以力拓皮爾巴拉鐵礦、建龍重工思山嶺鐵礦為例，進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，希望對于業(yè)內(nèi)人士真正了解和掌握智能礦山基本情況提供一些參考、幫助。

目前，我國智能化發(fā)展存在的主要問題是：

1、國內(nèi)采礦裝備的技術(shù)水平相對落后，尤其是其自動化及信息化水平尚不能滿足智能開采要求;

2、缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的井下綜合通信、定位導(dǎo)航等實現(xiàn)智能開采的支撐技術(shù)與軟件平臺;

3、相關(guān)技術(shù)研究力量分散，未能形成強大的研發(fā)團(tuán)隊。

智能礦山的推廣

我國的礦山六大系統(tǒng)等信息化建設(shè)，多數(shù)已建成了井下光纖主干通信網(wǎng)絡(luò)，視頻監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、自動化控制已在部分大中型礦山應(yīng)用——以進(jìn)口設(shè)備為主的遙控鏟運機、設(shè)備定位系統(tǒng)和井下地壓災(zāi)害監(jiān)控系統(tǒng)、先進(jìn)的礦業(yè)軟件，如國外的DataMine、Surpac和國內(nèi)的Dimine、3Dmine等。

國家支持

隨著國家不斷重視和扶持，國內(nèi)部分大中型礦山企業(yè)數(shù)字化設(shè)計工具普及率、關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率已經(jīng)得到一定程度的提高，智能化水平也在不斷提升。

國家立項開展了多項與智能化采礦相關(guān)的重點或?qū)ｍ椏萍脊リP(guān)項目，如“數(shù)字化采礦關(guān)鍵技術(shù)與軟件開發(fā)”、“地下無人采礦設(shè)備高精度定位技術(shù)和智能化無人操縱鏟運機的模型技術(shù)研究”、“井下(無人工作面)采礦遙控關(guān)鍵技術(shù)與裝備的開發(fā)”、“千米深井地壓與高溫災(zāi)害監(jiān)控技術(shù)與裝備”等項目，為進(jìn)一步全面開展智能礦山建設(shè)，奠定了良好基礎(chǔ)。

國外領(lǐng)先中國?

西方發(fā)達(dá)國家從上世紀(jì)90年代就開始研究智能開采技術(shù)，尤其是芬蘭、加拿大、瑞典等國家，為取得在采礦工業(yè)中的競爭優(yōu)勢，曾先后制定了“智能化礦山”和“無人化礦山”的發(fā)展規(guī)劃，中國從起步上比國外差了一大截!

芬蘭——IM和IMI計劃

芬蘭提出了智能礦山技術(shù)研究計劃(IM)——從1992年至1997年歷時5年，通過對資源和生產(chǎn)的實時管理、設(shè)備自動化和生產(chǎn)維護(hù)自動化三個領(lǐng)域的研究，初步建立智能礦山技術(shù)體系，提高露天礦和地下礦的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

1997年后，芬蘭在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了智能礦山實施研發(fā)技術(shù)計劃(IMI)，歷時3年，通過實施先進(jìn)技術(shù)技術(shù)，開發(fā)出機械裝備與系統(tǒng)，并在奧托昆普公司凱米地下礦進(jìn)行了開發(fā)試驗。

加拿大——MAP五年計劃

加拿大已經(jīng)完成論證并開始實施采礦自動化項目(MAP)五年計劃——基于國際鎳公司研發(fā)的地下高頻寬帶通信系統(tǒng)，研發(fā)遙控操作、自主操作和自調(diào)整系統(tǒng)等核心技術(shù)。

這使加拿大在采礦自動化技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先地位，保持了采礦工業(yè)的競爭優(yōu)勢，并形成了新的支柱技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

加拿大還制定出一項擬在2050年實現(xiàn)的遠(yuǎn)景規(guī)劃，即在加拿大北部邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)一個無人化礦山，通過衛(wèi)星操控礦山的所有設(shè)備，實現(xiàn)機械破碎和自動采礦。

近10年來，瑞典的山特維克公司、阿特拉斯科普柯公司等國際著名的采礦設(shè)備公司均在大力發(fā)展智能采礦裝備及相關(guān)技術(shù)。他們不僅開發(fā)的大量采礦設(shè)備具有很好的自動化或智能化功能，而且開發(fā)了多種智能礦山的技術(shù)與裝備系統(tǒng)，如AotoMine系統(tǒng)、OptiMine系統(tǒng)和MineLan系統(tǒng)。利用這些技術(shù)，他們正逐步由原來單一的設(shè)備供應(yīng)商向技術(shù)解決方案供應(yīng)商轉(zhuǎn)變。

以上為中外智能礦山建設(shè)的基本情況，接下來我們將以皮爾巴拉鐵礦和思山嶺鐵礦為例，看一看中國和國際一流之間的差距究竟在哪里。

力拓——皮爾巴拉鐵礦

早在2008年，力拓集團(tuán)就啟動了“未來礦山”計劃，部署了圍繞計算機控制中心展開的無人駕駛卡車、無人駕駛火車、自動鉆機、自動挖掘機和推土機……

無人駕駛卡車

目前，力拓集團(tuán)在4個礦山中，啟用來自日本小松公司的73輛無人駕駛卡車——通過精確的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，卡車能自動找到方向，并利用激光傳感器和雷達(dá)來發(fā)現(xiàn)障礙物。如果遇到故障，控制中心監(jiān)測到后和現(xiàn)場工作人員聯(lián)系，共同解決問題。

從這4個試水無人駕駛卡車的礦山開始，力拓集團(tuán)的計劃是將旗下所有的礦山推行自動化。據(jù)了解，這大約能降低15%的成本。

比起在公共交通的道路上，無人駕駛在礦區(qū)的應(yīng)用似乎要來得更為簡單--礦區(qū)的道路環(huán)境都被嚴(yán)格管制，對道路情況的把握度要高一些。比起人工駕駛，自動駕駛的卡車提高了安全性，同時還免去了人工輪班、上廁所等耗時的環(huán)節(jié)，連續(xù)工作24小時。

無人駕駛火車

無人駕駛火車是其中重要的一環(huán)，比起卡車，火車在鐵礦石運輸過程中扮演著更為關(guān)鍵的角色。

在皮爾巴拉地區(qū)，力拓集團(tuán)擁有15座礦山，連接它們之間的是1700公里的鐵路、11000多節(jié)火車廂。為了開發(fā)智能火車系統(tǒng)，力拓集團(tuán)斥資5.18億美元，引進(jìn)全新的信號系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、輔助駕駛技術(shù)等。

火車自動化升級的優(yōu)勢也很顯著——在不加列車數(shù)量的情況下，它避免員工倒夜班造成的延誤，提升火車運輸業(yè)務(wù)的效率和安全性。另一種預(yù)測是，火車的維修費也將隨著智能化的升級而降低。

一旦力拓集團(tuán)的無人駕駛火車投入使用，這將成為全球首個全面自動化、長距離載重火車運輸系統(tǒng)。據(jù)悉，無人駕駛火車將在2017年進(jìn)行大范圍測試，最快有望在2018年投入使用。

建龍重工——思山嶺鐵礦

科技部“國家重點研發(fā)計劃——深地礦產(chǎn)資源開采理論與技術(shù)研究項目”，國家安監(jiān)總局“超大規(guī)模、超深豎井攻關(guān)研究課題”5個依托礦山之一，國內(nèi)探明登記的最大單體鐵礦，被中國地質(zhì)學(xué)會評為2010年“十大地質(zhì)找礦成果”之一……這些亮麗標(biāo)簽都屬于一個鐵礦——思山嶺鐵礦。

行業(yè)精品

思山嶺鐵礦是由中國恩菲設(shè)計院承擔(dān)全部設(shè)計任務(wù)，由中國工程院于潤滄院士擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)的中國最先進(jìn)鐵礦項目之一。其項目總規(guī)模采選能力3000萬噸/年，分兩期建設(shè)，一期設(shè)計采選礦量1500萬噸，年產(chǎn)531萬噸鐵精粉。

在采礦方法上，思山嶺鐵礦項目選用大直徑空場嗣后全尾砂膠結(jié)充填采礦法。該項目采用的大直徑深孔采礦技術(shù)，最大孔深達(dá)55米，掘進(jìn)、鑿巖、出礦、運輸、提升完全實現(xiàn)自動化，人均勞效可達(dá)到25000—30000噸/人·年，居于世界先進(jìn)行列。

“巨無霸”的聚集地

思山嶺鐵礦項目規(guī)模超大，礦石處理量大，與之相匹配的許多設(shè)備的規(guī)格和型號都是目前全球應(yīng)用中的較大級別。

該礦選用的21噸大型電動和柴油鏟運機、高風(fēng)壓潛孔鉆機、中深孔液壓鑿巖臺車及電動液壓掘進(jìn)臺車等設(shè)備，均代表了目前世界采礦設(shè)備的先進(jìn)水平。其中，21噸的鏟運機為世界最先進(jìn)的大斗容電動鏟運機或柴油鏟運機。

鑿巖設(shè)備采用Simba364或Aries403潛孔鉆機，在鑿巖巷道內(nèi)向下打扇形孔，自動更換鉆桿、自動運行鑿巖作業(yè);

井下礦石運輸采用30噸架線式電機車牽引13輛底側(cè)卸礦車，每列車有效裝載量為263.5噸，單列車長度為總長約86米，10列列車同時運行。

電機車、礦車均為目前國內(nèi)運載量最大的地下運輸設(shè)備，電機車擬采用無人駕駛系統(tǒng)，遙控裝礦、自動控制運輸和卸載，實現(xiàn)運輸環(huán)節(jié)現(xiàn)場無人操作生產(chǎn)，確保運輸安全，提高地下運輸?shù)淖詣踊健?/p>