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首鋼智能礦山叫板瑞典基律納、力拓皮爾巴拉,你看好那一家?

21世紀之於礦業, 有一點是毫無爭議的, 就是要構建一種新的智慧模式, 實現資源與開採環境數位化、技術裝備智慧化、生產程序控制視覺化、資訊傳輸網路化、生產管理與決策科學化。 智慧化也成為礦山行業轉型升級的必然之路。

目前, 國內礦山整體處於自動化向智慧化過渡階段, 今天《礦業匯》介紹五家走在智慧礦山建設前列的礦山企業, 大家一起交流學習。

1、瑞典基律納鐵礦

基律納鐵礦位於瑞典北部, 深入北極圈內200km, 是世界上緯度最高的礦產基地之一。 同時, 基律納鐵礦是目前世界上最大的地下礦山,

也是目前歐洲唯一正在開採的特大型鐵礦山。

基律納鐵礦山已基本實現無人智慧採礦, 在井下作業面除了看到檢修工人在檢修外, 幾乎看不到其他工人, 幾乎所有操縱均由遠端電腦集控系統完成, 自動化程度非常高。

基律納鐵礦智慧化主要得益於大型機械設備、智慧遙控系統的投入使用, 以及現代化的管理體系, 高度自動化和智慧化的礦山系統和設備是確保安全高效開採的關鍵。

1)開拓:

基律納鐵礦採用豎井+斜坡道聯合開拓, 礦山有3條豎井, 用於通風、礦石和廢石的提升, 人員、設備和材料主要用無軌設備從斜坡道運送。

主提升豎井位於礦體的下盤, 到目前為止, 採掘面和主運輸系統已經下移了6次, 目前的主要運輸水準在1045m水準。

開採工藝流程

2)鑽孔裝藥及爆破:

巷道掘進採用鑿岩台車, 台車裝有三維電子測定儀, 可實現鑽孔精確定位。

采場鑿岩採用瑞典阿特拉斯公司生產的simbaw469型遙控鑿岩台車, 該車採用鐳射系統進行準確定位, 無人駕駛, 可24h連續迴圈作業。

3)礦石遠端裝載和運輸與提升:

基律納鐵礦采場鑿岩、裝運和提升都已實現智慧化和自動化作業, 鑿岩台車和鏟運機都已實現無人駕駛。

礦石裝載採用山特維克/湯姆洛克生產的Toro2500E型遙控鏟運機, 單台效率為500t/h。

井下運輸系統有膠帶運輸和有軌自動運輸兩種類型。 有軌自動運輸一般由8列礦車組成, 礦車為連續裝、卸載的自動化底卸車, 膠帶輸送機自動將礦石從破碎站運送到計量裝置中, 與豎井箕斗完成裝載和卸礦, 整個過程均為遠端控制。

4)遙控砼噴射技術支護加固技術:

巷道支護採用噴錨網聯合支護,

由遙控混凝土噴射機完成, 錨杆和鋼筋網安裝使用錨杆台車。

遙控混凝土噴射機

2、力拓“未來礦山”

如果基律納鐵礦代表傳統礦山的智慧化升級, 那麼力拓2008年啟動的“未來礦山”計畫將引領未來鐵礦山智慧化發展的方向。

皮爾巴拉, 這是一個被鐵銹覆蓋的棕紅色地帶,也是全世界最為有名的鐵礦產區,力拓引以為豪的15座礦山,就在這裡,但在這片廣袤的礦山開採現場,你可以聽到工程機械轟隆的運轉聲,但是卻只看到寥寥可數的工作人員。

力拓的工作人員在哪?答案是1500公里之外佩斯市區。

遠程控制中心

力拓佩斯市的遠程控制中心內,頂端巨大而長的螢幕顯示著15座礦山、4個港口和24條鐵路之間鐵礦石運輸流程的各種進度——哪一列火車在裝(卸)礦石,還有多長時間裝(卸)完;哪一列火車正在行駛中,還有多長時間到達港口;哪個港口正在裝船,已裝了多少噸等等,都有即時的展現。

礦山現場的控制室

無人自動運輸卡車

力拓的鐵礦部門一直運營著世界最大的無人駕駛卡車系統。由73輛卡車組成的自動運輸車隊正在皮爾巴拉的三處礦區應用,自動駕駛卡車系統讓力拓的裝載、運輸成本下降了15%。

力拓在西澳擁有自己的鐵路和智慧火車,全場1700多公里,這些24列火車在遠端控制中心遙控下,要一天24小時不停運轉。目前,力拓的自動火車系統正在調試當中,一旦自動火車系統全面投入運營,將成為世界首個全面自動化、長距離載重火車運輸系統。

這些鐵礦石通過遠端控制中心的調度被裝上輪船,到達中國的湛江、上海等港口。隨後,可能再轉運至青島、唐山、大連等港口,或是從上海港沿長江而上,縱貫中國腹地。

3、國內礦山企業

2016年重點行業兩化融合發展水準

整體來看,國內採掘和冶金行業兩化融合(工業化和資訊化)水準偏低,遠遠落後於國內其他行業。但隨著國家不斷重視和扶持,國內部分大中型礦山企業數位化設計工具普及率、關鍵工藝流程數控化率均得到一定程度的提高,智慧化水準也在不斷提升。

以首鋼為例,首鋼搭建了縱向四級、橫向四塊的數位化礦山整體框架,值得借鑒。

四塊:應用GIS地理資訊系統、MES生產執行系統、ERP企業資源管理系統、OA資訊系統。

四級:基礎裝備數位化、 生產過程數位化、 生產執行數位化、企業資源計畫數位化。

採礦:

(1)積累數位三維空間地質資料,完成礦床、地表、地質方面的三維成圖工作。

(2)建立了GPS邊坡動態監測系統,定期對邊坡實施動態監測,有效避免邊坡突發性的崩塌、滑坡等地質災害的發生。

(3)礦車自動調度系統:自動進行車流規劃、優化派車,合理分配車流,實現運距最短、消耗最低。此系統屬國內首創,技術成果達到國際先進水準。

(網路配圖)

選礦:

選礦流程監控系統:對球磨機電耳、分級機溢流、磨礦濃度、精選機磁場等累計約150個工藝參數實施監測,及時掌握生產運行和設備狀況,提高生產指揮的時效性和科學性。

(網路配圖)

4、存在問題

目前,國內大型冶金礦山企業已在管理和控制的各環節應用了管理和控制系統,但集成水準仍較低,是下一步冶金礦山行業亟待突破的關鍵點,除此以外,還存在以下問題:

1、企業重視程度不夠。在基礎自動化實施以後,往往不夠重視後期數位化建設內容。

2、資訊化投資不足。企業受到市場等因素的影響,無法保證持續穩定的資訊化投入,致使兩化融合項目推進相對較慢。

3、資訊化複合型人才缺乏。資訊化建設涵蓋了現代通信、傳感與資訊技術、人工智慧等專業領域,對人才技術力量的要求將比現階段高的多,目前國內絕大多數礦山的技術力量比較匱乏。

以上便是為大家介紹的三座智慧礦山,國內相對落後,但發展潛力巨大,目前,思山嶺鐵礦山正在以智慧化、高要求、高標準建設中,拭目以待。

關於智慧礦山建設存在的問題和心得,歡迎留言,大家一起交流討論。

這是一個被鐵銹覆蓋的棕紅色地帶,也是全世界最為有名的鐵礦產區,力拓引以為豪的15座礦山,就在這裡,但在這片廣袤的礦山開採現場,你可以聽到工程機械轟隆的運轉聲,但是卻只看到寥寥可數的工作人員。

力拓的工作人員在哪?答案是1500公里之外佩斯市區。

遠程控制中心

力拓佩斯市的遠程控制中心內,頂端巨大而長的螢幕顯示著15座礦山、4個港口和24條鐵路之間鐵礦石運輸流程的各種進度——哪一列火車在裝(卸)礦石,還有多長時間裝(卸)完;哪一列火車正在行駛中,還有多長時間到達港口;哪個港口正在裝船,已裝了多少噸等等,都有即時的展現。

礦山現場的控制室

無人自動運輸卡車

力拓的鐵礦部門一直運營著世界最大的無人駕駛卡車系統。由73輛卡車組成的自動運輸車隊正在皮爾巴拉的三處礦區應用,自動駕駛卡車系統讓力拓的裝載、運輸成本下降了15%。

力拓在西澳擁有自己的鐵路和智慧火車,全場1700多公里,這些24列火車在遠端控制中心遙控下,要一天24小時不停運轉。目前,力拓的自動火車系統正在調試當中,一旦自動火車系統全面投入運營,將成為世界首個全面自動化、長距離載重火車運輸系統。

這些鐵礦石通過遠端控制中心的調度被裝上輪船,到達中國的湛江、上海等港口。隨後,可能再轉運至青島、唐山、大連等港口,或是從上海港沿長江而上,縱貫中國腹地。

3、國內礦山企業

2016年重點行業兩化融合發展水準

整體來看,國內採掘和冶金行業兩化融合(工業化和資訊化)水準偏低,遠遠落後於國內其他行業。但隨著國家不斷重視和扶持,國內部分大中型礦山企業數位化設計工具普及率、關鍵工藝流程數控化率均得到一定程度的提高,智慧化水準也在不斷提升。

以首鋼為例,首鋼搭建了縱向四級、橫向四塊的數位化礦山整體框架,值得借鑒。

四塊:應用GIS地理資訊系統、MES生產執行系統、ERP企業資源管理系統、OA資訊系統。

四級:基礎裝備數位化、 生產過程數位化、 生產執行數位化、企業資源計畫數位化。

採礦:

(1)積累數位三維空間地質資料,完成礦床、地表、地質方面的三維成圖工作。

(2)建立了GPS邊坡動態監測系統,定期對邊坡實施動態監測,有效避免邊坡突發性的崩塌、滑坡等地質災害的發生。

(3)礦車自動調度系統:自動進行車流規劃、優化派車,合理分配車流,實現運距最短、消耗最低。此系統屬國內首創,技術成果達到國際先進水準。

(網路配圖)

選礦:

選礦流程監控系統:對球磨機電耳、分級機溢流、磨礦濃度、精選機磁場等累計約150個工藝參數實施監測,及時掌握生產運行和設備狀況,提高生產指揮的時效性和科學性。

(網路配圖)

4、存在問題

目前,國內大型冶金礦山企業已在管理和控制的各環節應用了管理和控制系統,但集成水準仍較低,是下一步冶金礦山行業亟待突破的關鍵點,除此以外,還存在以下問題:

1、企業重視程度不夠。在基礎自動化實施以後,往往不夠重視後期數位化建設內容。

2、資訊化投資不足。企業受到市場等因素的影響,無法保證持續穩定的資訊化投入,致使兩化融合項目推進相對較慢。

3、資訊化複合型人才缺乏。資訊化建設涵蓋了現代通信、傳感與資訊技術、人工智慧等專業領域,對人才技術力量的要求將比現階段高的多,目前國內絕大多數礦山的技術力量比較匱乏。

以上便是為大家介紹的三座智慧礦山,國內相對落後,但發展潛力巨大,目前,思山嶺鐵礦山正在以智慧化、高要求、高標準建設中,拭目以待。

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