中国宝武钢铁集团有限公司下属各类矿山共计41家。近年来,集团公司坚持创新驱动发展战略,多措并举大力推进矿山智能化建设。主要做法如下。
一是明确发展战略,制定矿山智能化建设规划。中国宝武始终坚信智能化是未来矿山发展的大趋势,是践行以人为本发展理念的必然要求,致力于全面实现智慧制造“四个一律”(操作室一律集中、操作岗位一律机器人、运维一律远程、服务环节一律上线),加速推进矿山开采与数字化智能化技术融合,努力实现少人化、集约化。以《智能矿山建设规范》为引领,结合所属矿山实际制定《智慧矿山规划指南》,制定《智慧矿山规划(2022-2024)》和《数智化三年能力提升规划(2024-2026)》,明确提出坚持创新驱动和数智赋能,以业务需求为导向,以技术体系为手段,以“数实融合”为基本路径,逐步实现矿山生产、业务管理、安全管理智能化,切实提升核心竞争力。指导各所属矿山细化安排,滚动制定《智慧矿山行动方案》,实行挂图作战,明确建设目标、任务和时间表、路线图,分级分类做好矿山智能化项目管控,普通项目按季度、重点项目按月度跟踪落实,近三年共完成矿山智能化建设项目401项,投入10.2亿元。
二是健全组织体系,建立运行高效的智能化建设工作机制。坚持“三跨融合”(跨产业互通融合、跨基地〔空间〕互通融合、跨人机界面互通融合),分运营管理和生产作业两个层次,构建“总部+基地”一体化运营管理体系,通过建设智能高效的总部、智能敏捷的基地矿山,打造“头脑发达、四肢灵活”的“资源巨人”。总部“头脑发达”,按照“集中一贯制”原则,通过信息化手段构建高效、智能的管理中枢,累计建成信息化系统11个。基地矿山“四肢灵活”,按照“四个一律”要求持续发力,以现场生产作业装备智能化为核心,建立智能化生产过程管控体系,实现远程操控、自动化作业。三年来,矿山无人化指数(内部设计的一种减少或替代机旁人工作业的评价指标)从28.9%提升至67.6%,集中化指数(内部设计的以生产操控集中化为目标,通过尽量少的操作室来完成操控的评价指标)从31.4%提升至63.1%。
三是以创建“五星矿山”为抓手,打造智能矿山典型示范。以建设安全、绿色、智慧、高效、可持续的“五星矿山”为目标,围绕打造“无人采矿、无协力矿山、无尾矿山、无事故矿山、零碳矿山”,积极探索符合矿山未来发展要求的智能化建设模式和路径,提升作业现场装备智能化程度,打造出一批“采矿少人化、选矿无人化”的典型示范,实现了行业引领。
马钢矿业张庄矿出矿、运输、提升、选矿、充填、物流等工序实现自动化、智能化,生产调度系统集中控制,选厂充分利用大数据、人工智能等先进技术,实现全设备、全工艺、全流程、全场景的智能感知和精准控制,达到选矿系统全流程无人管控、智能操作的目标。
张庄矿员工正在智能集控中心远程操作井下无人运输电机车
马钢矿业罗河矿完成电机车无人驾驶、智能选矿等42个矿山智能化项目,通过建立充填站数据平台,采用变频连锁控制及数据通信技术,实现了充填浓度自动调节、配矿自动纠偏功能,达到了“一键充填”的效果,正朝着打造“黑灯工厂”的目标迈进。
罗河矿无人驾驶电机车
梅山矿业搭建地、测、采协同融合平台,建立业务流程规范与数据模型,促进采矿设计与矿山设备、生产管理高效协同,实现了地质、测量、采矿、岩矿分析协同作业。
八钢矿业蒙库铁矿与设备厂商合作研发,采用智能凿岩台车,实现远程一键凿岩,操作员可以在矿区90公里外的富蕴县城远程控制井下凿岩设备,并实现布孔图传输、全凿岩数据处理、边钻边测、终孔自动停机等功能。
八钢矿业蒙库铁矿智能凿岩作业机器人
四是大力解放劳动力,积极推广应用机器人。通过组织开展专项劳动竞赛等形式加快机器人应用,累计投入机器人136台套,努力将作业人员从苦、脏、累、险的岗位上“解放”出来。
马钢矿业南山矿供配电系统巡检机器人对变电站内高压室进行自动巡检,从变电站户外到户内再到设备内部,实现站所的远程全方位监控和巡检流程的闭环管理。
南山矿智能巡检机器人
大红山矿业井下无人取样机器人采用5G通信、三维智能图像识别、红外、激光等先进技术,攻克了机器人自动抓取运动不规则矿石的技术瓶颈,填补了国内外机器人在井下有轨运输矿车上实现自动取样的应用空白。
中国宝武大红山矿业基于5G技术深井矿山自动取样机器人
马钢矿业罗河矿精矿取样机器人装备快换装置和激光雷达,具有取样点定位精准、多种样品同时取样和实时记录传递样品信息等功能,开启精矿取样、送样无人化作业新模式。
马钢罗河矿精矿自动取样机器人
武钢资源程潮矿在选矿车间振动筛、球磨机、配电室等场所应用智能化和AI技术,安装振动筛点检机器人、球磨机智能盘车机器人、供配电巡检机器人,形成团组机器人协同作业模式。
武钢资源程潮矿选矿团组机器人
五是发挥人才作用,加快推进智能化科技攻关。高度重视人才作用,中国宝武矿山企业有大量的地质、采矿、选矿、机械、电气等专业人才,中国宝武充分调动这些人才的创新创造积极性,建立激励机制,采取揭榜挂帅模式,推动产生了一批技术成果,“地下金属矿智能开采关键技术与装备”荣获国家科学技术进步二等奖,获得智能矿山相关省部级(行业协会)及以上奖项30余项。建立专门机构,遴选技术带头人,成立了宝信智矿科技有限公司。在基地矿山建成“一矿一所”研发架构,依托梅山矿业成立“无人采矿技术研发中心”,持续加大研发投入,仅2024年设立科研项目341项,科研费用预算10.98亿元。
随着中国宝武矿山智能化建设的不断推进,下属矿山智能化水平逐年提高,中国宝武越来越深刻认识到智能化建设对改善作业条件、降低劳动强度、提升本质安全、促进矿山转型升级具有重要意义。也明显感受到智能化带来的丰厚红利,三年来,矿山智能化建设助力中国宝武矿山竞争力实现蝶变,铁精矿完全成本降低63元/吨,人均铁精矿产量提升410吨,全口径劳动效率提升39.4%,均优于行业平均水平,更重要的是矿山安全形势持续稳定好转,近五年伤亡事故总数呈持续下降趋势,2023年同比五年前下降8%。
在推进智能化建设过程中,中国宝武也收获了宝贵经验,形成了一些规律性认识。第一,顶层设计是纲领。矿山智能化建设必须做到因地制宜,结合各自实际、立足各自条件,制定出矿山智能化发展规划,并根据规划路径稳步推进,不断做深做实。第二,创新驱动是源泉。必须持续不断创新,积极推动新一代信息技术、AI等与传统矿山开采技术装备相融合。必须大胆探索,敢于将颠覆传统的理念用于矿山生产实际,开展无人驾驶、远程(无人)凿岩、出矿等研发应用。第三,人才培养是基石。必须坚持人才是第一资源,面对日新月异的智能化技术发展需求,多措并举引进人才、培育人才、尊重人才、厚爱人才,为矿山提供既懂矿山专业又懂智能化的优秀人才。第四,管理变革是手段。必须充分认识到矿山智能化水平的提升必然会对矿山原有管理模式产生冲击,要统筹兼顾按照“胆子要大、步子要稳”的原则不断优化管理模式。