提速的矿业智能化

胡海凌

从人工开采到遥控驾驶再到无人智慧矿山，矿业这门古老的工业门类在与数字科技的深度融合中焕发新貌。随着云计算、大数据、物联网、人工智能、移动通信等技术在矿山领域的全面应用，当机械化、自动化、信息化和智能化叠加，智慧矿业的新形象已然呈现。

无人矿山渐成现实

我国是世界上探明矿产种类最多的国家之一，但略为遗憾的是我国的矿产资源以小矿、贫矿、深矿居多，开采颇为不易，成本居高不下，但这也使新技术的赋能之力意义重大。

“无人”是现代矿业智能化的最显著标签，不断出现的无人矿山正在改变着整个采矿产业。去年8月国务委员王勇在出席全国煤矿智能化建设现场推进会时强调，“要加快推进煤矿智能化建设，大力提升煤矿本质安全水平，力争2022年采掘智能化工作面达到1000个以上。同时，加强煤矿安全科技攻关，加快煤矿装备更新换代，深化机械化换人、自动化减人，着力创建少人无人矿井。”中国矿业联合会会长彭齐鸣也指出，“采用高度工程化的技术，并结合人工智能、物联网和大数据等新兴关键技术的应用，实现数字化连接和各方面的运营优化，是矿业科技创新发展的新趋势。”

专业机构曾评选出“智慧矿山的十大发明”，集中现场自动化、矿山安全穿戴、矿山机械动力能源开发、三维地图科技、X射线衍射科技的利用、轨道系统自动化、仿真模拟器、环境友好型矿石开发技术、隧道掘进自动化等悉数入围。五矿勘查开发有限公司董事长王炯辉进一步认为建设现代化矿山需打破数据壁垒，“智慧矿业是一个生态系统，具有自我迭代和演化能力，加强现代化矿山建设，必须打破矿业权生命周期各环节及各业务中心之间的数据壁垒，建设集数据集中、集成、共享、分析和挖掘等于一体化的平台，更好地将数据作为资产加以组合利用，实现资产的保值增值。”

受益政策和技术的利好，各矿业企业深刻意识到引入数字技术的重要作用，并已经在创新技术研发和应用、加强智能矿山建设中获益。中国冶金矿山企业协会两化融合委员会副主任李文总结点出了资源空间可视化、生产装备高效化、过程控制自动化、作业计划专家化、生产执行数字化、安全管控标准化、管理业务协同化、决策支持数据化等智能矿山建设的关键领域需要持续倾力，但在发展期间也需要避免“靠技术手段解决一切，靠花钱购买成功，追求完美、舍本逐末，IT人员牵头、业务人员参与度低，把项目上线当成功，重建设、轻运维”的常见误区。

5G时代的入场者

2019年是中国无人矿车的商用元年，各大工程机械制造商在无人矿车领域布局，数据显示，目前国内露天矿山存量矿车智能化改装和运营即有六、七千亿的市场规模。而这只是矿业智能化的一个方面，5G时代的到来让矿业在拥抱数字化期间有了更多实际场景。

近年来，三大运营商都在积极探索5G与传统矿业的融合发展，“5G智能矿山”是“5G工业互联网”最典型、成效最为显著的应用场景之一。经济学家史炜把5G智能矿山喻为新生产力的标志，“5G智能勘测能够推进识别技术、传感系统以及VR技术的应用和创新；5G智能开采可以促进深度探测和地质变动预警预判科技的应用。5G智能矿山的顶层设计需要打通数据采集和识别节点的流程、打通智能设备与生产流程的对接通道、打通网络覆盖与生产流程的对接关系等。”中國工程院院士王国法将5G+智能化矿山建设目标分为三步，“第一步是构建智能化矿山管控平台，建立矿山5G网络基础系统、企业云平台和大数据处理中心：搭建总体优化、区域分级、多点协同的开采、掘进及运输管控体系，实现数据的融合互联，工作面实现无人操作，输送系统无人值守，安全监测全息保障。第二步是建设5G+VR/ AR、智能引擎、无人驾驶矿山机器人技术为主的全矿井生产、虚拟维修、远程控制、实时调度的全流程、多要素快速运行体系，实现人机的主动交互，取消所有井下或作业面值守岗位人员。第三步是建设5G+价值提升体系，基于大数据分析及AI赋能、以人为本的全矿井活动场景化、虚拟化、专业化智慧生态体系，实现煤矿主要系统的自学习自决策；全面实现矿山生产、生活、生态的自主协调运行。”

这个兴盛的领域也迎来了众多实力强劲的合作者，尤以5G领域的巨头为重。据中兴通讯发布的《5G智慧矿山网络解决方案白皮书》，其将结合矿山数字化转型的需求，针对如何将5G技术全面应用于矿山行业，实现无人矿山、自动矿山、智能矿山，给出完整的、系统的解决方案。华为在智慧矿业方面更是动作不断。去年华为即携手中国移动在山西新元煤矿，于地下534米深处建成世界上最深的5G网络，147个5G基站高速联接，确保矿井工作正常运转。在5G控制室，工人可以远程操控机器，通过屏幕查看矿井的运行情况，并据实际情况实时进行相应技术处理。2月9日，华为与多家单位、机构联合成立的“智能矿山创新实验室”正式揭牌，该实验室将利用工业无线控制网络、工业光环网、云计算等ICT，助力山西实现煤矿减人增效、提高煤矿本质安全的目标。按照华为公司创始人任正非的说法，“2020年我们点亮了一个煤矿、一个钢厂、一个港口。未来2-3年，我们希望点亮千百个煤矿、钢厂、港口。在5G应用上，世界上多数ICT公司都没有选择矿山作为突破口，但我们选择了矿山。中国有5300多个煤矿、2700多个金属矿，如果能把8000多个矿山做好，我们就有可能给全世界的矿山提供服务。”