以智慧制造為礦山企業本質化安全賦能

胡意湘

黨的二十大報告把安全生產納入國家安全進行部署，對安全生產提出新的更高要求，明確提出以新安全格局保障新發展格局，為做好礦山安全生產工作提供了根本遵循和行動指南。富蘊蒙庫鐵礦有限責任公司（以下簡稱“蒙庫礦”）深入貫徹黨的二十大精神，按照習近平總書記“堅持人民至上、生命至上”“安全第一”“統籌發展和安全”“始終保持如履薄冰的高度警覺”的要求，堅持“安全第一、預防為主、科技支撐、綜合施策”方針，堅決打好安全生產主動仗，始終保持“時時放心不下”的責任感，統籌企業生產經營與安全的關系，以高水平安全為企業高質量發展保駕護航。

近年來，蒙庫礦通過推動以“機械化換人、自動化減人、智能化無人”和智慧制造為重點的新一輪高水平安全生產，實現了智慧制造與安全生產深度融合，為企業安全生產提供了可靠的技術保障。通過推動采掘運輸設備機械化智能化改造升級，實現井下采、掘、支、運及選礦等環節的智能化連續作業；推動固定設備設施自動化控制系統改造，實現井下固定設備、設施場所無人值守、地表遠程集控；推動入井人員身份驗證、井下人機定位、通信聯絡等信息化建設，實時管控井下流動作業人員及設備；推廣大數據、工業互聯網、5G、人工智能等技術設備，促進采掘運輸裝備智能化升級，減少了井下作業人員，提高了安全本質化水平。從2022年起，蒙庫礦先后投資2.38億元，對重點監管的19種工藝實行自動化改造；對16個工作單元操作實行機械化換人、自動化減人、智能化無人改造；對重大危險源實行遠程智慧監控，重要設備設施機械化巡檢率達到90%；實現地下礦山井下作業人員每年下降10%的目標。

以智慧制造和技術創新為牽引，為礦山企業全方位提升本質化安全水平提供新動能

智慧礦山建設是一項復雜的系統工程，也是一個積跬步至千里的過程。多年來，蒙庫礦在自動化、信息化建設的基礎上，按照“四個一律”（現場操控室一律集中、操作崗位一律采用機器人、運維監測一律遠程、服務環節一律上線）的要求，聚焦企業生產關鍵環節及重點部位，緊扣“精品、智慧、安全”主題，建立和完善智慧制造工作機制，大力推進“少人化、無人化、智能化”生產管控模式，從安全、健康、環境、生產、效率效益等方面，全面推進智能裝備、物聯網、大數據、人工智能、5G、虛擬現實等前沿技術在冶金礦山生產現場的融合應用，構建包括采礦、選礦、生產輔助系統的自動化控制、在線監測、無人值守、控制指揮等全流程智能化基礎系統，通過數據采集系統實現數據上傳、數據共享，構建智能管控專家系統、智能管控平臺、智能礦山管控系統（3D可視化系統、生產管控系統、CAD可視化系統），逐步實現現場安全狀況、運維保障，工序遠程操控、基地統一集控，進一步降低了勞動強度，改善了工作環境，提升了企業安全本質水平。2017年蒙庫礦推進各工序機械化作業，截至2022年12月，先后投入鑿巖臺車、鏟運機、撬毛臺車、噴漿臺車、破碎臺車和錨桿臺車機械化設備共計42臺，投資總計1.03億元，井下生產全流程機械化作業覆蓋率達到93%。

為了消除3D崗位（臟、累、險崗位）安全隱患，蒙庫礦投入皮帶巡檢機器人、品位在線檢測機器人、粒度在線檢測機器人、濃度檢測機器人并運用智能鑿巖臺車、鏟運機無人駕駛、電機車無人駕駛等技術，實現了人機分離、數字化監控。使3D崗位完成從“人工操作”向“機械化作業”再到“遠程操控”最終達到 “遠程智能化作業”的“蝶變”。職工坐在智能管控中心輕按按鍵，各系統就能“聞”令而動，各工作面井然有序。這一轉變讓礦山人憧憬已久的“智慧夢”變成了現實，也從根本上實現了安全本質化。

礦山巷道掘進工作以往采取人工掘進的方式。作業人員手持氣腿式鑿巖機，長時間處于作業面附近，頂板、邊幫巖石易受鑿巖機振動而共振脫離巖體，安全風險大。為了改變這一現狀，蒙庫礦從2020年開始，采用臺車掘進技術，工人在液壓鑿巖臺車操作臺中作業，噪聲較低，效率高，工人遠離作業面。目前蒙庫礦井下配備了14臺鑿巖臺車，實現了井下開拓、采準施工全覆蓋，工作效率提升近一倍，每個作業面減少兩名作業人員，精減掘進人員55%，提升了人員配置效率。

人工支護是井下最危險的作業環節之一，人工支護穿孔過程中產生的震動，會加劇周邊巖體的二次破壞，極易誘發冒頂片幫事故。為解決這一問題，蒙庫礦于2021年引入錨桿臺車進行支護作業，實現了錨桿和網片同時施工。減少作業人員兩人，操作平臺使作業工人遠離危險源（有線遠程控制），有效提高了支護過程的安全性，達到自動化減員的效果。

針對人工施工切割天井作業中作業人員手持氣動鑿巖機，在高空作業與有限空間作業，安全風險大，作業環境差、效率低的問題。蒙庫礦采用一次成井替代人工施工切割天井技術，形成了一條完整的機械化作業線。與普通作業比較，不僅改善了作業條件，還減輕了勞動強度和降低了安全風險，縮短工期67%，提高工效60%以上，減少作業人員3名。

聚焦關鍵工序智能化升級，踔力打造基于大數據智能決策于一體的本質安全型礦山

蒙庫礦牢固樹立“以人民為中心”發展思想，堅持“安全第一、預防為主、科技支撐、綜合施策”方針，大力推動本質安全、資源集約、綠色高效的智能礦山建設，聚焦企業生產關鍵環節及重點部位，實施機械化作業替換人工作業、自動化生產減少作業人員、智能化管控實現無人傷亡的戰略，提升本質安全水平，為確保職工群眾生命健康和企業財產安全提供強大科技支撐。

蒙庫礦依托工業互聯網技術，聚焦關鍵工序智能化升級重點攻堅，通過蒙庫礦智能管控中心、數據中心機房和企業內部網絡、工業控制網絡、井下5G專網、信息化網絡、視頻監控網絡七大系統，實現了礦山資源數字化、采選生產過程智能化、安全管理集成化和礦山全流程少人無人化生產，采用智能管控系統、中深孔作業智能控制、有軌運輸系統無人駕駛和地質資源的數字化管理，面向業務驅動實現智能化生產管控。改善了作業環境和降低了職工勞動強度，使作業人員遠離工作面，降低了安全風險，提高了安全生產科技保障能力和水平，有效防范和遏制了安全事故的發生。

在采礦區域，蒙庫礦引進世界領先的安柏拓中深孔智能鑿巖臺車，這一智能鑿巖設備，具備穿孔作業全流程無人化控制、作業流程數字化管理、自主行走等功能，可實現1名操作人員控制4臺鑿巖臺車。該設備的投入使用，將井下作業直接提升至地面遠程操控，使作業人員遠離地下，極大改善了操作人員的勞動作業環境，降低了安全風險，提高了安全生產技術水平。2022年6月，蒙庫礦與中冶武勘共同研發鏟運機智能管理系統，克服井下復雜場所中爆破回采工藝環節下定位和通信問題。采用國內先進技術裝備，融合SLAM（同步定位與地圖構建）技術、自主導航技術，首次實現復雜采礦環境下鏟運機半自主無人駕駛（自主行走—自主卸礦—自主行走）與一控多模式，最終實現鏟裝作業可視化管控、作業流程定位追蹤和全流程無人化控制，有效減少人機接觸，防止因人的不安全行為和物的不安全狀態所引發的安全事故。

在選礦區域，蒙庫礦以“智慧制造、效能提升、本質化安全”為核心，全力推進“黑燈工廠”模式，不斷提升設備智能操控水平，實現集中與遠程操控。完善升級設備在線監控裝置，搭建立體式監控平臺，提升設備在線檢測、狀態判斷和預測預控能力，提高設備檢修計劃實施準確率，降低檢修頻次和作業風險。通過智慧專家系統和5G信息化網絡在選礦區域的應用，從全流程綜合優化的角度，根據操作參數與工藝指標之間的相互關系，對不同工段的多個操作參數進行在線協同優化，最終實現磨選一體智能化控制，不僅有利于穩定生產過程，保證產品質量，提高金屬回收率，而且實現了對作業路線、點位、時長等指標的實時監控，形成智能化安全屏障。

打造智慧礦山管控平臺，加強信息化標準建設，推進安全生產治理再上新水平

建設智慧礦山是實現礦山安全生產、保障企業可持續發展、提高市場競爭力的重要手段，也是國內外礦山發展的趨勢。從2017年國家出臺《安全生產“十三五”規劃》強調“機械化換人、自動化減人”，再到2022年8月科技部發布《關于支持建設新一代人工智能示范應用場景的通知》，智慧化在百年礦山掀起了一場全方位、系統性變革，也為蒙庫礦智慧礦山建設按下了“快進鍵”。

蒙庫礦立足自身實際，制定了智慧化、本質安全型礦山戰略實施方案，方案明確了將工業互聯網、大數據、數字孿生、5G通信、無人駕駛等先進技術與“開采工藝提升、采掘效率提高、少人化無人化、保障本質化安全”理念融合，設定了全流程、全方位、全周期、全系統的智慧化、本質安全型礦山建設實施路徑。針對各生產單元和產線進行智能化升級改造建成的26個子系統之間數據相對獨立，缺乏覆蓋全礦山的集控系統這一問題，蒙庫礦根據自身實際需求，投資1.35億元，建成了蒙庫礦智慧制造“最強大腦”——智慧管控平臺及基地資源數據庫。其中，智能生產管理及安全管控平臺是結合蒙庫礦生產和安全現狀的實際需求量身定制的，以“工業互聯網平臺+工業APP”為框架，采用“云、網、邊、端”協同的設計思想，包含地測采執行系統、生產管控系統、采礦生產協同APP和三維可視化管控系統。通過整合、優化以“礦石流”為主線的全產業鏈全生命周期的管理流程再造，打破了各單項獨立環節的“小閉環孤島”，形成包括安全生產在內的，面向生產全流程、管理全方位、產品全生命周期的智慧制造模式，讓數據“破圈”，讓業務“跨界”，賦能企業轉型升級，大幅提升礦山數據共享、專業協同和安全智能管控能力。

2022年建設的三維可視化管控系統，以井下礦生產的三維、全景、可視化管控為目標，實時展現井下生產狀態，打造透明采場，解決在同一時空虛擬環境下生產與管理各子系統的仿真展示、可視化管理、輔助生產以及綜合分析與決策等關鍵問題，動態展示井下各生產要素安全態勢。

利用數字孿生技術，智慧礦山管控系統在三維仿真空間內1∶1還原了蒙庫礦的生產全景、全流程、全信息要素。通過對所有生產數據、安全數據、設備數據的多角度、全方位的透明化、可視化管理，實現對整個礦山運行狀態的有效監控和管理。同時從生產視角出發，結合采礦工藝流程特點，構建了調度、安全電子圍欄、緊急疏散等管控功能，輔助提高現場的生產指揮能力。蒙庫礦在三維可視化管控系統中還預留了強大的拓展功能，未來在本期項目基礎上逐步融入線路導航、生產計劃模擬、生產流程仿真、安全培訓等功能。同期建成的采礦生產協同APP實現了基礎業務的碎片化數據采集與管理，利用移動互聯技術，實現礦山生產部分基礎業務的移動化數據采集、查看，提高數據共享度，實現生產報表的移動管理、辦公流程高協同、高運轉及動態生產、安全監控。

除此之外，2022年，蒙庫礦圍繞安全、綠色、智慧、高效、可持續五個維度，打造“五星礦山”，深度推進“三跨融合”智慧制造2.0建設和智慧本質安全型礦山建設，通過信息化系統（蒙庫礦生產智能管控系統、安全環保管控系統）的上線，實現了蒙庫礦信息化、智能化和安全管理水平的躍升，為實現西北礦山智慧制造引領者的目標奠定了堅實基礎。

“志行萬里者，不中道而輟足”。蒙庫礦作為寶武資源旗下的國資央企，面對新要求、新使命，公司堅決貫徹黨的二十大精神和習近平總書記重要指示批示精神，堅持安全和發展雙輪驅動，將“智慧+安全”作為加快推動企業本質化安全的全新引擎，加快完成企業數字化轉型，不斷推進安全生產治理體系和治理能力現代化，以新安全格局保障新發展格局，以高水平安全助力高質量發展。