行业动态

智能化矿井建设，实际实用实效是关键。西北矿业聚焦一个“实”字，在生产调整、装备升级中加快智能化矿井建设，锚定“减人、提效、保安”目标，“一矿一策”引进最前沿、最先进生产技术和装备，智能化矿山建设稳步推进。以采掘智能化和技术改造为切入点，积极探索智能化建设新模式、新路子、新方式，实现少人化、无人化。2023年，西北矿业共建成14个智能化综采工作面和2个TBM、5个掘锚一体机智能掘进工作面，采掘效率、煤炭产量、人均工效等指标显著提升。永明煤矿在薄煤层智能化工作面技术研究方面，运用无煤柱沿空留巷技术赋能薄煤层智能综采，地面智能化控制中心的远程集中控制，实现“一键启停”和“顺序启停”功能。实施“1个工作面，1个生产班，定员5人，6小时完成全天产量”的“1156”集约高效生产管理方法，实现作业人数单班减少42%。把现场需求作为动力源，依靠装备升级带动生产系统优化。2023年，西北矿业各矿井单位安全完成“15安15撤”，正通煤业、邵寨煤业、五举煤业等单位重点开拓工程按期完成，双欣矿业和亭南煤业基本具备单面达产能力。在总结推广正通煤业TBM应用成功经验，5台TBM先后在正通煤业、亭南煤业投用的同时，2023年首次在陕甘地区投用掘锚一体机，并取得试验成功。目前，亭南煤业、正通煤业、邵寨煤业掘锚一体机日进尺分别达到18米、15米和15米。在打造井下辅助运输系统智能升级方面，西北矿业聚焦运输系统优化升级，不断提升矿井人员、设备、物料运转效率。 2023年，双欣矿业建成了两座无轨胶轮车车库，配套建设车库智能化系统，实现了车库温度智能控制、车辆智能视频化追踪，规划车位90个，解决极端天气下车辆停放、防冻等问题。巴彦高勒煤矿扩增8套车辆预警系统，亭南煤业升级车辆防跑车装置和防疲劳驾驶装置，正通煤业完成辅运系统“公交式”智能化改造，大恒煤业建成无轨胶轮车运输网、投用无轨胶轮车和轨道运输智能控制系统。西北矿业全力打造智能化选煤厂，2023年，权属10对矿井选煤厂实现控员在90人以下，实现智能化提效、智能化减人。他们聚焦提煤质管理主线，围绕“控矸、控水、控杂、控粒度”，持续推进智能高效选煤厂建设，积极推动技术改造，优化洗选工艺，从源头提高原煤质量，在过程中提升煤炭价值。大恒煤业引进TDS智能干选机、块煤智能干选系统、末煤回掺系统，优化工艺流程，精准“把脉”市场变化规律，适时调整销售策略，选煤创效和营销创销能力显著提升。新建矿井五举煤业坚持高点起步、高标定位，瞄准“智慧洗选”方向，持续推进智能高效选煤厂建设，设计研发的“可视化”智控平台，实现了智能生产调度管理及智能分析决策。 “一年来，我们聚焦‘四型’矿井建设目标，不断加快生产智能化升级，持续提升采掘、机电、运输、洗选等方面智能水平，强化人才队伍培养，催生更多创新成果，实现机械化换人、自动化减人、智能化无人，推动企业智能化扩面提质、量效提升。”西北矿业党委书记、董事长黄书翔说。

第一次工业革命，人类进入了蒸汽时代，工业的快速发展让矿业真正意义登上了历史舞台，当时矿山主要由人工进行开采；第二次工业革命，人类进入了电气时代，对矿业开发提出了更高的要求，矿山的机械化和自动化开采成为主流；第三次工业革命，人类进入了科技时代，对矿产资源需求达到了前所未有的高度，而矿业的绿色发展理念和矿山的智慧化理念趋于成熟，绿色矿山建设和智慧矿山建设得到了快速的发展。随着第四次工业革命(智慧化时代)的到来，自动化、数字化、智慧化技术在矿业行业得到了越来越普遍的重视，矿山企业开始按照各自不同的应用目标在智慧化建设过程中进行了大量的实践，根据技术应用侧重点可以分为自动化矿山、数字化矿山、智慧矿山、数字孪生矿山等。当前，普遍意义认为智慧矿山是在地质测量、资源管理、采矿设计、计划编制、采矿生产、选矿加工、尾矿处理、采选装备等方面实现数字化规划设计、自动化运行、无人化作业、智慧化管理的安全、高效、集约型的现代化矿山。

二、智慧矿山建设存在的问题

1、智慧矿山概念不清 目前，对智慧矿山的理解还较为片面，认为智慧矿山是矿山生产各个环节实现数字化、自动化、无人化作业，从而提高管理效率、实现资源集约。但智慧矿山更多意义体现在各要素要实现数字化、自动化和协同化管控，并且其运行系统还要具备感知、分析、推理、判断及决策能力。 2、智慧矿山建设理念陈旧 我国矿产资源品种多、总量大，但大矿少，中小矿多；露天开采少，矿井开采多；独立矿少，共(伴)生矿多。区域差异性极大，所以智慧矿山建设要因地制宜，采取合适的方式方法来实现矿山的智慧化建设。但不少矿山在智慧化改造建设中照搬照抄，不能根据实际情况“一矿一策”制定智慧矿山建设方案。 3、智慧矿山建设体系不成熟 智慧矿山建设各环节缺少联动，信息和数据孤立，无法形成体系，而使得单环节的智慧化建设效益大打折扣。智慧矿山是将数字化、自动化、智慧化等技术与矿山生产经营过程紧密结合，实现矿山智能化生产和管理的综合系统。对于我国大多数矿山而言，体系建设已经成为最大的难点和痛点。 4、智慧矿山政策支持力度不足 国家提出把“推动数字技术赋能采矿行业绿色化转型”作为矿业企业转型升级和加快发展的一项重要任务。但总体来看，支持政策和支持力度还稍显不足，对于大多数中小型矿山企业而言，体系化的智慧化建设效益并不足以覆盖建设成本。同时，矿山企业对生存发展难以预期，这也影响了企业升级改造的决策和推进。 5、智慧矿山配套产业不完善 目前多是依靠信息化服务的第三方科技企业，除5G矿山技术外，缺少足够实力的科技企业支撑国内矿山智能建设，智能矿山装备制造和生产服务等产业不完善不配套不系统。总体来看，我国矿山智能化技术研发起步较晚，相比于国际上的先进水平，大部分矿山企业的生产自动化程度低、系统分散、信息融合度差，特别是资源储量管理的三维地质建模水平不高。随着我国数字通讯技术的快速发展，大大推进了我国智能矿山建设的快速发展，部分环节甚至已处于国际领先。

三、智慧矿山发展趋势

为引领和规范矿业行业加快推进智慧矿山建设，自然资源部组织众多自动化设计单位、科研院所、高校、矿山企业等经过两年多的努力，编制发布了《智能矿山建设规范》(DZ/T 0376—2021)行业标准，成为推动矿山勘查开发全环节自动化智能化应用的重要指引。同时，加大了行业标准的贯标实践工作，有16家企业纳入了自然资源部“智慧矿山建设规范试点单位”，通过这些矿山企业的实践示范，必然会成为具有中国特色智慧矿山建设的典范。另外，自然资源部发布的《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录(2022版)》中，将数字化信息化技术作为重要领域，不少科研机构和矿山企业创新应用的数字化智能化技术装备列入这个目录。 1、实现矿山资源“安全、绿色、高效”开发利用 从矿山生产实际出发，通过现代化新技术赋能资源开发，以提升矿山开发效率和资源利用水平为最终目的，矿山企业需强化自身责任意识，推动矿山智能化建设是国家推进数字化绿色化协同转型的重要内容，在推进矿山智能化建设过程中锚定方向，坚持效率提升、资源节约、绿色发展、安全本位。 2、现代化新技术赋能资源开发 依托资源开采过程中的“矿石流”，对矿山地质测量、储量管理、开采、选矿、资源节约与综合利用和生态治理等全流程智能化建设进行规范，并注重人工智能、大数据、物联网、工业互联网、云计算、三维可视化、虚拟现实等新技术与矿业行业的创新融合应用，打牢矿山数据基础，推动实时实景数字孪生矿山的化发展。 3、提升矿产开采过程智慧化控制水平 采用新一代网络、导航、视频+数字孪生等共性赋能平台应用，实现精准探测和地质模拟、矿层智能识别、矿产资源精准定位。大力发展无人驾驶、采矿机器人等智能应用，实现井下无人凿岩、铲装、运输远程操控和自动驾驶等。开展开采过程地质建模，提高资源采收率，优化运输环节的故障监测，减少停车能耗。 4、强化矿产资源高效利用与矿区生态保护 推动矿山数字孪生智慧化升级改造工程，提升选矿智能化水平，推进共(伴)生资源综合开发利用，实现节能减排、矿产清洁生产和矿产废弃物有效利用，提升矿山生产对环境的友好性；积极利用各种传感设备、数字智能技术开展矿区及周边生态环境监测，提高生态保护修复效果；加强地质环境探测，利用综合遥感监测技术，感知山坡稳定性，增强山体边坡滑坡、泥石流等地质灾害预警能力。 5、全面加强矿业数字化产业链供应链体系建设 构建矿山数字孪生运营平台，打通生产勘探、采矿挖掘、选矿和加工再造、矿产销售等全环节智慧化管理，提高矿产资源整体储备与调节能力，打造矿产生产和营销的新模式、新网络。聚焦“产运储销”关键环节，通过数字化平台对接下游冶金、建筑、化工等行业原料需求，持续提升协同销售水平。 6、充分考虑矿山实际情况和需求分层次建设 不同地区不同类型矿山在地质条件、资源禀赋、开发方式等方面千差万别，在推进智能矿山建设上没有绝对的范式，智慧化程度也不可能做到完全一致。可根据智能化应用程度将智慧矿山划分为不同级别，矿山企业应该注重整体考量和全盘谋划，把握好自身建设基础和能力，结合矿山现有工艺水平和实际需求，选择适合自身的智能数字孪生建设路径，确保矿山企业在智慧化建设上取得资源、效益、安全的多赢。 7、矿山智慧化建设进程加快 事实证明，推进矿山智慧化建设，提升企业自主创新能力和资源开发效率，已成为实现矿业高质量发展的必由之路，有条件的矿山企业应在推进智慧化建设上主动作为，推进智慧油田、智慧矿山、智能开采等智慧化升级改造，争取作为试点示范企业，带动和引领矿业行业创新与智能化发展。 8、智慧矿山是多方面实现实时实景可视化 数字孪生智慧矿山建设是在地质与测量、矿产资源储量、矿产资源开发、选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、智能协同管控等各方面实现智能化，不仅仅是采矿过程中的自动化和无人化，从而实现矿山利益的最大化、资源利用的合理化、环境保护友好化以及安全生产的最佳化，甚至可以通过对后端市场的分析来自动控制生产与开发，从而让矿山企业获得更多回报。在关注矿山智慧化发展的同时，我们也将警钟长鸣，近年来，矿山安全事故时有发生，矿山地质灾害由于时空特点与产生条件各有特点，随着矿山地质勘查的手段逐步应用，针对不同环境采取有效的防治措施，防止或监测预警矿山地质灾害的发生，减少人员伤亡和财产损失。实现对矿山安全事故的预防，有效手段是通过监测矿山安全稳定性状况，制定并实施针对性防范、治理方案，确保对矿山安全的及时预警预报，对安全生产具有重大意义。