智慧大腦守護礦山生命線(xiàn)
人們印象中“苦、累、險、重”的礦山生產(chǎn)正在改變。日前，國家礦山安全監察局等7部門(mén)印發(fā)《關(guān)于深入推進(jìn)礦山智能化建設 促進(jìn)礦山安全發(fā)展的指導意見(jiàn)》提出，到2026年，全國煤礦智能化產(chǎn)能占比不低于60%，智能化工作面常態(tài)化運行率不低于80%，打造一批單班作業(yè)人員不超50人的智能化礦山。
礦業(yè)發(fā)展關(guān)乎國家能源資源安全，安全生產(chǎn)關(guān)系萬(wàn)千礦工家庭。以智能化建設推動(dòng)礦山減人、增安、提效，是礦業(yè)轉型升級的重要目標。當前進(jìn)展如何？尚存哪些瓶頸待突破？帶著(zhù)這些問(wèn)題，記者走訪(fǎng)了多家企業(yè)和行業(yè)專(zhuān)家。
應用穩步鋪開(kāi)
走進(jìn)內蒙古準格爾旗黑岱溝露天煤礦生產(chǎn)現場(chǎng)，一輛載重達330噸的礦用卡車(chē)正進(jìn)行裝載，前進(jìn)、倒車(chē)、�？�，作業(yè)過(guò)程如行云流水。讓人驚奇的是，這個(gè)龐然大物的駕駛室中卻并無(wú)司機，車(chē)輛通過(guò)智能調度，實(shí)現全程無(wú)人駕駛。
“在夜間或天氣較差時(shí)，全天候不間斷生產(chǎn)作業(yè)曾是對礦用卡車(chē)駕駛員最大的考驗之一。無(wú)人駕駛技術(shù)正將礦工從危險辛苦的環(huán)境中解放出來(lái)�！眲偨Y束一組試驗任務(wù)的準能集團黑岱溝露天煤礦智能化建設管理中心現場(chǎng)技術(shù)主管石峰介紹。
石峰告訴記者，作為國家首批智能化示范煤礦，黑岱溝露天煤礦以5G+無(wú)人駕駛為依托，以點(diǎn)帶面，向設備遠控、綜合安全管控等多個(gè)智能化領(lǐng)域延伸。目前已累計開(kāi)通5G基站48座，對47臺礦用卡車(chē)完成無(wú)人駕駛改造，累計運輸6.2萬(wàn)車(chē)次，里程達28.3萬(wàn)公里，完成剝離量691.5萬(wàn)立方米，極大提高了礦區安全生產(chǎn)能力和整體作業(yè)效率。
從機械化換人到自動(dòng)化減人，再到智能化無(wú)人，礦山智能化建設被認為是提升礦山本質(zhì)安全水平、推動(dòng)礦山安全治理模式向事前預防轉型的重要途徑。近年來(lái)，隨著(zhù)頂層設計不斷優(yōu)化以及相關(guān)技術(shù)持續賦能，我國礦山智能化建設取得較快進(jìn)展。
數據顯示，截至去年年底，全國共建有煤礦智能化工作面1651個(gè)，擁有智能化工作面的煤礦達758處，892處非煤礦山鉆爆、鏟裝、破碎、運輸等環(huán)節實(shí)現智能化和固定崗位無(wú)人值守，30類(lèi)2640臺（套）機器人在礦山應用，965臺無(wú)人駕駛車(chē)輛在50余處露天礦山推廣應用。
此次出臺的《指導意見(jiàn)》將進(jìn)一步加速礦山智能化建設進(jìn)度。國家礦山安監局安全基礎司相關(guān)負責人介紹，文件從強化頂層設計、堅持創(chuàng )新驅動(dòng)、加快數字化進(jìn)程、拓展智能化場(chǎng)景、提高整體應用水平等方面，為推進(jìn)工作提供了詳細指南；對完善法規標準、加強基礎研究、突破關(guān)鍵技術(shù)、強化人工智能應用、加快危險繁重崗位機器人替代等提出了具體要求；明確通過(guò)加強組織協(xié)調、加大政策支持、加快人才培育、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同，深入推進(jìn)礦山智能化建設，促進(jìn)礦山安全發(fā)展。
有序推進(jìn)改造
什么樣的礦山才能被稱(chēng)為“智慧礦山”？這是多家企業(yè)在推進(jìn)礦山智能化建設工作時(shí)都會(huì )遇到的困惑。
“有的人覺(jué)得在礦山作業(yè)面裝上傳感器，有了數據就是智能化建設，其實(shí)這是高級自動(dòng)化。而智能化本質(zhì)在于會(huì )感知、能思考，實(shí)現自主決策與自主執行�！敝袊こ淘涸菏扛鹗罉s言簡(jiǎn)意賅地解釋了智能化的含義。
葛世榮分析，礦山向智能化邁進(jìn)，需厘清數字化、自動(dòng)化、智能化的內涵。其中，數字化是基礎底座；自動(dòng)化則是進(jìn)入物理裝置層面，即通過(guò)對計算機編程使機械裝備按照一定規定動(dòng)作運行；智能化是以上述二者為基礎，讓礦山生產(chǎn)擁有如人腦般的自適應調控能力。
礦山生產(chǎn)涉及地質(zhì)調查、掘進(jìn)、開(kāi)采、運輸、分選、安全控制等多個(gè)環(huán)節。目前，多處場(chǎng)景正向智能化躍升。比如，在地質(zhì)調查方面，中國地質(zhì)調查局自然資源綜合調查指揮中心地質(zhì)調查主流程信息化科技創(chuàng )新團隊提出了深度學(xué)習地質(zhì)填圖技術(shù)方法，將近百年地質(zhì)人員填圖的方法、經(jīng)驗和知識形成可計算的知識庫，應用深度學(xué)習方法，預測填圖單位及巖性，準確表達地質(zhì)體空間分布形態(tài)、展布方向和相互關(guān)系。
在礦物運輸方面，礦井主運輸系統智能巡檢得到應用推廣。通過(guò)開(kāi)展膠帶運輸機煤量在線(xiàn)監測和異物、跑偏、堆煤、大塊煤智能識別，實(shí)現礦井主運輸系統智能啟停、調速和預警，顯著(zhù)降低運輸系統能耗，減少了人工巡檢頻次。
大模型問(wèn)世成為人工智能發(fā)展分水嶺，礦山迎來(lái)行業(yè)首個(gè)AI大模型。2023年7月18日，山東能源集團聯(lián)合華為公司發(fā)布的盤(pán)古礦山大模型正式上線(xiàn)。據介紹，該大模型目前已應用于山東能源集團30多家煤礦，涵蓋采煤、掘進(jìn)等9個(gè)專(zhuān)業(yè)，孵化49個(gè)細分場(chǎng)景，有望解決此前礦山在智能化應用上的場(chǎng)景碎片化問(wèn)題。
“數據只有轉化成知識，才能體現出價(jià)值�！痹诟鹗罉s看來(lái)，現階段礦山大模型能夠將過(guò)往分散于各部門(mén)的數據集中起來(lái)，做到“可聯(lián)”，是行業(yè)的有益探索。但仍需在“可感、可知、可控”方面久久為功，由單個(gè)工作面、單個(gè)子系統的單點(diǎn)智能化升級到裝備、數據、算法、流程的全系統智能化，實(shí)現數據共享與融合分析，從而做到智能決策和聯(lián)動(dòng)控制，賦能礦山建設發(fā)展。
保障常態(tài)化運行
當前，礦山智能化基本解決了從無(wú)到有的問(wèn)題，但整體仍處于起步階段。一位礦企負責人曾打趣，自從安裝了智能化設備，反而多了一批維修部隊全天候待命，在設備發(fā)生故障時(shí)第一時(shí)間搶修。
無(wú)奈調侃的背后，更多的是對礦山智能化常態(tài)化運行的期待。此次出臺的《指導意見(jiàn)》特別提到，要保障智能化常態(tài)化運行，鼓勵企業(yè)通過(guò)管理理念創(chuàng )新和生產(chǎn)流程再造，構建礦山智能化常態(tài)化運行新模式，組建高水平智能化運維團隊，保障智能化系統和裝備常態(tài)化運行；鼓勵將智能化裝備和系統常態(tài)化運行率納入礦山智能化建設評價(jià)關(guān)鍵指標，盡快實(shí)現礦山生產(chǎn)少人化、無(wú)人化。
對此，多地正因礦施策，抓緊打通堵點(diǎn)。比如，在煤礦方面，貴州計劃推動(dòng)260處煤礦加快智能化輔助系統達標建設和升級迭代，到2026年，貴州省所有生產(chǎn)煤礦實(shí)現智能化輔助系統常態(tài)化運行。
在非煤礦山方面，河南劃定時(shí)間節點(diǎn)，在全國率先制定非煤礦山智能化建設標準，相繼出臺非煤露天礦山、地下礦山、鹵水開(kāi)采企業(yè)智能化建設標準和評估辦法，細化各生產(chǎn)系統功能要求、權重占比、評分方法，為智能化建設分步實(shí)施提供了遵循。
智能化常態(tài)化運行，重點(diǎn)在于關(guān)鍵核心技術(shù)與裝備制造的穩定支撐。此前，大型礦井智能掘進(jìn)、防沖鉆孔泄壓、智能輔助運輸、重載作業(yè)和露天礦無(wú)人駕駛機器人5個(gè)項目已列入科技部支持的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“智能機器人”專(zhuān)項，并予以重點(diǎn)支持；煤礦機器人示范作用得以發(fā)揮，兩批92個(gè)礦山機器人典型應用場(chǎng)景已正式公布。
國家礦山安監局安全基礎司相關(guān)負責人表示，下一步將加大科技攻關(guān)力度，繼續協(xié)調政策支持，加快礦山智能化技術(shù)裝備研發(fā)應用，著(zhù)力提升智能裝備和機器人可靠性。此外，加強示范引領(lǐng)，考慮不同地區、不同礦種、不同生產(chǎn)條件、不同開(kāi)采方式等因素，選樹(shù)一批建設水平高、示范性強的智能化標桿礦山，供企業(yè)學(xué)有標準、干有方向。
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