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一座金矿的数智化“变形记”

倪雨晴 21Tech 2024-04-11

“只有起点,没有终点。”




来源:21tech(News-21)

作者:倪雨晴

编辑:陶力  卢陶然

图源:图虫




在北纬36°的黄金海岸线地带,坐落着中国的“黄金之城”,它便是烟台西部的莱州。富饶的金矿是当地核心的基础产业,但矿业却饱受安全问题的困扰。

如今,历经上一阶段的机械化转型后,莱州的金矿正在进行一场自动化、无人化的新变革。

2月15日,在山东黄金焦家金矿地下77米,21世纪经济报道记者近距离观察了无人驾驶,通过华为搭建的Wi-Fi6 Mesh无线网络,司机只需在办公室远程操控,大型铲运车就能在井下灵活运行;在不远处的三山岛金矿,多位年轻矿工正在地面室内远程破碎矿石,只需要操作手柄就可以指挥地下数百米深处的机械臂执行任务。

这是矿业数字化、智能化演进的一个缩影。对于山东黄金等矿企而言,数智化既是自身需求也是行业发展大势,同时,矿山安全生产和数字经济的系列政策都大大推动了矿业转型进程。


华为煤矿军团MKT与解决方案销售副总裁陈文丰向21世纪经济报道记者表示,目前国内外多数矿山处于机械化和自动化之间,金属矿山(黄金、铁矿)还在自动化和信息化阶段,智能化潜力巨大,未来3-5年,将在运输、选矿等环节加速提升。



黄金矿工“线上”掘金 


图为远程操控的无人铲运车
采访对象供图

在以往的印象中,矿工们在幽暗潮湿的地下作业,不得不受到噪音、粉屑的污染伤害,淘金面临着各种安全风险。近年来,矿工正在展现新的面貌,在地面宽阔明亮的调度中心室,工人们可以在显示器、操控台上直接进行挖矿。

尽管当前完全无人化并不现实,但是越来越多的黄金矿工正在从井下走至矿上,使得“线上”掘金成为可能。转变的背后则是新一代信息技术的运用,包括F5G、5G、WiFi6、工业互联网、AI大模型等。科技正在矿业掀起数实融合的革命,从采矿、运输、选矿,到冶炼等环节都进行着产业升级。


在莱州湾畔,山东黄金三山岛副井正朝着目标深度1915米掘进,副井建成后将成为国内乃至亚洲最深的竖井工程。而随着矿山开采深度的逐步加深,高温、高湿、低氧等环境对作业安全性带来更大挑战,岩爆、涌水等不确定因素也随之增加,通过数字化防范安全问题的需求迫切。

三山岛金矿内部人士向记者表示,目前山东黄金已经建立三维可视化的综合管控平台,实现了矿山安全生产的矿石流全流程可视化智慧管控,电机车无人驾驶系统,遥控凿岩台车等应用。通过关键生产工艺流程的数智化,三山岛金矿生产效率同比提高20%以上,年产生直接经济效益8000多万元。

21世纪经济报道记者在调度中心现场看到,矿工在碎石机远程控制系统下就能轻松控制井下的凿岩台车,并且可以随时切换30多个碎石场地的画面。“这一系统减少了80%的现场作业人员,矿工的安全有保障,交班时间大大节省,破碎作业量随之提高。在后续运输段,电机车无人驾驶系统改变了井下的运输方式,实现了远程装矿、无人驾驶、自动卸载的井下有轨运输作业,运输效率提高25%以上。”前述人士说道。

另一厢,焦家金矿的深井实现了铲运设备的无人化,2022年9月,山东黄金与华为共同在焦家金矿建成了国内首个矿山Wi-Fi6易联网(Wi-Fi6 Mesh),从此铲运车可以远程驾驶。事实上,优越的网络连接仍是当前金矿的核心需求之一,在联网之后数字化、智能化才有发展基础,无线、5G等通信技术也针对不同场景形成互补。

在铲运车的场景中,Wi-Fi6 Mesh的无线传输技术可以将时延降低至10-20毫秒,最好的状态下甚至能达到5毫秒,而类似的产品普遍时延在100毫秒以上,这意味着Wi-Fi6 Mesh的传输画面的实时性非常高。

技术人员告诉记者,在金矿中Wi-Fi6相比5G更合适,隧道狭小曲折对5G信号有较大遮挡,并且使用Wi-Fi6成本能够比5G降低2/3以上,而由于黄金开采隔几个月就需要更换场地,Wi-Fi6更容易以低成本进行迁移铺设。

5G亦有用武之地,比如5G凿岩台车远程遥控系统能够实时准确地完成凿岩作业,井下斜坡道5G连续覆盖达10余公里。事实上,焦家金矿从2007年就开始了数字矿山建设,先后投资6000余万元,记者了解到,随着转型的深入,当前负责数字化运营的信息中心也从辅助部门成为主力部门。


“只有起点,没有终点”


据华为方面介绍,目前其与山东黄金的合作,已覆盖了诸如凿岩台车远程遥控、远程破碎、智能溜井、电机车无人驾驶、斜坡道综合管控等36个应用场景和24个项目方案。

在漫长的数字化转型中,矿业的智能化已经起步,但仍面临着多维度的挑战。山东黄金集团矿管集团副总经理、焦家金矿党委书记、矿长王成向记者表示,挑战之一在于如何在有限的空间内快速地传递信息,另一方面高温高湿的特殊地理环境也需要针对性的解决方案,同时行业非常需要复合型人才。


在陈文丰看来,煤矿或者矿山的智能化只有起点,没有终点,“国内4000多个煤矿,还有1万多个金属矿山,地下所有的地质情况都各不相同,仅仅是一个工作流的采掘机运通或者提升,并不能够包含所有的场景。所以解决方案如何去适配是一个非常大的挑战。”


数据显示,目前我国约有非煤矿山企业4万个,非煤矿山3.7万余座,其中金属非金属矿山约2.9万座,小型金属非金属矿山数量占总量的86.4%。数量庞大且分散的非煤矿山需要技术的加持来提高安全系数,同时不同属性的矿山之间差别很大,对于技术侧,如何将工业互联网等能力复用也是难题。

而华为在数字化战场选择新赛道也面临着激烈竞争和挑战。煤、矿是华为率先选中的领域,在2021年军团计划浮出水面时,煤矿军团是首先成立的军团,华为创始人任正非也多次为煤矿军团业务发声,在开拓新市场的冲锋中,煤矿军团是先锋队伍,而军团也有着营收、合同量等指标考量。

陈文丰表示:“煤矿军团是第一个军团,挣快钱不是军团需求。我们通过军团更多要探索细分行业的作战模式,为行业找技术,2012实验室的很多天才少年也参与其中,他们也卷入到了客户界面上来。”

在矿山推进智能化淘金的同时,华为也在挖掘数字化金矿。








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