中國工業報記者 孟凡君
當前,智能礦山建設已經成為世界礦業發展的重要趨勢。11月29日,在2024中國綠色礦山建設高峰論壇上,自然資源部礦產資源保護監督司原司長、中國礦業權評估師協會常務副會長鞠建華認為,科技進步的浪潮正引領智能礦山與綠色礦山邁向深度融合的新階段,這已成為礦業發展的必然路徑。
智能礦山建設是礦山企業實現安全、綠色、高效、低碳發展的核心動力。展望未來,隨著智能化、綠色化技術的廣泛采納與應用,礦山行業的生產效率將迎來顯著提升,而運營成本則有望逐步縮減。“這一趨勢不僅有助于礦業領域實現經濟效益的最大化,同時也將極大促進生態效益的提升,為礦業在新時代背景下實現更高水平、更為持久的發展奠定堅實基礎。”鞠建華表示。
我國礦業必然要由“粗放浪費”向“集約高效”轉變
礦山智能化已經成為新時代礦業發展的重要方向,正日益成為推動礦業轉型升級、實現高質量發展的關鍵舉措。11月22日,工業和信息化部、中央網信辦、國家發展改革委、教育部、生態環境部、交通運輸部、農業農村部、文化和旅游部、國家衛生健康委、國務院國資委、國家廣電總局、國家體育總局等十二部門聯合印發《5G規模化應用“揚帆”行動升級方案》,全力推進5G實現更廣范圍、更深層次、更高水平的多方位賦能。在5G+智能礦山方面,加快5G遠程掘進、遠程綜采、無人礦卡等場景規模推廣,推動5G與礦山行業系統融合,構建一體化數智礦山方案,建設一批5G礦山。
國際上,智能采礦被廣泛認為是礦山未來的發展方向,在采礦過程中運用智能化技術和設備可以極大地提高生產力、保障從業人員的安全、減少財產損失,因此智能礦山是礦山技術變革、生產方式創新的必然趨勢。中國礦業大學發布的《2024智能礦山與無人駕駛行業藍皮書》顯示,中國智能礦山蘊含萬億級市場空間,預計到2030年,中國智能煤礦市場空間將達到14105億元,非煤礦山的智能化市場規模預計將達9107億元,兩者合計的市場空間將超過2.3萬億元,中國礦山行業智能化市場前景廣闊。東方測控副總工程師呂濤表示,隨著高質量發展成為經濟發展的關鍵詞,我國礦業必然要由“粗放浪費”向“集約高效”轉變,這種轉變需要依靠現代技術做支撐。
我國智慧礦山建設經過近20年的發展,在理論研究、軟硬件產品研發以及實踐應用等方面取得了多方面的成果,但仍處在培育和示范階段。2024年4月30日,國家礦山安監局等七部門聯合發布的《關于深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發展的指導意見》指出,近年來,我國礦山智能化建設蓬勃發展,取得積極成效,但還存在發展不平衡、不充分、不協調等問題,與真正實現全面智能礦采還有一定的距離。北京科技大學土木與環境工程學院副院長、中國有色金屬學會礦山信息化智能化專業委員副主任胡乃聯認為,由于我國的工業化進程尚未完成,不同礦山之間裝備水平、管理水平差距大,智能化建設難度較大,建設積極性雖然很高,實際效果卻仍有很大的提升空間。
推動礦山開采作業少人化、無人化
我國礦業正站在轉型升級的十字路口。鞠建華認為,隨著礦山建設和采礦活動的“高效、安全、環保”,我國不少礦山企業數字化設計工具普及率、關鍵工藝流程數控化率已有一定程度的提高,礦山智能化水平不斷提升,尤其是大數據、自動控制、物聯網和5G等技術應用的普及,讓部分礦山智能化建設取得了突破性進展。目前,智能礦山基于數字礦山,融合人工智能、物聯網、云計算儲備和大數據等技術,礦山生產的實時監測、故障分析、全面感知和協調發展等全方位、多維度的智能化管理,為無人礦山建設奠定基礎,推動礦山資源、采礦全階段計劃、生產、管理和決策等過程的數字化和智能化。
根據《關于深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發展的指導意見》,到2026年,全國煤礦智能化產能占比不低于60%,智能化工作面數量占比不低于30%,智能化工作面常態化運行率不低于80%,煤礦、非煤礦山危險繁重崗位作業智能裝備或機器人替代率分別不低于30%、20%,全國礦山井下人員減少10%以上,打造一批單班作業人員不超50人的智能化礦山。到2030年,建立完備的礦山智能化技術、裝備、管理體系,實現礦山數據深度融合、共享應用,推動礦山開采作業少人化、無人化,有效防控重大安全風險,礦山本質安全水平大幅提升。中國礦業大學煤炭精細勘探與智能開發全國重點實驗室副主任周偉認為,智慧礦山的終局是實現礦山生產全流程的數字化、智能化、遠程化、無人化的進程是成套裝備在元宇宙技術框架下的系統融合。
《2024智能礦山與無人駕駛行業藍皮書》預測,無人駕駛方案將推廣至完全開放的道路網絡,實現從礦區到火車站、港口、貨場等物流中轉點,以及發電廠、建材廠、冶煉廠等下游客戶的全鏈條運輸,徹底打通礦物運輸的全鏈條,實現從源頭到終端的無縫連接,為礦主提供全周期的無人駕駛服務。周偉表示,當前,礦山面臨的多系統復雜性問題尤為突出,“數據孤島”現象嚴重。目前,礦山通過數字孿生技術對礦山采區、排土區等關鍵區域時空變化進行精確的數字化映射,構建起一個全面的“數字空間底座”平臺。在數字礦山總體框架下,“數字空間底座”將提供基礎平臺,對接采礦數字一體化設計、生產運營管理系統、綜合管控交互平臺、物聯網監測管理、智慧礦山運維管理,自動駕駛與智能裝備。
智能礦山領域已經走出了一條數字化、智能化建設新路徑
展望全球關鍵礦產的時代已然來臨,行業競爭格局隨之改變。中國亞洲經濟發展協會副會長兼礦業專業委員會會長陳必彬分析,關鍵礦產需求崛起將定義礦業的未來,礦業企業需要深刻把握中國特色礦業發展之路的基本要義,需要加強與資源監管等政策的協調配合,持續加大對重大戰略、重點領域和薄弱環節的支持力度,堅持礦業服務實體經濟的根本宗旨,有力、有效支持高質量發展和實體經濟穩定增長,做好智能礦業、綠色開采、礦產資源綜合利用、礦業安全、礦業數字化五篇大文章。2024年4月15日,自然資源部、生態環境部和財政部等七部門聯合印發《關于進一步加強綠色礦山建設的通知》,要求加快融合5G、大數據、互聯網、人工智能等信息化技術,推動礦山企業數字化、智能化、綠色化發展,提升資源開發利用與生產管理效率。
智能礦山建設是我國礦業科技創新發展的前沿方向,是礦業可持續發展的重要保障。在新一輪工業革命的浪潮中,物聯網、云計算、大數據、5G和人工智能等技術的崛起,為礦業行業提供了轉型升級的新機遇,礦業行業必須緊跟這些技術發展的步伐,實現深度融合和創新發展。目前,我國智能礦山領域取得了顯著成就,從技術供應到企業需求認知的轉變,再到實踐落地,智能礦山領域已經走出了一條數字化、智能化建設新路徑。未來,礦山將以“集控化、少人化、無人化”為發展方向,積極推進智能礦山建設,完善基礎自動化設備設施,為數字化、智能化提供堅實的基礎。比如,酒鋼主動著眼難點、聚焦高點,匯眾智、提效力、增活力、強內力,智能化從無到有、從有到優,從“水土不服”到“落戶扎根”,礦山逐步邁進高效智能發展階段。
據介紹,2024年以來,酒鋼立足“5G+智慧礦山”建設實際,調整生產組織模式,強化設備保障,優化作業環境,在國內率先實現了夜間采礦無人化作業,打造高度集成、高度共享、高度成熟的無人智慧礦山的“底氣”十足。在探索現代科技對礦井高質量發展的基因再造道路上,兗礦能源轉龍灣煤礦千萬噸級超長智能綜采工作面建設團隊發揮大數據的天然優勢,以智能技術驅動數據洞察,以數據洞察驅動礦井安全高效生產,致力于讓智能化走進百米井下,以信息技術改變一線采煤工人的工作方式,助推礦井實現智能化、數字化轉型,經過不懈地努力和辛勤付出,實現了礦井智能化建設從無到有、從有到優、從優到強的“量變”和“質變”。
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