提速的礦業智能化

胡海凌

從人工開采到遙控駕駛再到無人智慧礦山，礦業這門古老的工業門類在與數字科技的深度融合中煥發新貌。隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能、移動通信等技術在礦山領域的全面應用，當機械化、自動化、信息化和智能化疊加，智慧礦業的新形象已然呈現。

無人礦山漸成現實

我國是世界上探明礦產種類最多的國家之一，但略為遺憾的是我國的礦產資源以小礦、貧礦、深礦居多，開采頗為不易，成本居高不下，但這也使新技術的賦能之力意義重大。

“無人”是現代礦業智能化的最顯著標簽，不斷出現的無人礦山正在改變著整個采礦產業。去年8月國務委員王勇在出席全國煤礦智能化建設現場推進會時強調，“要加快推進煤礦智能化建設，大力提升煤礦本質安全水平，力爭2022年采掘智能化工作面達到1000個以上。同時，加強煤礦安全科技攻關，加快煤礦裝備更新換代，深化機械化換人、自動化減人，著力創建少人無人礦井。”中國礦業聯合會會長彭齊鳴也指出，“采用高度工程化的技術，并結合人工智能、物聯網和大數據等新興關鍵技術的應用，實現數字化連接和各方面的運營優化，是礦業科技創新發展的新趨勢。”

專業機構曾評選出“智慧礦山的十大發明”，集中現場自動化、礦山安全穿戴、礦山機械動力能源開發、三維地圖科技、X射線衍射科技的利用、軌道系統自動化、仿真模擬器、環境友好型礦石開發技術、隧道掘進自動化等悉數入圍。五礦勘查開發有限公司董事長王炯輝進一步認為建設現代化礦山需打破數據壁壘，“智慧礦業是一個生態系統，具有自我迭代和演化能力，加強現代化礦山建設，必須打破礦業權生命周期各環節及各業務中心之間的數據壁壘，建設集數據集中、集成、共享、分析和挖掘等于一體化的平臺，更好地將數據作為資產加以組合利用，實現資產的保值增值。”

受益政策和技術的利好，各礦業企業深刻意識到引入數字技術的重要作用，并已經在創新技術研發和應用、加強智能礦山建設中獲益。中國冶金礦山企業協會兩化融合委員會副主任李文總結點出了資源空間可視化、生產裝備高效化、過程控制自動化、作業計劃專家化、生產執行數字化、安全管控標準化、管理業務協同化、決策支持數據化等智能礦山建設的關鍵領域需要持續傾力，但在發展期間也需要避免“靠技術手段解決一切，靠花錢購買成功，追求完美、舍本逐末，IT人員牽頭、業務人員參與度低，把項目上線當成功，重建設、輕運維”的常見誤區。

5G時代的入場者

2019年是中國無人礦車的商用元年，各大工程機械制造商在無人礦車領域布局，數據顯示，目前國內露天礦山存量礦車智能化改裝和運營即有六、七千億的市場規模。而這只是礦業智能化的一個方面，5G時代的到來讓礦業在擁抱數字化期間有了更多實際場景。

近年來，三大運營商都在積極探索5G與傳統礦業的融合發展，“5G智能礦山”是“5G工業互聯網”最典型、成效最為顯著的應用場景之一。經濟學家史煒把5G智能礦山喻為新生產力的標志，“5G智能勘測能夠推進識別技術、傳感系統以及VR技術的應用和創新；5G智能開采可以促進深度探測和地質變動預警預判科技的應用。5G智能礦山的頂層設計需要打通數據采集和識別節點的流程、打通智能設備與生產流程的對接通道、打通網絡覆蓋與生產流程的對接關系等。”中國工程院院士王國法將5G+智能化礦山建設目標分為三步，“第一步是構建智能化礦山管控平臺，建立礦山5G網絡基礎系統、企業云平臺和大數據處理中心：搭建總體優化、區域分級、多點協同的開采、掘進及運輸管控體系，實現數據的融合互聯，工作面實現無人操作，輸送系統無人值守，安全監測全息保障。第二步是建設5G+VR/ AR、智能引擎、無人駕駛礦山機器人技術為主的全礦井生產、虛擬維修、遠程控制、實時調度的全流程、多要素快速運行體系，實現人機的主動交互，取消所有井下或作業面值守崗位人員。第三步是建設5G+價值提升體系，基于大數據分析及AI賦能、以人為本的全礦井活動場景化、虛擬化、專業化智慧生態體系，實現煤礦主要系統的自學習自決策；全面實現礦山生產、生活、生態的自主協調運行。”

這個興盛的領域也迎來了眾多實力強勁的合作者，尤以5G領域的巨頭為重。據中興通訊發布的《5G智慧礦山網絡解決方案白皮書》，其將結合礦山數字化轉型的需求，針對如何將5G技術全面應用于礦山行業，實現無人礦山、自動礦山、智能礦山，給出完整的、系統的解決方案。華為在智慧礦業方面更是動作不斷。去年華為即攜手中國移動在山西新元煤礦，于地下534米深處建成世界上最深的5G網絡，147個5G基站高速聯接，確保礦井工作正常運轉。在5G控制室，工人可以遠程操控機器，通過屏幕查看礦井的運行情況，并據實際情況實時進行相應技術處理。2月9日，華為與多家單位、機構聯合成立的“智能礦山創新實驗室”正式揭牌，該實驗室將利用工業無線控制網絡、工業光環網、云計算等ICT，助力山西實現煤礦減人增效、提高煤礦本質安全的目標。按照華為公司創始人任正非的說法，“2020年我們點亮了一個煤礦、一個鋼廠、一個港口。未來2-3年，我們希望點亮千百個煤礦、鋼廠、港口。在5G應用上，世界上多數ICT公司都沒有選擇礦山作為突破口，但我們選擇了礦山。中國有5300多個煤礦、2700多個金屬礦，如果能把8000多個礦山做好，我們就有可能給全世界的礦山提供服務。”