采礦作為古老的產(chǎn)業(yè)，其傳統(tǒng)生產(chǎn)方式是礦難等安全問題頻發(fā)、人工成本居高不下、礦工作業(yè)艱苦危險的重要原因。隨著“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的深度融合，智能礦山成為采礦行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，“5G+智能礦山”時代漸行漸近。

智能化作為引領(lǐng)礦業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量，正成為各方投資搶占的“風(fēng)口”。然而，機(jī)遇來臨的同時，也面臨著智能礦山建設(shè)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、避免過度概念炒作和行業(yè)無序發(fā)展的挑戰(zhàn)，這需要政府、行業(yè)、企業(yè)等勠力同心，共修“內(nèi)功”。

近日，工業(yè)和信息化部新聞宣傳中心、中國礦業(yè)聯(lián)合會智能礦山工作委員會共同主辦了“5G+智能礦山”論壇。工業(yè)和信息化部新聞宣傳中心總編輯王保平指出，5G在智能礦山的應(yīng)用仍是一個新課題，還需要更多專家學(xué)者和企業(yè)的探索實踐。

傳統(tǒng)模式被詬病 倒逼產(chǎn)業(yè)變革

煤炭是我國戰(zhàn)略支柱能源。在我國一次能源結(jié)構(gòu)中，2019年煤炭占比57.7%，2030年預(yù)計占比50.0%。傳統(tǒng)的煤炭開采模式在帶來財富的同時，也產(chǎn)生了沉重的代價。

中國科學(xué)院院士何滿潮介紹道，傳統(tǒng)的煤炭開采方式為“121工法”，由英國人于1706年提出，距今已有300多年。但是，“121工法”的弊端廣受詬病。

首先，“121工法”易造成資源損失，采區(qū)回采率為75%~85%，礦井采出率不到50%，煤柱損失約38.5億噸，價值約2萬億元；其次，“121工法”巷道掘進(jìn)量大，致使成本居高不下。據(jù)統(tǒng)計，萬噸掘進(jìn)率平均34米，以目前生產(chǎn)規(guī)模來看，年煤巷掘進(jìn)約13000千米，掘進(jìn)及相關(guān)成本超過千億元。此外，“121工法”還造成了生態(tài)破壞，據(jù)統(tǒng)計，全國生態(tài)破壞面積達(dá)2200萬畝，每年生態(tài)破壞增量以105萬畝遞增。

不僅如此，“獨頭掘進(jìn)，局部通風(fēng)，空頂作業(yè)”導(dǎo)致絕大多數(shù)安全事故發(fā)生在回采巷道。據(jù)統(tǒng)計，91.5%的安全事故都發(fā)生在巷道。

對此，何滿潮表示，隨著第三次采礦技術(shù)革命的到來，要開展5G與智能礦業(yè)的對接融合，借助5G等新技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)工法，實現(xiàn)全礦井智能化控制、自動采煤、智能決策。

“‘智能礦山’是將人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、地理信息技術(shù)、智能機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實等高新技術(shù)，應(yīng)用于礦山生產(chǎn)的各作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)礦山全流程、全生命周期的數(shù)字化與智能化，其終極目標(biāo)是實現(xiàn)‘無人礦山’?！北钡V智能科技有限公司總經(jīng)理張元生解釋道。

實際上，礦業(yè)智能化發(fā)展由來已久。上世紀(jì)90年代，加拿大、瑞典、芬蘭等國先后制定了“智能化礦山”和“無人化礦山”的發(fā)展規(guī)劃，美國也開展了對地下煤礦的自動定位與導(dǎo)航技術(shù)研究，并獲得了商業(yè)化的研究成果。礦業(yè)正從人力礦山、機(jī)械礦山、數(shù)字礦山、感知礦山等不同業(yè)態(tài)，向自動化、智能化和無人化挺進(jìn)。

為順應(yīng)智能礦山發(fā)展大勢，2016年我國發(fā)布了《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016—2020年）》，提出未來5年要大力推進(jìn)礦業(yè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新，加快建設(shè)數(shù)字化、智能化、信息化、自動化礦山。

對此，中國礦業(yè)聯(lián)合會會長彭齊鳴表示：“采用高度工程化的技術(shù)，并結(jié)合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)字化連接和各方面的運營優(yōu)化，是礦業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的新趨勢?！?/p>

沒有標(biāo)桿參考 燈塔在自己手中

當(dāng)前國際競爭日益激烈，全球生產(chǎn)貿(mào)易鏈條分化重組，世界經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)逆全球化趨勢，中國經(jīng)濟(jì)向“內(nèi)外雙循環(huán)”格局轉(zhuǎn)變，“5G+智能礦山”在大變局時代下提速迫在眉睫。

而國內(nèi)智能礦山的研究與開發(fā)起步較晚，一些技術(shù)水平和裝備制造水平較低的礦企開展智能化建設(shè)難度較大。

“我國的‘5G+智慧礦山’建設(shè)，沒有標(biāo)桿可以參考，燈塔在自己手中。這需要從需求導(dǎo)入，建立行標(biāo)，繁榮生態(tài)?！比A為中國區(qū)5G創(chuàng)新部部長王法認(rèn)為，“抓住機(jī)遇，做大做強5G產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是全產(chǎn)業(yè)鏈的共同責(zé)任。”

今年4月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、自然資源部三部門聯(lián)合發(fā)布了《有色金屬行業(yè)智能工廠（礦山）建設(shè)指南（試行）》，針對基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造與建設(shè)、基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)、基礎(chǔ)服務(wù)型制造的智能服務(wù)應(yīng)用建設(shè)和基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新平臺建設(shè)四個方面提供了指導(dǎo)。

在指南的引領(lǐng)下，焦煤集團(tuán)、內(nèi)蒙古包鋼集團(tuán)、山西陽煤集團(tuán)等與基礎(chǔ)電信企業(yè)強強聯(lián)合，在山西龐龐塔礦井、內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)等地開展應(yīng)用5G技術(shù)支撐礦山轉(zhuǎn)型升級的積極探索，實現(xiàn)了礦卡無人駕駛，提升礦區(qū)生產(chǎn)安全性，降低勞動力成本。

“‘5G+智能礦山’是新生產(chǎn)力的標(biāo)志?！痹瓏野l(fā)展改革委經(jīng)濟(jì)體制與管理研究所主任史煒認(rèn)為，“‘5G+智能礦山’具體是指5G與智慧勘測、智能開采、智能生產(chǎn)、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、大數(shù)據(jù)+人工智能+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的新MES模式，智慧礦山下的新盈利模式等的結(jié)合?！?/p>

因此，史煒指出，打造“5G+智能礦山”的頂層設(shè)計，必須打通生產(chǎn)流程、數(shù)據(jù)采集和識別節(jié)點的流程、智能設(shè)備與生產(chǎn)流程的對接通道、網(wǎng)絡(luò)覆蓋與生產(chǎn)流程的對接關(guān)系、政府扶持與企業(yè)自主建設(shè)的關(guān)系、開放云與閉環(huán)云之間的數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易和流通方式、國家經(jīng)濟(jì)政策與技術(shù)政策協(xié)同推進(jìn)的壁壘、“5G+智能礦山”與資本市場的路障。

避免過度炒作 嚴(yán)把安全關(guān)

隨著“5G+智能礦山”的熱度飆升，各個市場主體紛紛追逐“風(fēng)口”，但實際效果令人深思。進(jìn)口的智能采礦設(shè)備不具備真正的生產(chǎn)能力，數(shù)據(jù)孤島導(dǎo)致生產(chǎn)管控平臺束之高閣，大量資金和運維成本投入?yún)s“打水漂”，“5G+智能礦山”似乎成了空中樓閣……

對此，兗礦集團(tuán)信息化總工程師劉坤提醒道：“雖然‘5G+煤礦’的理念很熱，運營商和各大礦企的積極性很高，但實際過程中卻存在過度炒作、虛假宣傳的情況。”

“與其他產(chǎn)業(yè)不同，煤礦有潛在的極端風(fēng)險，而安全的合規(guī)性極其重要。關(guān)于5G在煤礦的應(yīng)用一方面要積極開展試驗，另一方面要認(rèn)真思考5G在高度危險和對安全性有極高要求的環(huán)境中，應(yīng)該如何改造，而不僅僅是簡單地加個標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

對此，洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司副總經(jīng)理顧美鳳指出，“5G+智能礦山”要建設(shè)全流程智能管控系統(tǒng)，包括安全有效成產(chǎn)、數(shù)據(jù)同源共享、全程智能管控、成本動態(tài)可控、預(yù)防預(yù)測管理、實時預(yù)警分析。“最終要實現(xiàn)資源報國，讓天下沒有難采的礦，讓礦工更有尊嚴(yán)，讓礦業(yè)安全環(huán)保、高質(zhì)量發(fā)展?！?/p>

此外，東方測控技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)呂濤認(rèn)為：“保持產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定性、增強產(chǎn)業(yè)韌性是礦業(yè)企業(yè)在大變局時代必須要思考的問題，‘5G+智能礦山’為大變局時代中國礦業(yè)發(fā)展提供了有力的支持，提高了資本、勞動、資源、能源、環(huán)境、大數(shù)據(jù)的效率，提高了投資回報、企業(yè)利潤、員工收入、政府稅收等效益。

當(dāng)前我國在無人機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算等方面打造了“技術(shù)支點”。而“5G+智能礦山”的使命就是將“技術(shù)支點”連成“線”，堆成“面”，實現(xiàn)集成化應(yīng)用，讓技術(shù)帶動效益為“國內(nèi)國際雙循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展”提供產(chǎn)業(yè)支撐，把技術(shù)轉(zhuǎn)化為自身發(fā)展的強“內(nèi)力”。

作者：田瑞穎 來源：中國科學(xué)報