理張華:
  馬鋼的智能礦山主要做法包括以下幾個(gè)方面:一是制定了《數(shù)字化礦山三年規(guī)劃》,構(gòu)建了設(shè)備作業(yè)層、過(guò)程控制層、生產(chǎn)執(zhí)行層、企業(yè)管理層、決策支撐層的“五級(jí)架構(gòu)”;二是利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)礦山工業(yè)云計(jì)算平臺(tái),利用這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行信息化基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè),推動(dòng)礦業(yè)板塊的信息化和工業(yè)化深度融合;三是打造生產(chǎn)線數(shù)字化目標(biāo),目前,公司的18條生產(chǎn)線基本上70%以上已經(jīng)達(dá)到數(shù)字化,尤其在選礦自動(dòng)化這一塊與遼寧丹東測(cè)控合作,5個(gè)選廠已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;四是實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人采礦和井下無(wú)人駕駛,這套系統(tǒng)今年6月在現(xiàn)場(chǎng)很多人進(jìn)行了觀摩,真正意義上實(shí)現(xiàn)了從溜井到自動(dòng)運(yùn)輸整條線的自動(dòng)化;五是整個(gè)系統(tǒng)和板塊實(shí)現(xiàn)ERP,真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、銷售、采購(gòu)、財(cái)務(wù)、績(jī)效管理系統(tǒng)集成,從業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)、管理互相集成融合。
  未來(lái)的技術(shù)發(fā)展方向怎樣?
  北京礦冶科技集團(tuán)公司智能礦山中心主任張?jiān)?/div>
  以前談無(wú)人礦山還為時(shí)過(guò)早,但智能技術(shù)發(fā)展到目前的水平,已經(jīng)到了推進(jìn)無(wú)人礦山或無(wú)人采礦建設(shè)的新階段。目前,國(guó)家的“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃已經(jīng)繼續(xù)立項(xiàng),對(duì)無(wú)人采礦技術(shù)的研究攻關(guān)進(jìn)行支持。可以說(shuō),目前從技術(shù)、裝備和礦山的基礎(chǔ)條件方面,很多礦山都逐漸具備了建設(shè)無(wú)人礦山的可能性。
  北京踏歌智行科技有限公司創(chuàng)始人余貴珍:
  對(duì)礦山運(yùn)輸車輛的無(wú)人駕駛改造將會(huì)是一個(gè)很大的市場(chǎng)。特別是在露天礦區(qū),運(yùn)輸車輛的行駛路線基本是點(diǎn)對(duì)點(diǎn),特別適合無(wú)人駕駛。我們現(xiàn)在正在研發(fā)測(cè)試的礦區(qū)無(wú)人駕駛機(jī)器人,將會(huì)成為遠(yuǎn)程控制車輛的執(zhí)行者,因此僅需要在傳統(tǒng)的車輛上進(jìn)行改造安裝無(wú)人駕駛機(jī)器人,這樣的智能化運(yùn)輸比直接購(gòu)買新的無(wú)人駕駛車輛成本會(huì)低廉很多。
  中國(guó)礦業(yè)聯(lián)合會(huì)地質(zhì)與礦山裝備分會(huì)理事長(zhǎng)周寅倫:
  對(duì)于智能礦山的智慧程度,每個(gè)人都有各自不同的理解和見解。我們每一個(gè)礦業(yè)人都應(yīng)該成為用信息化改造傳統(tǒng)礦業(yè)的推動(dòng)者和踐行者。對(duì)于礦企尤其是規(guī)模較大的礦企來(lái)說(shuō),更應(yīng)該積極探索和實(shí)踐集約化、連續(xù)化、遙控化等新的采礦模式,推進(jìn)礦業(yè)信息化也一定是礦企轉(zhuǎn)型升級(jí)的工作重點(diǎn)。對(duì)于礦業(yè)裝備的生產(chǎn)與服務(wù)商來(lái)說(shuō),應(yīng)該重點(diǎn)把自己的關(guān)注點(diǎn)放在發(fā)展智能礦山采礦設(shè)備制造和軟件業(yè)務(wù)上。隨著礦山智能化建設(shè)的推進(jìn),除了將面臨資金短缺問(wèn)題,更嚴(yán)峻的是行業(yè)將面臨人才的不足。因此,高校和企業(yè)都應(yīng)該培養(yǎng)面向未來(lái)的創(chuàng)新人才,這也是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。