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中国矿业呼唤“最强大脑”

发布人:  发布时间:2019/8/14 9:23:29   阅读次数:

     

    81日,华威矿业宝利项目部露天矿场。在金黄的阳光下,一辆由北京慧拓无限公司研发的巨大黄色无人矿卡,向一队专程前来观摩的人缓缓驶来。这是两家企业4月签订无人矿卡战略合作协议以来,对基于新一代平行无人矿山系统制造的首台无人矿卡的一次展示,也是华威矿业布局无人化产业的新方向、打造智慧矿山的一项初步成果。

     

     

    8月1日,华威矿业宝利项目部露天矿场上一辆无人矿卡缓缓驶来。

     

    而这,只是我国智慧矿山建设热潮中的一朵浪花。

    中国矿业拥抱“智能时代”

    智慧矿山是指采用现代高新技术和全套矿山自动化设备等来提高矿山生产效率和经济效益,通过对生产过程的动态实时监控,将矿山生产维持在最佳状态和最优水平。

    2010年,智慧矿山概念从发达国家传入我国,随即在我国矿业界引起极大震动。

    中南大学教授、博士生导师周科平认为,21世纪的矿业,就是要构建一种新的智能模式,实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。

    众多矿业企业,更是从“智能化”中看到了高质量发展的光明前景。

    2012年,陕煤化集团红柳林矿建成了国内首个智能化采煤工作面,初步实现了“工作面有人巡视、无人操作”的工作模式。

    20183月,世界首套8.8米超大采高智能工作面、国内首个数字矿山示范矿井和世界首个智能煤矿地面区域控制指挥中心,在国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿建成投运。这也是我国高端采煤装备国产化进程中的一项重要突破。

    在各大企业主动发力、参与的同时,一系列支持、引领智慧矿山建设的政策也相继问世。

    2016年,原国土资源部发布《全国矿产资源规划(20162020)》,明确提出未来五年要大力推进矿业领域科技创新,加快建设数字化、智能化、自动化矿山,大力发展“互联网+矿业”。

    201851日,国家标准《智慧矿山信息系统通用技术规范》(GB/T34679-2017)正式颁布实施,标志着我国智能化矿山建设已开始真正落地。

    今年年初,国家煤矿安全监察局发布《煤矿机器人重点研发目录》,明确将大力推动煤矿现场作业的少人化和无人化。相关规划明确,到2020年,我国将建成100个初级智能化示范煤矿,2025年全部大型煤矿基本实现智能化。

     “智慧矿山是新时代对矿山人提出的新要求,建设信息化、数字化、智能化、无人化的现代化矿山,不仅是党和国家交给矿业人的政治任务和目标,也是现实环境的要求。”青岛中鸿重型机械有限公司董事长宁晓峰表示。

    智能开采期待“无人则安”

    85日,国家煤矿安全监察局通报了近期较大煤矿事故:四川、贵州、河北等地接连发生4起较大煤矿事故,共造成21人死亡。

    据不完全统计,今年1月至今我国各类煤矿事故已经让157人遇难。

     “目前,我国矿山安全生产形势仍然严峻。如何彻底解决?只有用智能化、少人化技术来取代井下人员数量,是提质增效、保证安全生产的重要举措。”合肥工大高科信息科技股份有限公司董事长、合肥工业大学教授魏臻说。

     “要想从根本上破解金属矿山安全高效生产难题,采矿工业必须由劳动密集型升级为技术密集型,从简单粗放型向精准开采型转变。”中南大学教授、博士生导师周科平指出,探索智能化无人采矿技术,提高资源回收率,解决矿井可持续发展问题,实现“无人则安”,把矿工从艰苦危险的环境和高强度体力劳动中解放出来,既解决了矿山安全的问题,又实现了创新驱动发展。

     

     

    矿山无人化运营不是梦

     

    在煤炭行业,智能开采正成为新一代采矿业技术竞争的核心。

    目前,国内各大矿区都在推进智能化采煤工作面建设:兖矿集团成功研发1米以下薄煤层自动化安全高效开采成套技术装备与生产工艺;山东能源枣庄矿业集团的11个采煤工作面、陕煤化集团黄陵矿业公司所属4对矿井全部实施了智能化开采,形成了薄煤层、中厚煤层到厚煤层智能化开采的全覆盖……

    据统计,我国煤炭行业已经建成了100多个智能化采煤工作面,实现了地面一键启动、井下有人巡视、无人值守。

    在今年5月召开的全国煤矿薄煤层智能开采现场推进会上,中国煤炭工业协会会长王显政再次肯定了采矿智能化的重要意义:“煤炭智能开采可以充分发挥煤矿全要素生产作用,实现效率变革,促进煤炭行业由要素驱动型向创新驱动型转变;可以带动建立新技术、新产品、新模式等突出优势,增强煤炭企业核心竞争力;可以推动煤炭开采向清洁生产方向转变,有助于实现产业升级和可持续发展。”

     “智慧成果”推进高质量发展

    不仅仅是采矿的智能化、无人化,如今,许多煤炭企业集团已建成大容量光纤以太网和百兆同步数据网,形成了完善的网管系统、网络安全系统、数据库系统和存储系统。随即,地理信息系统大规模应用、安全生产“一张图”有序推广、煤炭地质云平台正式上线、4G通信在部分矿井应用、井下视频识别验证启动,种种有关“智慧”的成果纷至沓来。

    在神东煤炭集团公司,互联网、大数据、人工智能等先进技术深度融合的成果随处可见。按岗位定制的智能工作平台,能够实现一键启停、无人值守。煤墙上安装的各种传感器,涉及人员定位安全系统、调度通讯系统、皮带计量系统等几十个软件系统。洗煤厂、装车站全部建成国际先进水平的综合自动化控制系统,实现远程控制、监测和故障诊断。

     “先进的开采装备、开采技术和采煤工艺是煤炭相关企业实现机械化、自动化、信息化的前提。”神东煤炭集团公司总经理,党委副书记杜善周表示。目前,该公司煤炭采掘机械化率达到100%,资源回采率达到80%以上,全员最高工效达到124/工,累计创造我国企业新纪录99项,获授权专利508项,获省部级以上荣誉100多项。

     “随着产学研联合攻关力度不断加大,矿井智能化建设从局部向全系统延伸。”中国煤炭工业协会副会长刘峰介绍,近年来全行业积极开展了井下物联网系统等一些创新研究工作,实现了开采、运输、提升、通风、供电、排水等生产环节自动化。

    与其他矿业发达国家偏重于智能矿山、自动化采矿技术的研究与应用不同,我国的智慧矿山建设更侧重于通过建设“数字矿山”来实现矿山的信息化、数字化。

    据北京科技大学教授、博士生导师胡乃联介绍,我国科技部很早便支持矿山数字化、智能化方面的研究:“十一五”期间开展了“数字化采矿关键技术与软件开发”研究;“十二五”期间开展了“数字矿山建设关键技术研究与示范”和“地下金属矿智能开采技术”研究;“十三五”期间,主要项目是“地下金属矿规模化无人采矿关键技术研发与示范”和“面向黄金生产行业的数字化车间通用模型标准与试验验证”。

    越来越多的企业也嗅到了商机,纷纷加入智能化、数字化矿山建设的行列。

    今年322日,华为与山西精英数智科技股份有限公司、煤炭科学技术研究院有限公司签署战略合作协议,并发布了全新的“煤矿大脑”解决方案。这一“煤矿大脑”,采用了云、边、端的技术架构,不仅融合了华为在华为云、边缘计算和人工智能等众多新技术,还融合了精英科技人才在煤炭行业多年的积累经验,聚焦煤炭行业安全生产中的标准化、体系化、技管结合、预警与应急响应等重大科学与工程问题,对于推动煤炭行业监管创新、降低灾害发生、提高企业生产效率具有重要意义。

     “智能化已成为矿山行业转型升级、高质量发展的必由之路!”一位矿山企业老总表示。

     “智慧开发”还需统筹协调

    中南大学教授、博士生导师周科平认为,我国智慧矿山建设尚存一些误区:

    比如,一些企业误以为引进自动化生产线、生产设备或工艺系统就是实现了矿山智能化。其实,智能矿山体系自下而上包括设备层、控制层、生产执行层、经营管理层和决策支持层等,还有统一架构的矿山数据库、规范的数据接口、标准化的作业流程,以及智能系统的支撑。任何环节的缺失或不足都会导致无法发挥先进生产线的优势。

    再比如,部分矿山企业盲目依靠高投入来代替智能化规划,结果买一堆先进装备却收效甚微。实际上,矿山智能化过程需要人力、物力、财力等多方面的投入和统筹配置,没有经过合理充分的科学规划和正确的智能化体系运作,高投入不一定能达到高收益的效果。

    周科平表示,智慧矿山建设是一个综合的系统工程,绝不仅仅是几套三维建模软件就能完成,需要“软+硬”的相互支撑,以及产业部门的大力合作支撑。

     “智慧矿山建设需要从国家层面上进一步加强统筹协调和顶层设计。”魏臻建议,将智能化矿山建设列入国家能源发展战略,由国家有关部门牵头,强化智能化矿山建设的规划部署,建立智能化矿山建设协同推进机制,研究制定促进智能化矿山建设的相关产业政策,加大资金和财税支持力度,激励企业进行技术改造;协调解决发展中出现的重大问题,敦促有关部门制定相关的技术规范和标准并加快推广应用,为智能化矿山建设营造良好的发展环境。

    胡乃联则认为,我国中小型矿山多,集约化开发程度低,技术管理水平差距大,因此不同矿山应采取不同的策略。“一些生产规模大,开采条件好,具有一定创新能力的矿山,应成为推动矿山智能化的主力,要走在前头,形成示范效应。大部分中小型矿山应从实际出发,不求整体推进,要有选择地移植、集成、开发、应用相关成果,逐步提升矿山技术、装备和智能化水平。”

     “随着信息技术、智能化技术的进步,智能矿山的内涵也在不断丰富,智能矿山建设不可能一蹴而就,矿山应根据自身条件和具体需求,有目的地选择建设项目,使其发挥大的效益。我国是一个矿业大国,但还不是矿业强国,智能矿山是两化融合、‘互联网+’战略在矿业的具体体现,具有远见卓识的矿业人应以建设矿业强国为目标,积极推进矿山的智能化建设,为我国矿业现代化作出历史性的贡献。”胡乃联说。

     

    来源:中国自然资源报

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