提速的礦業(yè)智能化

胡海凌

從人工開(kāi)采到遙控駕駛再到無(wú)人智慧礦山，礦業(yè)這門(mén)古老的工業(yè)門(mén)類(lèi)在與數(shù)字科技的深度融合中煥發(fā)新貌。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)通信等技術(shù)在礦山領(lǐng)域的全面應(yīng)用，當(dāng)機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化和智能化疊加，智慧礦業(yè)的新形象已然呈現(xiàn)。

無(wú)人礦山漸成現(xiàn)實(shí)

我國(guó)是世界上探明礦產(chǎn)種類(lèi)最多的國(guó)家之一，但略為遺憾的是我國(guó)的礦產(chǎn)資源以小礦、貧礦、深礦居多，開(kāi)采頗為不易，成本居高不下，但這也使新技術(shù)的賦能之力意義重大。

“無(wú)人”是現(xiàn)代礦業(yè)智能化的最顯著標(biāo)簽，不斷出現(xiàn)的無(wú)人礦山正在改變著整個(gè)采礦產(chǎn)業(yè)。去年8月國(guó)務(wù)委員王勇在出席全國(guó)煤礦智能化建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)時(shí)強(qiáng)調(diào)，“要加快推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)，大力提升煤礦本質(zhì)安全水平，力爭(zhēng)2022年采掘智能化工作面達(dá)到1000個(gè)以上。同時(shí)，加強(qiáng)煤礦安全科技攻關(guān)，加快煤礦裝備更新?lián)Q代，深化機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人，著力創(chuàng)建少人無(wú)人礦井?！敝袊?guó)礦業(yè)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)彭齊鳴也指出，“采用高度工程化的技術(shù)，并結(jié)合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化連接和各方面的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化，是礦業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的新趨勢(shì)?！?/p>

專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)曾評(píng)選出“智慧礦山的十大發(fā)明”，集中現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化、礦山安全穿戴、礦山機(jī)械動(dòng)力能源開(kāi)發(fā)、三維地圖科技、X射線衍射科技的利用、軌道系統(tǒng)自動(dòng)化、仿真模擬器、環(huán)境友好型礦石開(kāi)發(fā)技術(shù)、隧道掘進(jìn)自動(dòng)化等悉數(shù)入圍。五礦勘查開(kāi)發(fā)有限公司董事長(zhǎng)王炯輝進(jìn)一步認(rèn)為建設(shè)現(xiàn)代化礦山需打破數(shù)據(jù)壁壘，“智慧礦業(yè)是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，具有自我迭代和演化能力，加強(qiáng)現(xiàn)代化礦山建設(shè)，必須打破礦業(yè)權(quán)生命周期各環(huán)節(jié)及各業(yè)務(wù)中心之間的數(shù)據(jù)壁壘，建設(shè)集數(shù)據(jù)集中、集成、共享、分析和挖掘等于一體化的平臺(tái)，更好地將數(shù)據(jù)作為資產(chǎn)加以組合利用，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的保值增值?！?/p>

受益政策和技術(shù)的利好，各礦業(yè)企業(yè)深刻意識(shí)到引入數(shù)字技術(shù)的重要作用，并已經(jīng)在創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用、加強(qiáng)智能礦山建設(shè)中獲益。中國(guó)冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)兩化融合委員會(huì)副主任李文總結(jié)點(diǎn)出了資源空間可視化、生產(chǎn)裝備高效化、過(guò)程控制自動(dòng)化、作業(yè)計(jì)劃專(zhuān)家化、生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)字化、安全管控標(biāo)準(zhǔn)化、管理業(yè)務(wù)協(xié)同化、決策支持?jǐn)?shù)據(jù)化等智能礦山建設(shè)的關(guān)鍵領(lǐng)域需要持續(xù)傾力，但在發(fā)展期間也需要避免“靠技術(shù)手段解決一切，靠花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)成功，追求完美、舍本逐末，IT人員牽頭、業(yè)務(wù)人員參與度低，把項(xiàng)目上線當(dāng)成功，重建設(shè)、輕運(yùn)維”的常見(jiàn)誤區(qū)。

5G時(shí)代的入場(chǎng)者

2019年是中國(guó)無(wú)人礦車(chē)的商用元年，各大工程機(jī)械制造商在無(wú)人礦車(chē)領(lǐng)域布局，數(shù)據(jù)顯示，目前國(guó)內(nèi)露天礦山存量礦車(chē)智能化改裝和運(yùn)營(yíng)即有六、七千億的市場(chǎng)規(guī)模。而這只是礦業(yè)智能化的一個(gè)方面，5G時(shí)代的到來(lái)讓礦業(yè)在擁抱數(shù)字化期間有了更多實(shí)際場(chǎng)景。

近年來(lái)，三大運(yùn)營(yíng)商都在積極探索5G與傳統(tǒng)礦業(yè)的融合發(fā)展，“5G智能礦山”是“5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”最典型、成效最為顯著的應(yīng)用場(chǎng)景之一。經(jīng)濟(jì)學(xué)家史煒把5G智能礦山喻為新生產(chǎn)力的標(biāo)志，“5G智能勘測(cè)能夠推進(jìn)識(shí)別技術(shù)、傳感系統(tǒng)以及VR技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新；5G智能開(kāi)采可以促進(jìn)深度探測(cè)和地質(zhì)變動(dòng)預(yù)警預(yù)判科技的應(yīng)用。5G智能礦山的頂層設(shè)計(jì)需要打通數(shù)據(jù)采集和識(shí)別節(jié)點(diǎn)的流程、打通智能設(shè)備與生產(chǎn)流程的對(duì)接通道、打通網(wǎng)絡(luò)覆蓋與生產(chǎn)流程的對(duì)接關(guān)系等?！敝袊?guó)工程院院士王國(guó)法將5G+智能化礦山建設(shè)目標(biāo)分為三步，“第一步是構(gòu)建智能化礦山管控平臺(tái)，建立礦山5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)系統(tǒng)、企業(yè)云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)處理中心：搭建總體優(yōu)化、區(qū)域分級(jí)、多點(diǎn)協(xié)同的開(kāi)采、掘進(jìn)及運(yùn)輸管控體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合互聯(lián)，工作面實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，輸送系統(tǒng)無(wú)人值守，安全監(jiān)測(cè)全息保障。第二步是建設(shè)5G+VR/ AR、智能引擎、無(wú)人駕駛礦山機(jī)器人技術(shù)為主的全礦井生產(chǎn)、虛擬維修、遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)調(diào)度的全流程、多要素快速運(yùn)行體系，實(shí)現(xiàn)人機(jī)的主動(dòng)交互，取消所有井下或作業(yè)面值守崗位人員。第三步是建設(shè)5G+價(jià)值提升體系，基于大數(shù)據(jù)分析及AI賦能、以人為本的全礦井活動(dòng)場(chǎng)景化、虛擬化、專(zhuān)業(yè)化智慧生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)煤礦主要系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)自決策；全面實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)、生活、生態(tài)的自主協(xié)調(diào)運(yùn)行?！?/p>

這個(gè)興盛的領(lǐng)域也迎來(lái)了眾多實(shí)力強(qiáng)勁的合作者，尤以5G領(lǐng)域的巨頭為重。據(jù)中興通訊發(fā)布的《5G智慧礦山網(wǎng)絡(luò)解決方案白皮書(shū)》，其將結(jié)合礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求，針對(duì)如何將5G技術(shù)全面應(yīng)用于礦山行業(yè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人礦山、自動(dòng)礦山、智能礦山，給出完整的、系統(tǒng)的解決方案。華為在智慧礦業(yè)方面更是動(dòng)作不斷。去年華為即攜手中國(guó)移動(dòng)在山西新元煤礦，于地下534米深處建成世界上最深的5G網(wǎng)絡(luò)，147個(gè)5G基站高速聯(lián)接，確保礦井工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在5G控制室，工人可以遠(yuǎn)程操控機(jī)器，通過(guò)屏幕查看礦井的運(yùn)行情況，并據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)處理。2月9日，華為與多家單位、機(jī)構(gòu)聯(lián)合成立的“智能礦山創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”正式揭牌，該實(shí)驗(yàn)室將利用工業(yè)無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)光環(huán)網(wǎng)、云計(jì)算等ICT，助力山西實(shí)現(xiàn)煤礦減人增效、提高煤礦本質(zhì)安全的目標(biāo)。按照華為公司創(chuàng)始人任正非的說(shuō)法，“2020年我們點(diǎn)亮了一個(gè)煤礦、一個(gè)鋼廠、一個(gè)港口。未來(lái)2-3年，我們希望點(diǎn)亮千百個(gè)煤礦、鋼廠、港口。在5G應(yīng)用上，世界上多數(shù)ICT公司都沒(méi)有選擇礦山作為突破口，但我們選擇了礦山。中國(guó)有5300多個(gè)煤礦、2700多個(gè)金屬礦，如果能把8000多個(gè)礦山做好，我們就有可能給全世界的礦山提供服務(wù)?！?/p>