中國鐵合金網(wǎng)訊:關(guān)于智能礦山,國內(nèi)外已有很多實例。
國外方面,金礦行業(yè)的巴里克、鐵礦行業(yè)的力拓等全球礦業(yè)巨頭均屬于智能礦山領(lǐng)域的領(lǐng)航者。早在2008年,力拓便開啟了“未來礦山”計劃,力拓澳大利亞Northparkes礦山,已經(jīng)實現(xiàn)了一個人控制三臺鏟掘機進行作業(yè);力拓還運營著世界最大的無人駕駛卡車系統(tǒng),近期投入的無人駕駛火車系統(tǒng),將在力拓集團的1500公里西澳鐵路線上運行,該鐵路網(wǎng)連接其皮爾巴拉鐵礦和三個港口。所有的一切,力拓均通過其在西澳珀斯建立的遠程綜合網(wǎng)點中心進行監(jiān)控。
國內(nèi)智能礦山建設(shè)起步較晚,但站在巨人的肩膀上,通過引進國際上成熟技術(shù),部分企業(yè)已實現(xiàn)局部無人化、智能化,主要集中在礦卡無人化、挖掘機的半自主化以及機群管理與調(diào)度系統(tǒng)。
整體而言,國內(nèi)外礦山的無人化均處于初級階段,國外領(lǐng)先國內(nèi)。國外已經(jīng)發(fā)展到以運輸卡車無人駕駛為龍頭的自動化采礦階段。自動控制鉆機-穿孔作業(yè)、無人駕駛礦用卡車、GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)、邊坡位移實時監(jiān)測等已經(jīng)應用嫻熟。國內(nèi)僅僅部分大型企業(yè)實現(xiàn)了在管理和控制的各環(huán)節(jié)應用了管理和控制系統(tǒng),但集成水平仍較低。
目前,部分國內(nèi)大型礦山正在以智能化、高要求、高標準建設(shè)中,提前布局未來技術(shù),也許能讓國內(nèi)礦山在智能領(lǐng)域上“超車”。
近期,英文行業(yè)網(wǎng)站《環(huán)球采礦網(wǎng)》評選了“智慧礦山的十大發(fā)明”,有些發(fā)明可能創(chuàng)新價值更勝過實用意義,但有些可能就是未來礦山的“真實樣子”。
第十名:集中現(xiàn)場自動化
礦山集控就像一個“大腦”,通過一套算法,迅速協(xié)調(diào)各個單位的合作,最大程度地提高效率,減少浪費,同時提高工人的舒適度、減少安全隱患。
第九名:礦山安全穿戴
采礦過程中,人身安全始終是第一位的。
智能頭盔(SmartCap)公司推出了一款產(chǎn)品,這是一款搭載傳感器的PPE材質(zhì)頭盔,他可以持續(xù)不斷地檢測疲勞度指標、測量預警,有效減少因精神不集中而產(chǎn)生的事故。
世紀礦業(yè)(Centennial Coal)公司發(fā)明了一款特殊的礦靴,能提供靴底穩(wěn)定性和腳踝支撐,同時具備防水設(shè)計,在工作中全面保護工人健康。
第八名:礦山機械動力能源開發(fā)
南非礦業(yè)集團Harmony Gold已經(jīng)發(fā)明出可直接利用的太陽能動力,他們還在做一項有趣的實驗,利用礦山培育生物作物,產(chǎn)生天然氣,應用于礦山機械和礦山裝備。
目前,汽車運輸作為靈活性最大的一種運輸方式,是國內(nèi)礦山主要運輸方式之一,尤其在我國露天礦山,其年礦石運量占比約為50%。在全國生態(tài)環(huán)保工作如火如荼的大背景下,礦山綠色運輸成為我國礦業(yè)領(lǐng)域生態(tài)文明建設(shè)亟需解決的重要一環(huán),而新能源汽車開發(fā)是個重點。
2016年11月16日,全球首款采用新能源技術(shù)的礦用車——東風巨無霸混合動力礦用車DF45E在深圳第十八屆中國國際高新技術(shù)成果交易會舉行首發(fā)儀式。它的問世,不僅填補全球新能源礦用車的空白,也將帶動國內(nèi)礦山運輸行業(yè)降低成本、突破困局。
第七名:三維地圖科技
3D地圖技術(shù)能夠幫助采礦團隊的所有人,包括管理者和一線礦工,在同一個視圖景象中工作。尤其適合一些條件較好的區(qū)域,采煤(礦)機一旦啟動,就能智能地在最短的時間內(nèi),一滴不剩地采完所有資源。目前該技術(shù)已得到廣泛應用。
第六名:X射線衍射科技的利用
衍射科技,對于辨別礦石中的有效成分幫助很大。著名的ALROSA已經(jīng)將這一技術(shù)運用于鉆石礦中,并且正在擴大應用范圍。這一技術(shù)成熟之后,有可能實現(xiàn)將持續(xù)了上百年的“地下采礦”轉(zhuǎn)移為“地上采礦”。
該技術(shù)在試驗系統(tǒng)應用廣泛,但其應用范圍擴大進程較慢,且技術(shù)亟需突破,以適應大范圍、高精度的現(xiàn)場應用。
第五名:軌道系統(tǒng)自動化
上文提到,力拓最早進入自動化重型鐵路的探索,為繁忙的采礦組提供快捷、安全的運力,貫通礦山開采從挖掘到以后環(huán)節(jié)。礦山自動手推車和鐵路系統(tǒng)不僅將成為可能,還將成為常態(tài)標配。
第四名:重新設(shè)計挖掘機
引領(lǐng)挖掘機革命的是液壓技術(shù)。一些大品牌,例如日立公司優(yōu)化了能耗與峰值任務(wù)表現(xiàn)之間的平衡。斗山和沃爾沃也取得了巨大成就,他們深化了以前的設(shè)計,開發(fā)單一功能部件,例如用獨立履帶輪控制不可預知的失控情況。
第三名:仿真模擬器
VR技術(shù),在礦上有其獨特的意義,目前,該技術(shù)主要用于培訓,可以解決書本知識無法解決的實戰(zhàn)問題,尤其適合緊急狀態(tài)、意外事故等無法還原場景的培訓。
近期,隨著5G技術(shù)的到來,VR技術(shù)將再次升級,5G不僅僅是下載速度快,而是傳輸速度非常非常快,代表著遠程操作的實時性將更加精確、更加穩(wěn)定、更加便捷。
今年,華為“秀”了一把5G網(wǎng)絡(luò)下的遠程無人采礦系統(tǒng)。華為的這項技術(shù),可以讓礦山工人們在任何一個地方,只需要坐在類似于駕駛室的控制椅上,通過操作臺實際進行控制,就能在大屏幕通過5G網(wǎng)絡(luò),控制著操作臺上的操作桿,就能完成功工地的采礦挖掘,甚至礦產(chǎn)裝卸運輸?shù)鹊龋∪绻摷夹g(shù)搭配VR技術(shù),則真正實現(xiàn)遠程實時,全模擬采礦。
第二名:環(huán)境友好型礦石開發(fā)技術(shù)
能源和水,是礦石開采流程中最大的兩項需求,然而,最新科技正在改變這一需求。力拓公司(Rio Tinto)建立了一套新的流程,命名為“銅業(yè)新浪潮(Copper NuWave)”。這一流程通過微波探測礦石中銅含量,有效識別富礦石和貧礦石,減少了資源浪費和無用功。
第一名:隧道掘進自動化
隧道掘進幾乎涉及礦業(yè)所有垂直利益:比如精準度、速度,目前還無法做到“一鍵解決”的自動化程度,但已經(jīng)非常接近了。
特斯拉老板埃隆·馬斯克入行基建工程,一舉拿下拉斯維加斯的一個基建項目。馬老板這家基建公司名叫:the Boring Co.,boring這個單詞的意思,就是“隧道掘進”。
2016 年12 月17日,埃隆·馬斯克發(fā)Twitter吐槽說,堵車快把他逼瘋了,他要制造一個挖隧道的機器。后來他對媒體說,本來只是想挖著玩玩的,沒想到竟然挖出了新科技、挖出了礦業(yè)的新未來。
The Boring Company研發(fā)的 Line-storm 盾構(gòu)機,最大的特點是實現(xiàn)了連續(xù)挖掘隧道。另外,以前的盾構(gòu)、掘進需要多人操作,而 Line-storm 實現(xiàn)了自動化混凝土澆筑工藝,工人可以通過 XBOX 控制器來操作,效率和安全性同時提升。
西班牙馬德里卡洛斯三世大學正在開發(fā)一種能以全自動模式開挖小直徑隧道的機器人,據(jù)悉,該機器人將通過自動開挖技術(shù)、測繪與導航技術(shù),實現(xiàn)地下線纜、地下水與天然氣管道的全自動化開挖施工。
該項目無論成功與否,礦業(yè)未來便是融合自動隧道掘進技術(shù)、自動測繪與導航技術(shù)、自動礦物有用組分識別與提取技術(shù)、自動填充與修復技術(shù)融為一體的智能掘進機器人。
《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016-2020年)》明確提出未來5年要大力推進礦業(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,采礦業(yè)的智慧化建設(shè)開始進入新階段。而在機器人與人工智能加速爆發(fā)的積極形勢下,服務(wù)于采礦業(yè)的采礦機器人也迎來發(fā)展良機。(轉(zhuǎn)自礦業(yè)匯,部分內(nèi)容來源于煤機網(wǎng)、環(huán)球采礦網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)資料)
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