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隨著礦山開(kāi)采深度增加,開(kāi)采難度增大,礦山企業(yè)開(kāi)始依托數(shù)字科技和新型信息技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)，以數(shù)字化、智能化全方位對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行改造、賦能，打造新一代信息技術(shù)與礦山行業(yè)深度融合的新模式。

在江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦，經(jīng)過(guò)智能化改造的220噸級(jí)無(wú)人駕駛電動(dòng)輪汽車(chē)正行駛在運(yùn)輸?shù)缆飞希@些電動(dòng)輪汽車(chē)正與電鏟、推土機(jī)協(xié)同作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人自主運(yùn)行。與此同時(shí)，運(yùn)用北斗全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，職工坐在室內(nèi)的生產(chǎn)指揮中心便將采區(qū)的生產(chǎn)畫(huà)面和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)盡收眼底，還能實(shí)時(shí)查看整個(gè)礦山的實(shí)景三維模型。

近年來(lái)，德興銅礦依托數(shù)字科技和新型信息技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)，以數(shù)字化、智能化全方位對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行改造、賦能，積極推進(jìn)數(shù)據(jù)治理標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)營(yíng)數(shù)字化、生產(chǎn)智能化、決策智慧化、管理透明化等工作，推動(dòng)露天采礦從傳統(tǒng)要素驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，有效提升礦山安全風(fēng)險(xiǎn)防控和隱患排查治理水平，礦山數(shù)字化建設(shè)全面提速。

智能采礦為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航

采礦是礦山開(kāi)采的第一步，作業(yè)流程包括穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、卸料、排土等環(huán)節(jié)。隨著礦山開(kāi)采深度增加,開(kāi)采難度增大,這給礦山安全生產(chǎn)工作帶來(lái)很大壓力。

“在智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用的過(guò)程中，我們很多崗位已撤離生產(chǎn)一線，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)作業(yè)指尖化，在艱苦生產(chǎn)環(huán)境中工作的職工數(shù)量大大減少。”德興銅礦采礦場(chǎng)副場(chǎng)長(zhǎng)劉鐘軍說(shuō)，企業(yè)通過(guò)采用5G+無(wú)人駕駛技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)采礦流程無(wú)人化作業(yè)，這已經(jīng)成為德興銅礦提升礦山安全水平的重要手段。

以電動(dòng)輪汽車(chē)無(wú)人駕駛項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目可謂企業(yè)數(shù)字礦山建設(shè)的“重頭戲”。在整改的過(guò)程中，技術(shù)人員按照“邊整改邊改造”的思路，對(duì)轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等關(guān)鍵部位實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)整改，并在電動(dòng)輪汽車(chē)身前和后方，安裝架倉(cāng)相機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等高精度設(shè)備。該項(xiàng)目已突破多雨霧環(huán)境下大載重電動(dòng)輪汽車(chē)無(wú)人駕駛編組應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)封閉區(qū)域內(nèi)無(wú)人駕駛混編作業(yè)，目前正在探索如何提升無(wú)人駕駛編組作業(yè)效率。

“這里是以前的作業(yè)場(chǎng)所，空氣流通性不好，冬冷夏熱，一班作業(yè)至少需要9人進(jìn)行。”德興銅礦采礦場(chǎng)鐵運(yùn)工段段長(zhǎng)皮海平指著控制室大屏畫(huà)面中的窄軌電機(jī)車(chē)隧洞介紹，通過(guò)AI視覺(jué)、激光定位等先進(jìn)技術(shù)，鐵運(yùn)工段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)少人甚至無(wú)人化，生產(chǎn)效率大幅提高。如今，集控室內(nèi)僅需4人便可完成單列18節(jié)車(chē)皮、載重260噸、發(fā)車(chē)間隔6分鐘的高密度智能管控。

據(jù)了解，近年來(lái)，德興銅礦通過(guò)對(duì)電鏟、電動(dòng)輪汽車(chē)、推土機(jī)及電機(jī)車(chē)進(jìn)行5G+智能化改造，以突破5G+無(wú)人駕駛“單項(xiàng)應(yīng)用”為基礎(chǔ)，基于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智能卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)鉆、鏟、運(yùn)、卸采礦全流程無(wú)人化“集成協(xié)同”作業(yè)。

專(zhuān)家系統(tǒng)24小時(shí)在線值守

國(guó)家礦山安監(jiān)局等七部門(mén)日前印發(fā)《關(guān)于深入推進(jìn)礦山智能化建設(shè)促進(jìn)礦山安全發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》。其中提出，到2026年，建立完整的礦山智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，推進(jìn)礦山數(shù)據(jù)融合互通，實(shí)現(xiàn)環(huán)境智能感知、系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)、重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)警，全國(guó)煤礦智能化產(chǎn)能占比不低于60%，打造一批單班作業(yè)人員不超50人的智能化礦山。

“現(xiàn)在給礦的粒度是8.5毫米，需要磨成0.074毫米并且占比60%以上才可以，以往這一流程需要有人在控制臺(tái)前24小時(shí)值守，通過(guò)不斷觀察判斷，調(diào)整給礦量等相應(yīng)參數(shù)?！钡屡d銅礦大山選礦廠磨浮工段生產(chǎn)副段長(zhǎng)曾明回憶說(shuō)。

如今，德興銅礦開(kāi)發(fā)應(yīng)用了數(shù)字孿生優(yōu)化控制系統(tǒng)，將專(zhuān)家控制等先進(jìn)過(guò)程控制技術(shù)應(yīng)用到磨礦生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)的智能識(shí)別和磨礦過(guò)程的智能控制。

“這套系統(tǒng)可以說(shuō)是集成了最優(yōu)的人工操作技能，具備2秒刷新一次在線監(jiān)測(cè)及孿生數(shù)據(jù)的能力，能夠全時(shí)段自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù)，我們?cè)僖膊挥靡恢倍⒅S時(shí)變化的數(shù)據(jù)手動(dòng)調(diào)節(jié)了?！痹鲗?duì)此贊不絕口。據(jù)悉，這套系統(tǒng)投入使用三個(gè)月來(lái)，在保證濃度與粒度的前提下，目前可看到給礦量比以往每小時(shí)提高5噸。

“如果將粉礦倉(cāng)比作成一個(gè)巨大的貨運(yùn)中心，智能布料系統(tǒng)就好比分揀中心，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速精準(zhǔn)分析，自動(dòng)操控皮帶停駐位置，完成礦石下礦動(dòng)作，不僅布礦精度更高，也不需要職工一直守在現(xiàn)場(chǎng)?！钡屡d銅礦大山選礦廠碎礦工段電氣技術(shù)員佘曦超說(shuō)。

建設(shè)數(shù)據(jù)底座打破信息孤島

“11號(hào)鏟車(chē)由8點(diǎn)55分開(kāi)始作業(yè)，已作業(yè)56分鐘，鏟裝貨物類(lèi)型為廢石?！痹诘裸~智能卡車(chē)調(diào)度指揮中心，職工們坐在電腦屏幕前，點(diǎn)擊線上地圖中任意一臺(tái)設(shè)備，便可實(shí)時(shí)查看遠(yuǎn)在七八公里外礦場(chǎng)的作業(yè)情況。

“目前德銅礦區(qū)已給作業(yè)車(chē)輛全部安裝了最新的北斗系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，只要兩秒，調(diào)度室就能接收到采礦場(chǎng)車(chē)輛精確到厘米級(jí)的運(yùn)行信息?！眲㈢娷娊榻B。

事實(shí)上，礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在技術(shù)方面普遍面臨生產(chǎn)裝備數(shù)字化和智能化水平不足，傳統(tǒng)信息化系統(tǒng)存在信息孤島等問(wèn)題。2023年，江銅集團(tuán)聯(lián)合華為技術(shù)有限公司發(fā)布的《金屬礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書(shū)》提出，智能礦山建設(shè)本質(zhì)是工業(yè)體系架構(gòu)變革及數(shù)字化礦山應(yīng)用建設(shè)的結(jié)合,唯有建設(shè)統(tǒng)一架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)才能徹底解決信息孤島等問(wèn)題。

近年來(lái)，德興銅礦大步邁開(kāi)“數(shù)字礦山”建設(shè)的新步伐，以“礦石流”和“信息流”為經(jīng)緯線，在智能礦山頂層規(guī)劃中引入領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),以下一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)、云平臺(tái)為中樞、數(shù)據(jù)為要素、網(wǎng)信安全為保障,打造新一代信息技術(shù)與礦山行業(yè)深度融合的數(shù)字化轉(zhuǎn)型新模式。

“數(shù)字底座基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，部署有‘1朵私有中心云+1張萬(wàn)兆骨干環(huán)網(wǎng)+3朵邊緣云’，能夠?yàn)閿?shù)字礦山建設(shè)提供強(qiáng)大的‘算、運(yùn)、存’三力?！钡屡d銅礦數(shù)字化部副部長(zhǎng)黃金武表示。

記者了解到，在數(shù)據(jù)采集、匯聚階段，德興銅礦依托“云邊一體”的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)廣泛采集，并且能夠通過(guò)統(tǒng)一接口、以統(tǒng)一格式、按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)逐漸匯聚形成數(shù)據(jù)湖。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算階段，企業(yè)主要依托云數(shù)據(jù)中心、邊緣云、骨干環(huán)網(wǎng)數(shù)字底座，實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用海量數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、高效傳輸、實(shí)時(shí)計(jì)算，為業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。