中國(guó)是全球黃金生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)，在世界黃金市場(chǎng)上具有舉足輕重的地位，但新形勢(shì)下仍面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)。要破解行業(yè)發(fā)展難題，需要堅(jiān)持智能化的發(fā)展思路，隨著時(shí)代發(fā)展，5G技術(shù)人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新科技正逐漸同礦山開(kāi)采相融合，并推動(dòng)著黃金數(shù)智礦山建設(shè)向著更快更好的方向前進(jìn)。
全球礦業(yè)正在經(jīng)歷新的變革，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)將促使采礦全面邁入遙控化、智能化乃至無(wú)人化階段。發(fā)展礦業(yè)智能制造技術(shù)，革新資源開(kāi)發(fā)利用模式，是我國(guó)礦業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展的必然選擇和必經(jīng)之路。
國(guó)家政策支持與指導(dǎo)并行
在智能化礦山建設(shè)成為行業(yè)共識(shí)時(shí)，相關(guān)職能部門(mén)也適時(shí)推出了智能化礦山建設(shè)的指導(dǎo)性文件。
2020年4月，工信部、國(guó)家發(fā)展改革委、自然資源部聯(lián)合發(fā)布了《有色金屬行業(yè)智能礦山建設(shè)指南》，明確建設(shè)生產(chǎn)全流程的少人無(wú)人化、本質(zhì)安全的有色金屬智能礦山，加快5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息通信技術(shù)與有色金屬行業(yè)融合創(chuàng)新發(fā)展，切實(shí)引導(dǎo)有色金屬企業(yè)智能升級(jí)。
2021年8月，自然資源部正式發(fā)布《智能礦山建設(shè)規(guī)范》。確立了智能礦山建設(shè)的一般原則，規(guī)定了在地質(zhì)與測(cè)量、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量、礦山資源開(kāi)發(fā)、選礦、資源節(jié)約與綜合利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、協(xié)同管控方面實(shí)現(xiàn)智能化的基本要求。
2022年8月，應(yīng)急管理部、國(guó)家礦山安全監(jiān)察局印發(fā)《“十四五”礦山安全生產(chǎn)規(guī)劃》，明確提出要推動(dòng)建立礦山智能化技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系，加大礦山智能化建設(shè)政策支持力度，推動(dòng)無(wú)人少人智能化示范礦山建設(shè)。
2023年5月底，華為聯(lián)合產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域里中國(guó)黃金集團(tuán)有限公司、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司、江西銅業(yè)股份有限公司、中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司等重量級(jí)企業(yè)聯(lián)合編寫(xiě)并發(fā)布了《金屬礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書(shū)》。
《白皮書(shū)》詳細(xì)介紹了金屬礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型從規(guī)劃到建設(shè)的全景圖。通過(guò)先進(jìn)的企業(yè)架構(gòu)方法進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層規(guī)劃，以問(wèn)題為導(dǎo)向，開(kāi)展數(shù)智診斷；以目標(biāo)為導(dǎo)向，制定愿景藍(lán)圖；以結(jié)果為導(dǎo)向，規(guī)劃實(shí)施路徑。通過(guò)礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)打通，將數(shù)據(jù)發(fā)揮更大的價(jià)值，推進(jìn)智能礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，將數(shù)智技術(shù)深度融合到礦山生產(chǎn)流程中?！栋灼?shū)》還收錄了部分金屬礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例，希望為金屬礦山企業(yè)提供轉(zhuǎn)型參考示范。
內(nèi)蒙古礦業(yè)是白皮書(shū)編寫(xiě)單位之一，該企業(yè)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)張化武認(rèn)為，智能化礦山建設(shè)對(duì)確保統(tǒng)籌好發(fā)展和安全，確保本質(zhì)安全不斷提升，確保效率不斷提高，確保公司實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，都具有非常明確的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)意義。
礦山智能化建設(shè)是保障國(guó)家能源資源安全的現(xiàn)實(shí)需要，是礦山行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。
智能礦山建設(shè)成績(jī)可圈可點(diǎn)
近年來(lái)，中國(guó)黃金行業(yè)在智能化礦山建設(shè)上取得的成績(jī)可圈可點(diǎn)。
山東省膠東地區(qū)是全球金礦資源最為富集的地區(qū)之一。如今該地區(qū)的黃金礦山開(kāi)采已經(jīng)整體上向1000米以深進(jìn)軍。
山東黃金集團(tuán)礦管集團(tuán)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)劉欽認(rèn)為，從礦業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)看，由單體運(yùn)營(yíng)向規(guī)模聚集、由淺層開(kāi)采向深部進(jìn)軍，已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。在這個(gè)過(guò)程中，由于地下礦山的資源稟賦條件、開(kāi)采工藝、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)裝備和環(huán)境的差異，如何克服在規(guī)模聚集過(guò)程中的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)信息同步、克服向深部開(kāi)拓過(guò)程中的高溫、高濕、巖爆等勞動(dòng)者無(wú)法適應(yīng)的問(wèn)題，是擺在礦業(yè)發(fā)展過(guò)程中首當(dāng)其沖需要攻克的難題。
為此，山東黃金集團(tuán)有限公司聚焦礦業(yè)主業(yè)，在業(yè)內(nèi)率先提出“以三山島金礦為試點(diǎn)，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能和5G為代表的新技術(shù)融入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，全面打造國(guó)際一流示范礦山”戰(zhàn)略目標(biāo)。
在三山島金礦地下主斜坡道，如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，信號(hào)綿延覆蓋地下總長(zhǎng)10公里的采礦主通道，這在世界上是首次嘗試。
“十四五”期間，山東黃金集團(tuán)推動(dòng)智能礦山復(fù)制推廣進(jìn)程，集團(tuán)所屬礦山智能化建設(shè)以點(diǎn)帶面、輻射帶動(dòng)，進(jìn)一步提升集團(tuán)智能化建設(shè)整體水平。
山東黃金礦業(yè)股份有限公司焦家金礦完成了基于WiFi6+Mesh組網(wǎng)環(huán)境下的大型鏟運(yùn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制應(yīng)用試驗(yàn)。這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)利用最新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下少人化、無(wú)人化設(shè)備控制的成功案例。企業(yè)著力打造的“采掘支鏟裝運(yùn)”全流程作業(yè)模式，鑿巖臺(tái)車(chē)、錨桿臺(tái)車(chē)、噴漿臺(tái)車(chē)作業(yè)率占比分別達(dá)到了42％、55％、56％，鏟裝運(yùn)輸機(jī)械化作業(yè)率達(dá)100％。企業(yè)應(yīng)用6立方米重型鏟裝設(shè)備，單鏟最大鏟裝量達(dá)14噸，較傳統(tǒng)人工作業(yè)效率提高369倍。
內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司積極推進(jìn)智能化礦山建設(shè)，先后建成了邊坡穩(wěn)定在線(xiàn)雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、堆浸場(chǎng)管道壓力監(jiān)控系統(tǒng)、三維管控系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)協(xié)同開(kāi)發(fā)平臺(tái)、安全生產(chǎn)信息化平臺(tái)，對(duì)選冶廠(chǎng)車(chē)間實(shí)施高架倉(cāng)遠(yuǎn)程放料改造、中控室語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)等自動(dòng)化改造升級(jí)，基本實(shí)現(xiàn)“用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)優(yōu)化、用數(shù)據(jù)改革”。
紫金礦業(yè)對(duì)礦山智能化建設(shè)提出了明確要求，即強(qiáng)化自主能力，構(gòu)建全球化信息數(shù)字支撐系統(tǒng)。其智能化應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是各個(gè)生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理；二是智能監(jiān)測(cè)和預(yù)警、全球?qū)Ш叫l(wèi)星、設(shè)備智能化等智能技術(shù)的引入，實(shí)現(xiàn)了安全高效的生產(chǎn)目標(biāo)。
紫金礦業(yè)信息總監(jiān)董文生認(rèn)為，可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前礦業(yè)行業(yè)高度重視的方面，特別是在應(yīng)對(duì)全球氣候變化和推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的背景下。紫金礦業(yè)深刻認(rèn)識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要性，將安全、環(huán)保和節(jié)能作為核心考慮因素，并將數(shù)字化智能化技術(shù)作為重要的支持手段。
智能礦山建設(shè)四大問(wèn)題待解
我國(guó)金屬礦山智能化建設(shè)雖然取得了很大的成績(jī)，但大部分礦山數(shù)字化進(jìn)程處于自動(dòng)化和信息化之間，在技術(shù)裝備水平、資源綜合利用、精細(xì)化管理、安全和環(huán)境保護(hù)方面跟礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的大型礦山仍然有較大差距，數(shù)字化提升空間巨大。
山東招金集團(tuán)有限公司所屬企業(yè)山東金軟科技股份有限公司總工程師桑錦國(guó)認(rèn)為，智能礦山的建設(shè)目前存在著四大問(wèn)題。
第一是現(xiàn)場(chǎng)不透明。僅10％~30％的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)（生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝指標(biāo)、環(huán)境數(shù)據(jù)等）被礦山采集，剩余大部分?jǐn)?shù)據(jù)留存現(xiàn)場(chǎng)不被獲知。在被采集的數(shù)據(jù)中，通過(guò)自動(dòng)化手段采集的占20％以下。絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)仍依靠手工方式獲取，但礦山80％數(shù)據(jù)可以自動(dòng)采集。
第二是傳遞不及時(shí)。數(shù)據(jù)僅停留在調(diào)度中心，無(wú)法第一時(shí)間被真正的決策人員掌握；幾乎所有生產(chǎn)技術(shù)管理人員不能隨時(shí)、隨地訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)；普遍的情況是每日生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)度中心手工收集后，報(bào)表分發(fā)給生產(chǎn)技術(shù)管理人員；集團(tuán)總部獲得數(shù)據(jù)的時(shí)間更為滯后；而設(shè)備數(shù)據(jù)鮮有報(bào)送。
第三是數(shù)據(jù)缺分析。95％以上數(shù)據(jù)缺乏分析而僅作原始展示，大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐極少；僅有5％數(shù)據(jù)被做簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析；少部分現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)度中心的大屏和相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行展示和監(jiān)測(cè)，但往往只被存儲(chǔ)3個(gè)月后自動(dòng)刪除；大量數(shù)據(jù)被遺棄，工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)缺失。
第四是平臺(tái)欠運(yùn)維。缺乏專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)及物聯(lián)網(wǎng)保障來(lái)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)需求的變化，信息化建設(shè)成果用戶(hù)體驗(yàn)差；信息化軟件建設(shè)因與用戶(hù)習(xí)慣和決策需求脫節(jié)，數(shù)據(jù)和底層終端無(wú)專(zhuān)業(yè)人員維護(hù)，大量系統(tǒng)被停用或僅作形象宣傳工具；云計(jì)算等新技術(shù)引進(jìn)和消化相對(duì)其他行業(yè)滯后。
智能化礦山建設(shè)涉及礦山綜合管控平臺(tái)、礦山地質(zhì)資源數(shù)字化、采礦生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字化、選礦生產(chǎn)智能控制、尾礦處理智能化、礦山安全管理、設(shè)備智能管理等至少10個(gè)流程環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)之間有機(jī)組合，才能發(fā)揮出智能化、數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)。但由于歷史方面的原因，造成了各個(gè)環(huán)節(jié)事實(shí)上的信息孤島。
智能化礦山建設(shè)的本質(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問(wèn)題。
近年來(lái)，國(guó)家提出“雙碳”戰(zhàn)略、數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略、新基建發(fā)展戰(zhàn)略，為智能礦山建設(shè)賦予了新要求和驅(qū)動(dòng)力。秉承綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展理念，順應(yīng)國(guó)家大戰(zhàn)略，才是智能化礦山建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展方向。
行業(yè)案例
內(nèi)蒙古礦業(yè)
公司堅(jiān)持把智能化與業(yè)務(wù)貫通，推動(dòng)智能化與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)深度融合，著力打造“數(shù)智賦能卓越”型企業(yè)。5G+無(wú)人駕駛智慧網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、尾礦庫(kù)無(wú)人機(jī)巡壩、部開(kāi)采采二1號(hào)皮帶巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的成功應(yīng)用，大幅提升現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)穩(wěn)定系數(shù)，同時(shí)還縮減了生產(chǎn)成本，增加了綜合效益。
三山島金礦
在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，對(duì)地面及井下區(qū)域進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，分批次逐步實(shí)現(xiàn)全區(qū)域F5G有線(xiàn)網(wǎng)、5G+UWB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，對(duì)語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)三大業(yè)務(wù)進(jìn)行全面承載。根據(jù)西山礦區(qū)斜坡道構(gòu)造，建設(shè)6臺(tái)BBU基站，48臺(tái)RRU基站，實(shí)現(xiàn)了從地表至井下-960共計(jì)長(zhǎng)度為10公里的5G信號(hào)雙路覆蓋，創(chuàng)下了國(guó)內(nèi)井下5G覆蓋距離最長(zhǎng)紀(jì)錄。
夏甸金礦
該礦始終秉承“科技興礦”理念，穩(wěn)步推進(jìn)智慧礦山項(xiàng)目建設(shè)，是山東省內(nèi)首臺(tái)使用切割槽鉆機(jī)的礦山企業(yè)，目前共施工天井、風(fēng)井、泄水井84條，3200余米，施工效率提升11％。實(shí)現(xiàn)選礦脫水工段、井下排水系統(tǒng)全流程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)實(shí)時(shí)顯示；實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng)、加速等功能，實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)的多級(jí)聯(lián)動(dòng)控制。
焦家金礦
該礦圍繞智能裝備應(yīng)用井下作業(yè)，充分調(diào)研采場(chǎng)作業(yè)環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行過(guò)程，圓滿(mǎn)完成基于WiFi6Mesh組網(wǎng)環(huán)境下的鏟運(yùn)機(jī)遠(yuǎn)控試驗(yàn)并成功試運(yùn)行。WiFi6除了具備5G的高速率、低延時(shí)特性的同時(shí)，還可以進(jìn)行Mesh無(wú)線(xiàn)橋接組網(wǎng)，簡(jiǎn)化了礦房轉(zhuǎn)場(chǎng)過(guò)程中無(wú)線(xiàn)基站的安裝和維護(hù)，提高了工作效率。
內(nèi)蒙古太平
積極推進(jìn)智能化礦山建設(shè)，先后建成了邊坡穩(wěn)定在線(xiàn)雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、堆浸場(chǎng)管道壓力監(jiān)控系統(tǒng)、三維管控系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)協(xié)同開(kāi)發(fā)平臺(tái)、安全生產(chǎn)信息化平臺(tái)，對(duì)選冶廠(chǎng)車(chē)間實(shí)施高架倉(cāng)遠(yuǎn)程放料改造、中控室語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)等自動(dòng)化改造升級(jí)，基本實(shí)現(xiàn)“用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)優(yōu)化、用數(shù)據(jù)改革”。
湖南有色集團(tuán)辰州礦業(yè)公司
公司結(jié)合數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化建設(shè)現(xiàn)狀，從三維地質(zhì)建模、測(cè)量驗(yàn)收、爆破設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、配礦調(diào)度、智能采裝和運(yùn)輸、選礦自動(dòng)化等數(shù)字礦山建設(shè)為主線(xiàn)，礦山生產(chǎn)過(guò)程集中管控。沃溪坑口完成井下16平中轉(zhuǎn)無(wú)人運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)和1號(hào)主斜井自動(dòng)提升項(xiàng)目。選礦廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)了破碎、磨礦、重選、加工浮選解析、配藥等全流程自動(dòng)化，由選礦廠(chǎng)中控室統(tǒng)一指揮。
