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5G“支点”撬动智能矿山加速演变

振动传感器 2020-09-04 29 0

向智能矿山演变是采矿行业的必然趋势。

采矿作为古老的产业,其传统生产方式是矿难等安全问题频发、人工成本居高不下、矿工作业艰苦危险的重要原因。随着“5G+工业互联网”的深度融合,智能矿山成为采矿行业未来发展的必然趋势,“5G+智能矿山”时代渐行渐近。

智能化作为引领矿业创新发展的重要力量,正成为各方投资抢占的“风口”。然而,机遇来临的同时,也面临着智能矿山建设规范、行业标准制定、避免过度概念炒作和行业无序发展的挑战,这需要政府、行业、企业等勠力同心,共修“内功”。

近日,工业和信息化部新闻宣传中心、中国矿业联合会智能矿山工作委员会共同主办了“5G+智能矿山”论坛。工业和信息化部新闻宣传中心总编辑王保平指出,5G在智能矿山的应用仍是一个新课题,还需要更多专家学者和企业的探索实践。

传统模式被诟病 倒逼产业变革

煤炭是我国战略支柱能源。在我国一次能源结构中,2019年煤炭占比57.7%,2030年预计占比50.0%。传统的煤炭开采模式在带来财富的同时,也产生了沉重的代价。

中国科学院院士何满潮介绍道,传统的煤炭开采方式为“121工法”,由英国人于1706年提出,距今已有300多年。但是,“121工法”的弊端广受诟病。

首先,“121工法”易造成资源损失,采区回采率为75%~85%,矿井采出率不到50%,煤柱损失约38.5亿吨,价值约2万亿元;其次,“121工法”巷道掘进量大,致使成本居高不下。据统计,万吨掘进率平均34米,以目前生产规模来看,年煤巷掘进约13000千米,掘进及相关成本超过千亿元。此外,“121工法”还造成了生态破坏,据统计,全国生态破坏面积达2200万亩,每年生态破坏增量以105万亩递增。

不仅如此,“独头掘进,局部通风,空顶作业”导致绝大多数安全事故发生在回采巷道。据统计,91.5%的安全事故都发生在巷道。

对此,何满潮表示,随着第三次采矿技术革命的到来,要开展5G与智能矿业的对接融合,借助5G等新技术改进传统工法,实现全矿井智能化控制、自动采煤、智能决策。

“‘智能矿山’是将人工智能、云计算、大数据、物联网、地理信息技术、智能机器人、虚拟现实等高新技术,应用于矿山生产的各作业环节,实现矿山全流程、全生命周期的数字化与智能化,其终极目标是实现‘无人矿山’。”北矿智能科技有限公司总经理张元生解释道。

实际上,矿业智能化发展由来已久。上世纪90年代,加拿大、瑞典、芬兰等国先后制定了“智能化矿山”和“无人化矿山”的发展规划,美国也开展了对地下煤矿的自动定位与导航技术研究,并获得了商业化的研究成果。矿业正从人力矿山、机械矿山、数字矿山、感知矿山等不同业态,向自动化、智能化和无人化挺进。

为顺应智能矿山发展大势,2016年我国发布了《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,提出未来5年要大力推进矿业领域科技创新,加快建设数字化、智能化、信息化、自动化矿山。

对此,中国矿业联合会会长彭齐鸣表示:“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。”

没有标杆参考 灯塔在自己手中

当前国际竞争日益激烈,全球生产贸易链条分化重组,世界经济出现逆全球化趋势,中国经济向“内外双循环”格局转变,“5G+智能矿山”在大变局时代下提速迫在眉睫。

而国内智能矿山的研究与开发起步较晚,一些技术水平和装备制造水平较低的矿企开展智能化建设难度较大。

“我国的‘5G+智慧矿山’建设,没有标杆可以参考,灯塔在自己手中。这需要从需求导入,建立行标,繁荣生态。”华为中国区5G创新部部长王法认为,“抓住机遇,做大做强5G产业互联网是全产业链的共同责任。”

今年4月,工业和信息化部、国家发展改革委、自然资源部三部门联合发布了《有色金属行业智能工厂(矿山)建设指南(试行)》,针对基础设施的数字化改造与建设、基于业务驱动的智能生产系统建设、基础服务型制造的智能服务应用建设和基于工业大数据的协同创新平台建设四个方面提供了指导。

在指南的引领下,焦煤集团、内蒙古包钢集团、山西阳煤集团等与基础电信企业强强联合,在山西庞庞塔矿井、内蒙古白云鄂博矿区等地开展应用5G技术支撑矿山转型升级的积极探索,实现了矿卡无人驾驶,提升矿区生产安全性,降低劳动力成本。

“‘5G+智能矿山’是新生产力的标志。”原国家发展改革委经济体制与管理研究所主任史炜认为,“‘5G+智能矿山’具体是指5G与智慧勘测、智能开采、智能生产、生产标准化、大数据+人工智能+工业互联网下的新MES模式,智慧矿山下的新盈利模式等的结合。”

因此,史炜指出,打造“5G+智能矿山”的顶层设计,必须打通生产流程、数据采集和识别节点的流程、智能设备与生产流程的对接通道、网络覆盖与生产流程的对接关系、政府扶持与企业自主建设的关系、开放云与闭环云之间的数据资产交易和流通方式、国家经济政策与技术政策协同推进的壁垒、“5G+智能矿山”与资本市场的路障。

避免过度炒作 严把安全关

随着“5G+智能矿山”的热度飙升,各个市场主体纷纷追逐“风口”,但实际效果令人深思。进口的智能采矿设备不具备真正的生产能力,数据孤岛导致生产管控平台束之高阁,大量资金和运维成本投入却“打水漂”,“5G+智能矿山”似乎成了空中楼阁……

对此,兖矿集团信息化总工程师刘坤提醒道:“虽然‘5G+煤矿’的理念很热,运营商和各大矿企的积极性很高,但实际过程中却存在过度炒作、虚假宣传的情况。”

“与其他产业不同,煤矿有潜在的极端风险,而安全的合规性极其重要。关于5G在煤矿的应用一方面要积极开展试验,另一方面要认真思考5G在高度危险和对安全性有极高要求的环境中,应该如何改造,而不仅仅是简单地加个标准。”

对此,洛阳栾川钼业集团股份有限公司副总经理顾美凤指出,“5G+智能矿山”要建设全流程智能管控系统,包括安全有效成产、数据同源共享、全程智能管控、成本动态可控、预防预测管理、实时预警分析。“最终要实现资源报国,让天下没有难采的矿,让矿工更有尊严,让矿业安全环保、高质量发展。”

此外,东方测控技术有限公司技术总监吕涛认为:“保持产业稳定性、增强产业韧性是矿业企业在大变局时代必须要思考的问题,‘5G+智能矿山’为大变局时代中国矿业发展提供了有力的支持,提高了资本、劳动、资源、能源、环境、大数据的效率,提高了投资回报、企业利润、员工收入、政府税收等效益。

当前我国在无人机、互联网、5G、云计算等方面打造了“技术支点”。而“5G+智能矿山”的使命就是将“技术支点”连成“线”,堆成“面”,实现集成化应用,让技术带动效益为“国内国际双循环经济发展”提供产业支撑,把技术转化为自身发展的强“内力”。

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