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《指南》兼具前瞻性和落地性

--专访矿冶科技集团有限公司矿山工程研究设计所所长杨小聪

文章来源:中国黄金网撰写时间:2020-05-19作者:许勇


  当时我提出,很有必要编制一套标准。但是,这个标准不能像绿色矿山建设那样做强制性要求,只能作为引领,所以现在叫《指南》。《指南》兼具前瞻性和落地性,既指明了如何建设智能矿山,又提出了非常高的标准。

 

  从政府层面推进智能矿山建设,一是要组织相关研究院、高校、行业协会、代表性企业,推动制定符合行业特点、具有行业指导意义的智能矿山建设标准规范。

 

  二是要在矿山装备领域,建议政府为矿山装备智能化产业设立专项发展基金,支持产业核心技术攻关、创新能力提升、产业链关键环节培育和引进、重点企业发展、产业化项目建设等。

 

  三是要大力推进自主创新成果产业化,对掌握核心技术、市场前景良好的产业化项目,通过多元化方式予以支持。

 

  智能矿山怎么建是近年来我国黄金行业以及有色金属行业一直在探索的问题。近日,工业和信息化部、国家发展改革委和自然资源部联合发布的《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》,明确提出了智能矿山建设的具体路径和最终目标。

 

 

  这个《指南》是如何制定的,能够为智能矿山建设提供哪些帮助,黄金行业在智能矿山建设上亟待突破的关键性难题是什么……针对这些问题,《中国黄金报》记者对曾经参与《指南》编制的矿冶科技集团有限公司矿山工程研究设计所所长杨小聪进行了专访。

 

  问题普遍 任重道远

 

  《中国黄金报》:当前矿业行业正在推进智能矿山建设,我国有色金属行业与黄金行业智能矿山建设现状如何?

 

  杨小聪:我国矿山自动化、信息化研究始于20世纪80年代,目前已在很多方面取得了突破和进展。“十一五”期间,矿山工业信息化在远程监测监控技术、工业以太网、矿山通信技术等方面取得了显著进展。“十二五”期间,在地下金属矿山智能采矿方面取得了一定进展,包括无轨运输、无人驾驶技术、采矿智能爆破技术、铲运机远程遥控技术、矿山自动化监测技术等。以重点矿冶科研院所、高校和大型矿山企业为主体,我国建立了智能矿山产业技术创新联盟,在矿山自动化、信息化、智能化方面开展相关研究和应用示范,推动了地下矿山自动化技术的发展和进步。

 

  近年来,有色金属与黄金矿山数字化、自动化及智能化水平有了一定发展,但总体水平有待提升。技术发展水平较高的矿山企业,如中国黄金集团有限公司的内蒙古矿业、湖北三鑫、西藏华泰龙,紫金矿业的紫金山金铜矿,山东黄金的三山岛金矿(国际一流示范矿山建设),中铝集团的云南普朗铜矿(综合一体化监测系统,电机车无人驾驶系统)等,在数字化、自动化乃至关键工序的智能化方面建设得较好。但是,大多数矿山企业数字化和自动化尚未实现,发展水平较为滞后,许多小型矿山企业基本的自动化系统尚未建设。

 

  《中国黄金报》:当前智能矿山建设存在哪些问题?

 

  杨小聪:一是缺乏完善的顶层设计。在集团层面,缺少总体功能性设计和时间规划。各个矿山根据自身业务需求自主开展工作,造成接口不统一、技术不兼容、业务不连通等问题,导致后期有可能要重新规划,造成经济和时间上的浪费。

 

  二是信息孤岛问题凸显。矿山企业目前建立的信息化系统呈现严重的条块化,特别是数据库、发布服务、三维展示等方面,造成大量重复建设。建成的系统之间彼此独立,缺少数据交互,造成信息孤岛,最终致使系统维护量居高不下。

 

  三是技术人员严重匮乏。矿山在地质、信息化、自动化方面的高级技术人才极其缺乏,且人才流失严重。现有人才无法保障采矿自动化系统的正常运行、数据应用和系统维护,导致矿山信息化与智能化规划无法实施,已经成为制约矿山信息化发展的瓶颈。

 

  四是生产成本日益增高。随着矿山开采深度的增加,开拓难度的加大,岩爆等灾害风险加剧,通风、降温、支护及维护等成本增加。在这种情况下,企业更需要通过引进先进的技术手段和装备来降低生产成本,提高竞争能力。

 

  五是企业安全风险严峻。在深部开采、大规模开采和残矿回采过程中,运营风险激增,作业人员面临的危险越来越突出。国家对安全风险控制要求越来越高,一系列强制性标准迫使企业进一步提高安全管控水平。

 

  六是装备智能水平落后。企业采矿装备陈旧、自动化投运率低下、自动化水平落后。现有装备水平无法支撑后续数字矿山、智能开采规划的实施,需要进行升级改造甚至更新换代。

 

  七是技术储备不足。《指南》对于智能矿山的愿景很好,但是相应的技术储备还差得很远。不过,矿山企业面临的安全、行业竞争、成本等方面的压力,都在推动着企业的技术创新。

 

  重在引领 兼具教程

 

  《中国黄金报》:为何要编制这部《指南》?

 

  杨小聪:2018年,我与工信部原料司、中国有色金属工业协会第一次讨论是否要编制一个智能矿山建设的标准或规程。因为当时对于智能矿山到底怎么建,各个企业以及学术界观点不一,产生的教训也很多,例如信息孤岛、系统不兼容、重复建设等问题。在这样的形势下,需要一套规范标准来统一大家的认识。当时我提出,很有必要编制一套标准。但是,这个标准不能像绿色矿山建设那样做强制性要求,只能作为引领,所以现在叫《指南》。

 

  《中国黄金报》:这部《指南》的主要特点是什么?

 

  杨小聪:一方面,《指南》并非强制性政策文件,而是引导性文件。我国矿山建设规模参差不齐,有大矿山,但更多的是小矿山,有些根本就不适合或者没必要建设智能矿山。因此,制定非强制性的引导性的《指南》符合实际。

 

  另一方面,《指南》兼具前瞻性和落地性,既指明了如何建设智能矿山,又提出了非常高的标准。

 

  所谓前瞻性,就是《指南》远远超出了目前有色金属行业和黄金行业对智能矿山的认知,简单来说就是有些高大上。《指南》是从互联网智能制造,从国家战略的高度来编制的,实际上大家真正能够接受的程度,还没有到《指南》的高度。不过《指南》作为引导性文件,着眼的不是当前,而是未来。因此,它的建设目标非常超前。可以说,这部《指南》是我国有色金属行业智能矿山未来发展的纲领性文件。

 

  所谓落地性,就是《指南》对现有矿山和新建矿山的智能矿山建设路径,都有详细的教程。其中,有很多局部的智能化是完全可以实现的,并没有那么高大上,充分考虑了企业智能制造的建设基础,明确了现有矿山改造和新建矿山的建设路径。《指南》通过设置智能装备、5G应用场景、工业App等专栏,明确新型技术的具体应用环节和建设重点,指导有条件的企业先试先行。

 

  跳出框架 顶层设计

 

  《中国黄金报》:当前有许多矿山企业已经将5G等技术应用到矿山中。5G技术、物联网、大数据等新技术对于推进智能矿山建设有什么意义?

 

  杨小聪:在矿山已有信息化建设基础上,通过5G、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术与矿山生产物理系统深度融合,使矿山企业在矿产资源开采、安全管理、装备控制、数据管理、生产管理、运营管理等方面全面实现数字化、网络化、智能化,从而大幅提高劳动生产率和资源综合利用率,提升生态矿山和本质安全型矿山建设水平,实现提高生产质量和经济效益的目标,从而推进智能矿山建设。

 

  《中国黄金报》:《指南》对智能矿山建设有哪些帮助?

 

  杨小聪:《指南》明确,建设智能矿山是以工业互联网的云、边、端的架构。不再致力于解决兼容性问题,而是跳出框架,做更高层面的顶层设计。这样的话,不管之前做了多少智能矿山建设,都不影响按照《指南》的教程建成智能矿山。

 

  现在很多企业也越来越认识到顶层设计的重要性,成立了专门的信息化公司,想要从顶层的角度去建立整个集团层面的架构。《指南》则是提出了要求和基本思路,每一个企业、每一个矿山都可以根据自身的情况,建设符合自己的顶层设计。

 

  对于黄金矿山来说,《指南》在许多方面同样可以指导黄金矿山的智能矿山建设,在某些方面甚至可以直接照搬。因为二者除了在规模和开采条件有一定的不同,没有本质的差异。

 

  《中国黄金报》:智能矿山建设是个庞大的系统工程,矿山企业需要怎么做?

 

  杨小聪:《指南》明确了企业的主体责任意识,引导企业做好顶层设计、确定建设重点,又根据先进企业智能制造项目建设的成功经验,强调整体规划和问题导向,在资金投入、组织规划、人才队伍、运营维护、信息资源、标准体系等方面明确了基础支撑要求,引导企业解决拿来主义盛行、领导重视程度不够、资金持续投入不足、复合型人才匮乏等问题,为企业实施《指南》提供要素基础保障。

 

  采矿工艺 亟需突破

 

  《中国黄金报》:建设智能矿山,还有哪些瓶颈问题需要突破?

 

  杨小聪:建设智能矿山最核心的问题,我认为是要实现智能采矿。但目前,采矿工艺无法与智能矿山相匹配。这一矛盾在黄金矿山行业更为突出。

 

  黄金矿山一般矿体不大,矿岩破碎,大多采用浅孔爆破采矿。只有完成一个循环后,方能进行下一个循环的采矿。爆破开采方式决定了各采矿工艺流程无法实现连续作业,这非常不利于智能矿山的建设。因此,研发更适合智能矿山的采矿工艺,从而实现智能采矿,是我们目前建设智能矿山面临的难题。解决这一难题的一个重要的研究方向就是机械采矿。

 

  机械采矿就是以连续切割矿岩设备来取代传统的基于爆破的金属矿采矿工艺,实现连续采矿。随着当前大型化、智能化切割破岩设备的发展,如TBM和悬臂式采矿机,能够实现真正的智能化、无人化,可以说机械采矿目前已经进入了窗口期。

 

  实际上,黄金矿山更需要智能化开采。目前,许多黄金矿山都属于深井开采,存在许多安全、效率等问题,而通过智能化的采矿去提高效率,减少能源,降低安全风险。

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