智能礦山建設 蓄力黃金礦企加速發展
發表時間:2023-11-13 瀏覽次數:412
中國是全球黃金生產和消費第一大國,在世界黃金市場上具有舉足輕重的地位,但新形勢下仍面臨諸多風險挑戰。要破解行業發展難題,需要堅持智能化的發展思路,隨著時代發展,5G技術人工智能、云計算、大數據等新科技正逐漸同礦山開采相融合,并推動著黃金數智礦山建設向著更快更好的方向前進。
全球礦業正在經歷新的變革,5G、人工智能、大數據、物聯網、云計算等新一代信息技術將促使采礦全面邁入遙控化、智能化乃至無人化階段。發展礦業智能制造技術,革新資源開發利用模式,是我國礦業企業實現創新引領發展的必然選擇和必經之路。
在智能化礦山建設成為行業共識時,相關職能部門也適時推出了智能化礦山建設的指導性 文件。
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2020年4月,工信部、國家發展改革委、自然資源部聯合發布了《有色金屬行業智能礦山建設指南》,明確建設生產全流程的少人無人化、本質安全的有色金屬智能礦山,加快5G、人工智能、工業互聯網等新一代信息通信技術與有色金屬行業融合創新發展,切實引導有色金屬企業智能升級。
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2021年8月,自然資源部正式發布《智能礦山建設規范》。確立了智能礦山建設的一般原則,規定了在地質與測量、礦產資源儲量、礦山資源開發、選礦、資源節約與綜合利用、生態環境保護、協同管控方面實現智能化的基本要求。
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2022年8月,應急管理部、國家礦山安全監察局印發《“十四五”礦山安全生產規劃》,明確提出要推動建立礦山智能化技術規范與標準體系,加大礦山智能化建設政策支持力度,推動無人少人智能化示范礦山建設。
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2023年5月底,華為聯合產業領域里中國黃金集團有限公司、紫金礦業集團股份有限公司、江西銅業股份有限公司、中國黃金集團內蒙古礦業有限公司等重量級企業聯合編寫并發布了《金屬礦山數字化轉型白皮書》。
《白皮書》詳細介紹了金屬礦山數字化轉型從規劃到建設的全景圖。通過先進的企業架構方法進行數字化轉型頂層規劃,以問題為導向,開展數智診斷;以目標為導向,制定愿景藍圖;以結果為導向,規劃實施路徑。通過礦山工業互聯網架構,實現數據打通,將數據發揮更大的價值,推進智能礦山工業互聯網建設,將數智技術深度融合到礦山生產流程中。《白皮書》還收錄了部分金屬礦山數字化轉型典型案例,希望為金屬礦山企業提供轉型參考示范。
內蒙古礦業是白皮書編寫單位之一,該企業黨委書記、董事長張化武認為,智能化礦山建設對確保統籌好發展和安全,確保本質安全不斷提升,確保效率不斷提高,確保公司實現高質量發展,都具有非常明確的現實意義和指導意義。
礦山智能化建設是保障國家能源資源安全的現實需要,是礦山行業轉型升級高質量發展的必由之路。近年來,中國黃金行業在智能化礦山建設上取得的成績可圈可點。
山東省膠東地區是全球金礦資源最為富集的地區之一。如今該地區的黃金礦山開采已經整體上向1000米以深進軍。
山東黃金集團礦管集團黨委書記、董事長劉欽認為,從礦業發展的趨勢看,由單體運營向規模聚集、由淺層開采向深部進軍,已經成為必然趨勢。在這個過程中,由于地下礦山的資源稟賦條件、開采工藝、生產流程、生產裝備和環境的差異,如何克服在規模聚集過程中的生產運營信息同步、克服向深部開拓過程中的高溫、高濕、巖爆等勞動者無法適應的問題,是擺在礦業發展過程中首當其沖需要攻克的難題。
為此,山東黃金集團有限公司聚焦礦業主業,在業內率先提出“以三山島金礦為試點,將物聯網、大數據、云計算、人工智能和5G為代表的新技術融入傳統產業,全面打造國際一流示范礦山”戰略目標。
在三山島金礦地下主斜坡道,如今已經實現了5G網絡的全覆蓋,信號綿延覆蓋地下總長10公里的采礦主通道,這在世界上是首次嘗試。
“十四五”期間,山東黃金集團推動智能礦山復制推廣進程,集團所屬礦山智能化建設以點帶面、輻射帶動,進一步提升集團智能化建設整體水平。
山東黃金礦業股份有限公司焦家金礦完成了基于WiFi6+Mesh組網環境下的大型鏟運設備遠程控制應用試驗。這是國內第一個利用最新一代網絡技術,實現井下少人化、無人化設備控制的成功案例。企業著力打造的“采掘支鏟裝運”全流程作業模式,鑿巖臺車、錨桿臺車、噴漿臺車作業率占比分別達到了42%、55%、56%,鏟裝運輸機械化作業率達100%。企業應用6立方米重型鏟裝設備,單鏟最大鏟裝量達14噸,較傳統人工作業效率提高369倍。
內蒙古太平礦業有限公司積極推進智能化礦山建設,先后建成了邊坡穩定在線雷達監測系統、堆浸場管道壓力監控系統、三維管控系統和大數據協同開發平臺、安全生產信息化平臺,對選冶廠車間實施高架倉遠程放料改造、中控室語音報警系統等自動化改造升級,基本實現“用數據說話、用數據管理、用數據決策、用數據優化、用數據改革”。
紫金礦業對礦山智能化建設提出了明確要求,即強化自主能力,構建全球化信息數字支撐系統。其智能化應用主要體現在兩個方面:一是各個生產流程實現了數字化管理;二是智能監測和預警、全球導航衛星、設備智能化等智能技術的引入,實現了安全高效的生產目標。
紫金礦業信息總監董文生認為,可持續發展是當前礦業行業高度重視的方面,特別是在應對全球氣候變化和推進低碳經濟轉型的背景下。紫金礦業深刻認識到可持續發展的重要性,將安全、環保和節能作為核心考慮因素,并將數字化智能化技術作為重要的支持手段。
我國金屬礦山智能化建設雖然取得了很大的成績,但大部分礦山數字化進程處于自動化和信息化之間,在技術裝備水平、資源綜合利用、精細化管理、安全和環境保護方面跟礦業發達國家的大型礦山仍然有較大差距,數字化提升空間巨大。
山東招金集團有限公司所屬企業山東金軟科技股份有限公司總工程師桑錦國認為,智能礦山的建設目前存在著四大問題。
第一是現場不透明。僅10%~30%的現場數據(生產數據、設備數據、工藝指標、環境數據等)被礦山采集,剩余大部分數據留存現場不被獲知。在被采集的數據中,通過自動化手段采集的占20%以下。絕大部分數據仍依靠手工方式獲取,但礦山80%數據可以自動采集。
第二是傳遞不及時。數據僅停留在調度中心,無法第一時間被真正的決策人員掌握;幾乎所有生產技術管理人員不能隨時、隨地訪問數據;普遍的情況是每日生產數據通過調度中心手工收集后,報表分發給生產技術管理人員;集團總部獲得數據的時間更為滯后;而設備數據鮮有報送。
第三是數據缺分析。95%以上數據缺乏分析而僅作原始展示,大數據分析和深度學習的實踐極少;僅有5%數據被做簡單的統計分析;少部分現場數據通過調度中心的大屏和相關的業務系統進行展示和監測,但往往只被存儲3個月后自動刪除;大量數據被遺棄,工業4.0轉型基礎缺失。
第四是平臺欠運維。缺乏專業數據團隊及物聯網保障來滿足數據需求的變化,信息化建設成果用戶體驗差;信息化軟件建設因與用戶習慣和決策需求脫節,數據和底層終端無專業人員維護,大量系統被停用或僅作形象宣傳工具;云計算等新技術引進和消化相對其他行業滯后。
智能化礦山建設涉及礦山綜合管控平臺、礦山地質資源數字化、采礦生產系統數字化、選礦生產智能控制、尾礦處理智能化、礦山安全管理、設備智能管理等至少10個流程環節,各個環節之間有機組合,才能發揮出智能化、數字化的優勢。但由于歷史方面的原因,造成了各個環節事實上的信息孤島。
智能化礦山建設的本質是工業體系架構變革及數字化礦山應用建設的結合,唯有建設統一架構的工業互聯網平臺,才能徹底解決信息孤島問題。
近年來,國家提出“雙碳”戰略、數字中國戰略、新基建發展戰略,為智能礦山建設賦予了新要求和驅動力。秉承綠色、低碳、可持續發展理念,順應國家大戰略,才是智能化礦山建設的可持續發展方向。
行業案例
內蒙古礦業
公司堅持把智能化與業務貫通,推動智能化與生產經營深度融合,著力打造“數智賦能卓越”型企業。5G+無人駕駛智慧網絡應用、尾礦庫無人機巡壩、部開采采二1號皮帶巡檢機器人系統的成功應用,大幅提升現場安全生產穩定系數,同時還縮減了生產成本,增加了綜合效益。
三山島金礦
在5G網絡建設上,對地面及井下區域進行了統一規劃和設計,分批次逐步實現全區域F5G有線網、5G+UWB無線網絡覆蓋,對語音、視頻、數據三大業務進行全面承載。根據西山礦區斜坡道構造,建設6臺BBU基站,48臺RRU基站,實現了從地表至井下-960共計長度為10公里的5G信號雙路覆蓋,創下了國內井下5G覆蓋距離最長紀錄。
夏甸金礦
該礦始終秉承“科技興礦”理念,穩步推進智慧礦山項目建設,是山東省內首臺使用切割槽鉆機的礦山企業,目前共施工天井、風井、泄水井84條,3200余米,施工效率提升11%。實現選礦脫水工段、井下排水系統全流程設備運行狀態及相關參數實時顯示;實現提升系統的自動啟動、加速等功能,實現提升系統的多級聯動控制。
焦家金礦
該礦圍繞智能裝備應用井下作業,充分調研采場作業環境和設備運行過程,圓滿完成基于WiFi6Mesh組網環境下的鏟運機遠控試驗并成功試運行。WiFi6除了具備5G的高速率、低延時特性的同時,還可以進行Mesh無線橋接組網,簡化了礦房轉場過程中無線基站的安裝和維護,提高了工作效率。
內蒙古太平
積極推進智能化礦山建設,先后建成了邊坡穩定在線雷達監測系統、堆浸場管道壓力監控系統、三維管控系統和大數據協同開發平臺、安全生產信息化平臺,對選冶廠車間實施高架倉遠程放料改造、中控室語音報警系統等自動化改造升級,基本實現“用數據說話、用數據管理、用數據決策、用數據優化、用數據改革”。
湖南有色集團辰州礦業公司
公司結合數字化、信息化、自動化建設現狀,從三維地質建模、測量驗收、爆破設計、生產計劃、配礦調度、智能采裝和運輸、選礦自動化等數字礦山建設為主線,礦山生產過程集中管控。沃溪坑口完成井下16平中轉無人運輸系統建設和1號主斜井自動提升項目。選礦廠實現了破碎、磨礦、重選、加工浮選解析、配藥等全流程自動化,由選礦廠中控室統一指揮。
來源:中國黃金報
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