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隨著礦山開采深度增加,開采難度增大,礦山企業(yè)開始依托數(shù)字科技和新型信息技術(shù)雙輪驅(qū)動，以數(shù)字化、智能化全方位對整個產(chǎn)業(yè)鏈進行改造、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)過智能化改造的220噸級無人駕駛電動輪汽車正行駛在運輸?shù)缆飞希@些電動輪汽車正與電鏟、推土機協(xié)同作業(yè)，現(xiàn)場無人自主運行。與此同時，運用北斗全球衛(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)畫面和動態(tài)數(shù)據(jù)盡收眼底，還能實時查看整個礦山的實景三維模型。

近年來，德興銅礦依托數(shù)字科技和新型信息技術(shù)雙輪驅(qū)動，以數(shù)字化、智能化全方位對整個產(chǎn)業(yè)鏈進行改造、賦能，積極推進數(shù)據(jù)治理標準化、運營數(shù)字化、生產(chǎn)智能化、決策智慧化、管理透明化等工作，推動露天采礦從傳統(tǒng)要素驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動、智能驅(qū)動轉(zhuǎn)變，有效提升礦山安全風險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)保駕護航

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

“在智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用的過程中，我們很多崗位已撤離生產(chǎn)一線，實現(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?！钡屡d銅礦采礦場副場長劉鐘軍說，企業(yè)通過采用5G+無人駕駛技術(shù)，逐步實現(xiàn)采礦流程無人化作業(yè)，這已經(jīng)成為德興銅礦提升礦山安全水平的重要手段。

以電動輪汽車無人駕駛項目為例，該項目可謂企業(yè)數(shù)字礦山建設(shè)的“重頭戲”。在整改的過程中，技術(shù)人員按照“邊整改邊改造”的思路，對轉(zhuǎn)向、制動等關(guān)鍵部位實施高標準整改，并在電動輪汽車身前和后方，安裝架倉相機、激光雷達、毫米波雷達等高精度設(shè)備。該項目已突破多雨霧環(huán)境下大載重電動輪汽車無人駕駛編組應(yīng)用，實現(xiàn)了相對封閉區(qū)域內(nèi)無人駕駛混編作業(yè)，目前正在探索如何提升無人駕駛編組作業(yè)效率。

“這里是以前的作業(yè)場所，空氣流通性不好，冬冷夏熱，一班作業(yè)至少需要9人進行?！钡屡d銅礦采礦場鐵運工段段長皮海平指著控制室大屏畫面中的窄軌電機車隧洞介紹，通過AI視覺、激光定位等先進技術(shù)，鐵運工段已經(jīng)實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場少人甚至無人化，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)車皮、載重260噸、發(fā)車間隔6分鐘的高密度智能管控。

據(jù)了解，近年來，德興銅礦通過對電鏟、電動輪汽車、推土機及電機車進行5G+智能化改造，以突破5G+無人駕駛“單項應(yīng)用”為基礎(chǔ)，基于國內(nèi)領(lǐng)先的智能卡車調(diào)度系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)鉆、鏟、運、卸采礦全流程無人化“集成協(xié)同”作業(yè)。

專家系統(tǒng)24小時在線值守

國家礦山安監(jiān)局等七部門日前印發(fā)《關(guān)于深入推進礦山智能化建設(shè)促進礦山安全發(fā)展的指導(dǎo)意見》。其中提出，到2026年，建立完整的礦山智能化標準體系，推進礦山數(shù)據(jù)融合互通，實現(xiàn)環(huán)境智能感知、系統(tǒng)智能聯(lián)動、重大災(zāi)害風險智能預(yù)警，全國煤礦智能化產(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前24小時值守，通過不斷觀察判斷，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)副段長曾明回憶說。

如今，德興銅礦開發(fā)應(yīng)用了數(shù)字孿生優(yōu)化控制系統(tǒng)，將專家控制等先進過程控制技術(shù)應(yīng)用到磨礦生產(chǎn)中，實現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)的智能識別和磨礦過程的智能控制。

“這套系統(tǒng)可以說是集成了最優(yōu)的人工操作技能，具備2秒刷新一次在線監(jiān)測及孿生數(shù)據(jù)的能力，能夠全時段自動跟蹤調(diào)節(jié)各個參數(shù)，我們再也不用一直盯著隨時變化的數(shù)據(jù)手動調(diào)節(jié)了。”曾明對此贊不絕口。據(jù)悉，這套系統(tǒng)投入使用三個月來，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提高5噸。

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

建設(shè)數(shù)據(jù)底座打破信息孤島

“11號鏟車由8點55分開始作業(yè)，已作業(yè)56分鐘，鏟裝貨物類型為廢石。”在德銅智能卡車調(diào)度指揮中心，職工們坐在電腦屏幕前，點擊線上地圖中任意一臺設(shè)備，便可實時查看遠在七八公里外礦場的作業(yè)情況。

“目前德銅礦區(qū)已給作業(yè)車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車輛精確到厘米級的運行信息?！眲㈢娷娊榻B。

事實上，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)存在信息孤島等問題。2023年，江銅集團聯(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》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)平臺才能徹底解決信息孤島等問題。

近年來，德興銅礦大步邁開“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張萬兆骨干環(huán)網(wǎng)+3朵邊緣云’，能夠為數(shù)字礦山建設(shè)提供強大的‘算、運、存’三力?！钡屡d銅礦數(shù)字化部副部長黃金武表示。

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，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)廣泛采集，并且能夠通過統(tǒng)一接口、以統(tǒng)一格式、按統(tǒng)一標準逐漸匯聚形成數(shù)據(jù)湖。在數(shù)據(jù)存儲、計算階段，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，實現(xiàn)智能應(yīng)用海量數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、高效傳輸、實時計算，為業(yè)務(wù)聯(lián)動奠定了基礎(chǔ)。