本文來源於:礦材網
近年來,礦難頻繁發生。6月19日山西一煤礦發生冒頂事故,6人遇難;6月27日剛果礦區塌方,39人死亡;7月31日貴州畢節煤礦瓦斯爆炸,6人死亡;8月2日唐山礦井礦難造成6人死亡......據不完全統計,今年1月至今我國各類礦山事故已經讓157個鮮活的生命離開。每年中國都有成百上千的工人死於礦難,血肉之軀對上礦難根本逃無可逃,而且人工開採的傳統方式效率極低,因此各礦企亟待一種新型的採礦方式。
所幸,數字化的時代來臨也給採礦業指出未來的道路——智慧礦山。
01、智慧礦山一路走來
智慧礦山是指採用現代高新技術和全套礦山自動化設備等來提高礦山生產效率和經濟效益,通過對生產過程的動態實時監控,將礦山生產維持在最佳狀態和最優水平。新型數字化技術能夠幫助傳統採礦企業在生產供應鏈、設備管理、工業生產系統、新員工培訓等環節實現提升,以優化管理、提升效率、節省成本,從而推動整個行業的持續發展。
2010年,智慧礦山概念從已開發國家傳入我國,隨即在我國礦業界引起極大震動。
中南大學教授、博士生導師周科平認為,21世紀的礦業,就是要構建一種新的智能模式,實現資源與開採環境數字化、技術裝備智能化、生產過程可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策科學化。
礦業企業「智能化」高速發展
2012年,陝煤化集團紅柳林礦建成了國內首個智能化採煤工作面,初步實現了「工作面有人巡視、無人操作」的工作模式。
2018年3月,世界首套8.8米超大采高智能工作面、國內首個數字礦山示範礦井和世界首個智能煤礦地面區域控制指揮中心,在國家能源集團神東煤炭集團上灣煤礦建成投運。這也是我國高端採煤裝備國產化進程中的一項重要突破。
目前,國內各大礦區都在推進智能化採煤工作面建設:兗礦集團成功研發1米以下薄煤層自動化安全高效開採成套技術裝備與生產工藝;山東能源棗莊礦業集團的11個採煤工作面、陝煤化集團黃陵礦業公司所屬4對礦井全部實施了智能化開採,形成了薄煤層、中厚煤層到厚煤層智能化開採的全覆蓋……
據統計,我國煤炭行業已經建成了100多個智能化採煤工作面,實現了地面一鍵啟動、井下有人巡視、無人值守。
政府鼎力支持
2016年,原國土資源部發布《全國礦產資源規劃(2016~2020年)》,明確提出未來五年要大力推進礦業領域科技創新,加快建設數字化、智能化、自動化礦山,大力發展「網際網路+礦業」。
2018年5月1日,國家標準《智慧礦山信息系統通用技術規範》(GB/T34679-2017)正式頒布實施,標誌著我國智能化礦山建設已開始真正落地。
今年年初,國家煤礦安全監察局發布《煤礦機器人重點研發目錄》,明確將大力推動煤礦現場作業的少人化和無人化。相關規劃明確,到2020年,我國將建成100個初級智能化示範煤礦,2025年全部大型煤礦基本實現智能化。
「智慧礦山是新時代對礦山人提出的新要求,建設信息化、數字化、智能化、無人化的現代化礦山,不僅是黨和國家交給礦業人的政治任務和目標,也是現實環境的要求。」青島中鴻重型機械有限公司董事長寧曉峰表示。
02、智慧礦山的三頭六臂
從技術的角度來看,智慧礦山就是礦山數據的實時獲取、數據通信和集成、智能化數據處理及而向需求的智能化服務。主要包括以下關鍵技術:
空間信息技術
以測繪、遙感、全球定位導航技術、地理信息系統為基礎的空間信息技術將實現礦山信息採集和處理的實時化、自動化、智能化。
智慧礦山建成,礦山全貌將一覽無遺!
雲網融合技術
雲網融合是將物聯網和雲計算相融合的全新理念。物聯網是將射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、三維雷射掃描儀等信息傳感設備與網際網路連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
這種技術將實現遠程爆破、開挖、選礦、採礦、運輸等複雜操作。
數據挖掘技術
隨著智慧礦山各種類型海量數據的獲取和集成,從礦山資料庫中挖掘知識成為智能服務的一個瓶頸問題。從海量數據中提取有用的知識,基於此建立決策支持和智能服務的專家系統,是實現智慧礦山的關鍵技術。
採礦過程中有任何意外,計算機分析最好的解決方案,一鍵解決!
三維模擬和虛擬現實
藉助虛擬現實、三維模擬和人工智慧技術建立起來的礦床模型、採礦模擬、地下礦井仿真、井下圍岩力場仿真等,能夠實現礦井上下三維實體及景觀的計算機動態顯示,幫助礦山企業了解礦體形態、構造,模擬地下礦井火災場、井下圍岩力場和地下礦井水災場,實時跟蹤監控礦井人員,為礦山決策和工程計算提供功能服務。
這項技術能幫助你在採礦前就能預知採礦會出現的所有情況,助你未雨綢繆!
智能採礦和服務技術
智慧礦山需要智能採礦技術理論的支持,包括無人採礦技術、井下勘探與物探技術、井下快速定位與自動導航技術、地下礦井人員定位技術、自動化指揮調度系統等。
智慧礦山不僅提供礦山數據幫助,還能提供智能服務變,為你提出最優採礦路線、最優開挖點等!
安全保障體系
礦山生產(特別是地下開採)有許多難以探測和預計的危險,如瓦斯爆炸、塌方等事故隱患,嚴重威脅人身安全。
智慧礦山以嚴格規範的管理、先進的技術真正實現無人員失誤、無機器故障、無系統缺陷、無管理漏洞(「四無」)的人、機、礦山和管理高度融合的礦山安全目標。
03、智慧礦山,未來能有多智慧?
科學技術的發展日新月異,很多東西都會隨著時間的推進不斷進化。如今最熱門的5G、VR等技術已經不斷武裝智慧礦山了。
5G
在6月25日MWCS期間召開的"5G is ON峰會"上,包鋼(集團)公司副總經理兼包鋼股份董事長李德剛,詳細介紹了包鋼集團在5G條件下的智慧礦山建設項目情況。"包鋼正在逐步實現5G技術下的智慧礦山藍圖,運用於運礦車輛無人駕駛、無人機測繪地理信息、礦山生產調度監控,以及5G技術支持的無線數據傳輸等各個領域。"李德剛表示。
5G是怎麼改變智慧礦山的呢?首先,從工業控制的角度看,引入網絡時延小於20毫秒的5G技術以後,礦山控制將更快更及時!
其次,隨著網絡速度的加快,許多工業網際網路應用場景將得到改變。因工業網際網路對時延的要求非常高,之前很多遠程檢測和遙控的場景必須通過有線網絡實現。例如:在工業現場存在大量移動設備和轉動部件,對其檢測或控制時採用有線網絡就會受到限制或非常困難。而5G時代的到來,可以通過行動網路實現檢測或遙控數據的傳輸,徹底解決了有線傳輸的困難問題,採礦控制進入無線時代!
VR
在智慧礦山中,VR虛擬現實技術可以通過在虛擬環境中的模擬實訓,大幅降低在真實環境中操作的錯誤,從而提高安全水平以及應對安全事故的應急處置能力。
VR虛擬現實技術應用將大幅提升生產力,創造巨大經濟價值。從而促進礦山行業可持續發展。VR技術走進礦業行業,讓礦山更智慧、更安全。
未來,三維地圖科技、X射線衍射科技的利用、軌道系統自動化、重新設計挖掘機、仿真模擬器、環境友好型礦石開發技術、隧道掘進自動化等一系列的黑科技會給智慧礦山帶來巨變!
從目前情況來看,我國的智慧礦山建設仍有很多亟需完善的地方,第一是機械化特徵。人工管理機械化手段,作弊和管理不完善,採用自動化生產和礦山生產設備仍舊不能全面普及。第二,礦山企業管理者對網際網路礦山意識度不夠,信心不夠強大。第三,礦區生產環境複雜,礦山開採難度大。第四,礦山企業普遍存在重視程度不夠、信息化和智能化投資不足、復合型人才缺乏。
最後,小礦真心期待智慧礦山能真正實現信息化、數字化、智能化、無人化。不僅能提高採礦效率,也能實現綠色採礦、安全採礦!