智慧矿山带来生产新场景

本文转自：工人日报

推动露天采矿从传统要素驱动向数据驱动、智能驱动转变

智慧矿山带来生产新场景

本报记者 王晓颖

《工人日报》（2024年04月30日 06版）

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随着矿山开采深度增加,开采难度增大,矿山企业开始依托数字科技和新型信息技术双轮驱动，以数字化、智能化全方位对整个产业链进行改造、赋能，打造新一代信息技术与矿山行业深度融合的新模式。

在江西铜业股份有限公司德兴铜矿，经过智能化改造的220吨级无人驾驶电动轮汽车正行驶在运输道路上，这些电动轮汽车正与电铲、推土机协同作业，现场无人自主运行。与此同时，运用北斗全球卫星定位系统，职工坐在室内的生产指挥中心便将采区的生产画面和动态数据尽收眼底，还能实时查看整个矿山的实景三维模型。

近年来，德兴铜矿依托数字科技和新型信息技术双轮驱动，以数字化、智能化全方位对整个产业链进行改造、赋能，积极推进数据治理标准化、运营数字化、生产智能化、决策智慧化、管理透明化等工作，推动露天采矿从传统要素驱动向数据驱动、智能驱动转变，有效提升矿山安全风险防控和隐患排查治理水平，矿山数字化建设全面提速。

智能采矿为安全生产保驾护航

采矿是矿山开采的第一步，作业流程包括穿孔、爆破、铲装、运输、卸料、排土等环节。随着矿山开采深度增加,开采难度增大,这给矿山安全生产工作带来很大压力。

“在智能控制技术广泛应用的过程中，我们很多岗位已撤离生产一线，实现了生产作业指尖化，在艰苦生产环境中工作的职工数量大大减少。”德兴铜矿采矿场副场长刘钟军说，企业通过采用5G+无人驾驶技术，逐步实现采矿流程无人化作业，这已经成为德兴铜矿提升矿山安全水平的重要手段。

以电动轮汽车无人驾驶项目为例，该项目可谓企业数字矿山建设的“重头戏”。在整改的过程中，技术人员按照“边整改边改造”的思路，对转向、制动等关键部位实施高标准整改，并在电动轮汽车身前和后方，安装架仓相机、激光雷达、毫米波雷达等高精度设备。该项目已突破多雨雾环境下大载重电动轮汽车无人驾驶编组应用，实现了相对封闭区域内无人驾驶混编作业，目前正在探索如何提升无人驾驶编组作业效率。

“这里是以前的作业场所，空气流通性不好，冬冷夏热，一班作业至少需要9人进行。”德兴铜矿采矿场铁运工段段长皮海平指着控制室大屏画面中的窄轨电机车隧洞介绍，通过AI视觉、激光定位等先进技术，铁运工段已经实现了生产现场少人甚至无人化，生产效率大幅提高。如今，集控室内仅需4人便可完成单列18节车皮、载重260吨、发车间隔6分钟的高密度智能管控。

据了解，近年来，德兴铜矿通过对电铲、电动轮汽车、推土机及电机车进行5G+智能化改造，以突破5G+无人驾驶“单项应用”为基础，基于国内领先的智能卡车调度系统，逐步实现钻、铲、运、卸采矿全流程无人化“集成协同”作业。

专家系统24小时在线值守

国家矿山安监局等七部门日前印发《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》。其中提出，到2026年，建立完整的矿山智能化标准体系，推进矿山数据融合互通，实现环境智能感知、系统智能联动、重大灾害风险智能预警，全国煤矿智能化产能占比不低于60%，打造一批单班作业人员不超50人的智能化矿山。

“现在给矿的粒度是8.5毫米，需要磨成0.074毫米并且占比60%以上才可以，以往这一流程需要有人在控制台前24小时值守，通过不断观察判断，调整给矿量等相应参数。”德兴铜矿大山选矿厂磨浮工段生产副段长曾明回忆说。

如今，德兴铜矿开发应用了数字孪生优化控制系统，将专家控制等先进过程控制技术应用到磨矿生产中，实现生产状态的智能识别和磨矿过程的智能控制。

“这套系统可以说是集成了最优的人工操作技能，具备2秒刷新一次在线监测及孪生数据的能力，能够全时段自动跟踪调节各个参数，我们再也不用一直盯着随时变化的数据手动调节了。”曾明对此赞不绝口。据悉，这套系统投入使用三个月来，在保证浓度与粒度的前提下，目前可看到给矿量比以往每小时提高5吨。

“如果将粉矿仓比作成一个巨大的货运中心，智能布料系统就好比分拣中心，由计算机进行快速精准分析，自动操控皮带停驻位置，完成矿石下矿动作，不仅布矿精度更高，也不需要职工一直守在现场。”德兴铜矿大山选矿厂碎矿工段电气技术员佘曦超说。

建设数据底座打破信息孤岛

“11号铲车由8点55分开始作业，已作业56分钟，铲装货物类型为废石。”在德铜智能卡车调度指挥中心，职工们坐在电脑屏幕前，点击线上地图中任意一台设备，便可实时查看远在七八公里外矿场的作业情况。

“目前德铜矿区已给作业车辆全部安装了最新的北斗系统和调度系统，只要两秒，调度室就能接收到采矿场车辆精确到厘米级的运行信息。”刘钟军介绍。

事实上，矿山企业数字化转型在技术方面普遍面临生产装备数字化和智能化水平不足，传统信息化系统存在信息孤岛等问题。2023年，江铜集团联合华为技术有限公司发布的《金属矿山数字化转型白皮书》提出，智能矿山建设本质是工业体系架构变革及数字化矿山应用建设的结合,唯有建设统一架构的工业互联网平台才能彻底解决信息孤岛等问题。

近年来，德兴铜矿大步迈开“数字矿山”建设的新步伐，以“矿石流”和“信息流”为经纬线，在智能矿山顶层规划中引入领先的工业互联网架构,以下一代物联网技术为基础、云平台为中枢、数据为要素、网信安全为保障,打造新一代信息技术与矿山行业深度融合的数字化转型新模式。

“数字底座基于工业互联网架构，部署有‘1朵私有中心云+1张万兆骨干环网+3朵边缘云’，能够为数字矿山建设提供强大的‘算、运、存’三力。”德兴铜矿数字化部副部长黄金武表示。

记者了解到，在数据采集、汇聚阶段，德兴铜矿依托“云边一体”的物联网平台，实现矿山生产系统数据广泛采集，并且能够通过统一接口、以统一格式、按统一标准逐渐汇聚形成数据湖。在数据存储、计算阶段，企业主要依托云数据中心、边缘云、骨干环网数字底座，实现智能应用海量数据互联互通、高效传输、实时计算，为业务联动奠定了基础。