礦業發展新趨勢:綠色、智能和可持續發展智慧礦山

日期: 2018-08-03 17:33:53

2018年5月1日起,《智慧礦山信息系統通用技術規范》(GB/T34679-2017)開始實施。標準規定了智慧礦山的系統構架、基礎網絡、數據倉庫、地理信息、傳感感知、工業自動化、平臺軟件、地質保障軟件、安全保障軟件、生產管理軟件、礦山ERP軟件、大數據分析軟件、綜合調度軟件和應急指揮軟件等信息系統通用技術要求。準適用于指導礦山企業的智慧化信息系統設計和建設。

該部技術規范是我國第一部以“智慧礦山”命名的標準規范,從一定程度上意味著智慧礦山建設開始以國家標準的形式落地推廣。智慧礦山建設趨勢,必然服從于世界能源科技的發展趨勢,也服從于我國能源結構升級調整的需要。國家《能源技術革命創新行動計劃(2016—2030年)》指出:到2050年,“全面建成安全綠色、高效智能礦山技術體系,實現安全綠色、高效智能生產。”

另外,產業趨勢變換的影響是綜合性的,其中一個方面便是對產業人力資源結構的調整。未來,傳統采礦業人才需要具備更加“T”型的能力,必然要適應從偏硬(硬件)向偏軟(軟件)的過渡,從傳統采礦技術向機電化、信息化兼容。

礦業發展新趨勢:綠色、智能和可持續發展智慧礦山

一直以來,礦山開采行業因為多方面的客觀因素,比如采礦條件復雜、生產體系龐大、采掘環境多變等,而面臨著巨大挑戰。隨著智慧化成為繼工業化、電氣化、信息化之后,世界科技革命又一次迎來新的突破。建設綠色、智能和可持續發展的智慧礦山成為礦業發展新趨勢。

智慧礦山的發展

從最初的礦山生產模式發展至今,大致經歷了四個階段:

1、原始階段,即主要通過手工和簡單挖掘工具進行礦產采掘活動,無規劃、低效率、資源浪費極大。

2、機械化階段,即大量采用機械設備進行礦產生產活動,機械化程度較高,但仍無規劃、生產較粗放、資源浪費比較嚴重。

3、數字化礦山階段,采用自動化生產設備進行作業生產,采用信息化系統作為經營管理工具,實現數字化整合、數據共享,但仍面臨系統集成、信息融合等諸多問題,而且核心仍圍繞擴大開采量,對綠色開采、人文關懷、可持續發展等方面仍不夠重視。

4、智慧礦山階段,通過智能信息技術的應用,使礦山具有人類般的思考、反應和行動能力,實現物物、物人、人人的全面信息集成和響應能力,主動感知、分析、并快速做出正確處理的礦山系統。人為的因素將降低最低程度,礦山企業的人財物產銷存等能協同、自動運作,實現礦山企業的集約、高效、可持續發展。新一代互聯網、云計算、智能傳感、通信、遙感、衛星定位、地理信息系統等各項技術的成熟與融合,實現數字化、智能化的管理與反饋機制,為智慧礦山發展提供了技術基礎。在芬蘭、加拿大、瑞典等發達國家已為此目標發展了20多年,我國正處于起步階段。

智慧礦山的特征

與以前各階段相比,智慧礦山具有如下特征。

1)可持續。前三個階段的礦山生產模式都重在礦產生產的管理,呈現出從單一提高礦產生產效率到綜合提高礦產生產與經營管理的整體效率提升的發展趨勢。到了智慧礦山階段,不僅關注礦山生產,更綜合考慮了生產與經營管理的協調、企業與人的協調、資源開采與環境的協調,關注企業的穩定、可持續發展,從而使礦山具有更持久的生命周期。

2)自動。礦山生產模式的發展歷程實際上是生產工具的發展過程,智慧礦山利用遙感技術、智能技術實現對礦山運作的自動、實時感知;并能將歷史數據進行存儲和歸類處理,形成基于特定場景的響應處理,形成接收、分析、響應的閉環過程,具備了生物智能。人工參與的程度反映其智慧發展的程度,有學者稱“無人”是智慧礦山的終極標志。

3)整體協同。強調各系統的開放、信息的整合、運作的協同,發揮礦山管理的整體功能。具體體現如:自動采集礦井中的特定氣體指標、實時進行分析,并根據歷史數據和設定閥值在超量指標時及時發出警告甚至啟動緊急救生裝置等;根據經營管理電子商務平臺收到的訂單數量、產品規格指標等,定期分析并反饋到生產部門,根據歷史產銷關系、產品指標與生產配方關系等數據,相應控制生產數量和生產冶煉配方等,實現產銷平衡等等。

4)隨時隨地。原始階段的生產地點局限于生產作業現場的單點,局限于生產作業現場的特定環境條件;機械化階段的生產地點可擴展到生產作業面,并擬補了特定環境條件的局限性;數字化礦山則通過信息化手段實現遠程操作,生產操作地點可以擴展到信息化所能達到地方;智慧礦山則通過衛星地理定位技術、遙感技術、移動互聯、大數據處理等新一代信息技術實現無處不在、無時不在的隨身智能融合服務。

智慧化是礦山技術發展的最高形式,只有實現了智慧化、才能極大的提高生產效率和安全水平,并從根本上實現安全礦山、和諧礦山。

 


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