首钢矿业杏山铁矿智能化建设典型经验材料

首钢矿业杏山铁矿智能化建设典型经验材料

近年来,首钢矿业杏山铁矿积极响应国家信息化智能化战略转型号召,以技术创新为驱动,全力推进智能化建设,实现了从传统矿山向智能矿山的转变。主要做法如下。

一、做好顶层设计,绘制“杏山蓝图”

与先进煤矿企业相比,非煤矿山智能化建设起步较晚。非煤矿山普遍存在矿岩硬度大、生产工艺复杂、人员劳动密集、工作效率偏低、安全风险高等问题,亟需通过智能化建设加以解决。按照国家矿山安监局等部门关于“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的总体要求,首钢矿业公司制定智能矿山顶层设计,形成“三化两图四平台”整体架构,“三化”是建设总目标,即现场无人化、操控集约化、管理智慧化;“两图”是智能矿山建设的主要载体,即工控一张图和管理一张图;“四平台”是搭建智能采矿、智能选矿、智能运输、智慧管理四大平台。杏山铁矿根据首钢集团安排,重点推进“智能采矿”,以井下无人为目标,综合考虑技术难度和经济性,按照脱离现场降低安全风险、多人变少人、少人变无人的“三步走”战略,进行高起点设计、高标准建设。

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二、坚持分类施策,走出“杏山道路”

一是采矿区域实现机械化。从矿井建设开始,杏山铁矿就以“工艺先进、装备大型化、生产过程自动化、管理信息化”为目标进行设计,采购选用国内外经久耐用的成熟设备。先后引进安佰拓掘进台车、锚杆台车、中深孔凿岩台车,山特维克铲运机、挪曼尔特喷浆机等国际一流设备,实现巷道掘进、喷浆支护、回采穿孔、出渣出矿等工序机械化作业。投产以后,引进撬毛台车实现机械撬毛代替人工,通过引进使用BTI碎石台车取消大块二次爆破工艺。联合有关单位成功研发掘进、回采装药台车单台装药作业人数由11人减少到5人,提升作业效率的同时,显著降低现场作业安全风险。目前,杏山铁矿采矿区域已完全实现机械化作业。

二是回采运输实现远程化。依托北京首钢速力公司,完成井下电机车无人驾驶改造,实现地面远程控制,在国内是第一家。持续开展电机车自动运行攻关,实现按智能配矿规则自主对车、自动放矿、智能运行、自动卸车,达到国际一流水平,获得冶金矿山科学技术一等奖。以1354中深孔台车为突破口,自2015年开始持续八年攻坚,逐步从有线控制到视距无线控制,最终超视距远程控制、地表远程控制。2021年,启动研发电动铲运机遥控技术,组建联合攻关团队,当年完成首台远程改造,随后边用边改,陆续实现5台电动铲运机远程操控。

首钢矿业杏山铁矿智能化建设典型经验材料

2023年,联合中国联通公司实施井下5G网络建设,攻克采区通信难题,打通采区通信最后一公里,实现三个作业水平5G信号覆盖,从而使回采作业人员由“井下”走到“井上”,“5G+井下移动单体设备集中操控”在冶金矿山行业首次实现规模化应用,达到国际先进水平。

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三是固定设备实现集中化。率先提出并实施副井电梯式自助运行改造,副井单班操控人数由8人减到2人。分批实施-378破碎系统、-428装载系统、主井提升系统自动化改造,成功实现溜破系统和主井提升工序无人干预全自动运行。通过持续改进,主流程区域单班操作岗位由18人减至5人,所有人员在地表进行远程操控。主井提矿效率由546吨/小时提高到571吨/小时。-330米中央变电所、-480米渣浆泵站、三个风机站、地表综合泵房等大型固定场所均实现远程控制、无人值守。风、水、电、热实现一键控制,单班作业人员由10人减少到1人。

四是安全管理实现智慧化。杏山铁矿持续推进安全监控系统建设,建矿之初集成矿业公司自动化信息化技术和管理优势,自主设计并实施国内首批非煤矿山地下安全避险“六大系统”,实现重点部位可视化管控,预警、处置、销警实时在线,提升安全信息化监控和应急反应能力。2024年升级了人员定位、监测监控、通信联络系统,实现“标签+虹膜”双重认证,定位精度提升至30cm,投入使用定位标签与头灯一体的多功能头灯,建立虹膜认证的头灯集中充电室,达到行业领先水平。持续完善智慧化管理系统,建立工控一张图操控系统,将流程设备控制功能集中到一个操控中心,实现集中操控;搭建“管理一张图”平台,实现生产、设备、技术、成本等模块的动态分析掌控,提升管理效能。采用三维扫描仪代替人工测量,不仅减少了用工人数,还实现了溜井、矿仓等危险点位的精准测量;利用视觉AI技术,识别-378破碎机放矿口替代人工查看,实现副井口安全帽佩戴识别自动报警,火药库、风机站、变电所等重控部位实现入侵报警,同时开展多场景可行性研究,逐步实现危险作业场景视觉替代,助力安全管理智慧化水平提升。

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三、深化规律性认识,打造“杏山经验”

通过十余年的创新实践和艰苦探索,杏山铁矿愈加认识到矿山智能化的重要性,不断探索智能化矿山建设的规律,形成了“杏山经验”。

一是必须聚焦“减人增安提效”目标。树立“少人就是最大的效益,无人就是最大的安全”的理念,紧紧围绕少人无人推动各环节进行智能化改造。杏山铁矿通过十几年的努力,用工人数由最高峰的937人减少到目前的560人,铲运机、中深孔台车、电机车等实现了地表远程操控,单班下井人员由90人降至40人以内,白班最大下井人数由290人降至160人以内,全员劳动生产率指标从4319吨/人提升到6038吨/人,基本实现了少人则安、无人则安,地采投产以来实现零工亡。

二是必须坚持创新驱动。杏山铁矿一直坚持走自主创新之路,从“无人驾驶”到“自主运行”,从“人管”到“智管”,一步一个脚印探索尝试,走出了适合自身发展的矿山智能化建设新路径。多项创新成果获奖,《冶金地下矿山以安全高效为目标的爆破“四化”管理》获国家管理创新二等奖、中国最佳管理创新实践奖;《冶金地下矿山企业“机械化换人、自动化减人”本质安全管理体系的构建与实施》项目获得北京市一等奖;有色金属协会、爆破行业协会、冶金矿山科学技术一等奖各一次,其它奖项20多项,申请专利30余项。当前,在5G、人工智能等新一代信息技术加速应用的背景下,杏山铁矿必须抢抓时代发展机遇,坚持守正创新,大力推进工艺创新、技术创新、装备创新、管理创新,推动智能化建设再上新台阶。

三是必须用好人才这个“第一资源”。矿山智能化建设离不开高素质、专业化的智能化人才,杏山铁矿一直高度重视解决好“人”的问题,加强人才培养,中高级以上技能人员比例达到65%。近年来,先后有5人被授予全国技术能手荣誉称号,3人被授予全国冶金矿山行业技术能手荣誉称号,2人被授予首都学习之星,2人被授予北京市行业模范。面对矿山智能化建设遇到的新问题新挑战,杏山铁矿注重发挥人才引领作用,全方位培养、引进、用好人才,努力造就一支具有技术创新能力、善于解决复杂难题的智能化人才队伍。

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