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一提起采礦，人們首先聯(lián)想到的是危險(xiǎn)漆黑的礦硐和一群蓬頭垢面的礦工。然而，當(dāng)《中國(guó)礦業(yè)報(bào)》記者近日來(lái)到位于湖北省宜昌市的一家磷礦生產(chǎn)企業(yè)——三寧礦業(yè)公司時(shí)，定格在記者內(nèi)心深處的這種傳統(tǒng)觀點(diǎn)，卻被徹底地顛覆了。

礦區(qū)內(nèi)層巒疊嶂，流水潺潺，綠茵鋪地，鮮花盛開，猶如置身于一個(gè)風(fēng)景如畫的景區(qū)。調(diào)度人員則坐在寬敞明凈的指揮中心，輕松地通過 VR 管控著井下采礦和平地選礦全流程，完全感覺不出這里是正在采礦的礦山。

這是三寧礦業(yè)有限公司在建設(shè)綠色礦山中打造生態(tài)智慧礦山的一個(gè)縮影。

“智能化是綠色礦山的應(yīng)有之義。在建設(shè)綠色礦山過程中，我們通過大力發(fā)展智能化，實(shí)現(xiàn)了井下采礦不見人、平地選礦無(wú)值守，打造出了一個(gè)生態(tài)智慧型礦山。”該公司總經(jīng)理王學(xué)梁頗為自豪地說(shuō)。

井下采礦不見人

只見機(jī)器忙，不見人蹤跡。當(dāng)記者隨著王學(xué)梁坐車來(lái)到井下的采掘和充填工作面，以及破碎硐室時(shí)，除了機(jī)器的轟鳴聲外，偶爾會(huì)遇到一兩個(gè)負(fù)責(zé)設(shè)備巡檢的工人。

這只是該公司依靠科技創(chuàng)新所帶來(lái)的巨變之一。

眾所周知，磷礦作為非金屬礦種，雖然被列入了國(guó)家戰(zhàn)略資源，但因其具有量大、質(zhì)低、資源稟賦深、市場(chǎng)價(jià)值低等特點(diǎn)，該礦種開采機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化水平一直處于較低的水平。

只有落后的行業(yè)，沒有落后的企業(yè)。該公司為了提升礦山智能化水平，徹底改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的落后面貌，開始向科技問計(jì)。他們先后建設(shè)了湖北省礦山類首家院士工作站和省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心，使礦山企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新常態(tài)化，并在制約磷礦礦山行業(yè)發(fā)展的生產(chǎn)工藝和技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的重大突破。

為解決現(xiàn)有礦山綜合信息化平臺(tái)存在接口可擴(kuò)展性不強(qiáng)、通用性差、不經(jīng)濟(jì)的技術(shù)問題，該公司自主開發(fā)了一種新型數(shù)字礦山綜合信息管控平臺(tái)，引進(jìn)了 DIMINE 數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦山基礎(chǔ)信息數(shù)字平臺(tái)的快速構(gòu)建，并根據(jù)地質(zhì)資料和鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)分別建立了地形地表和礦體三維模型，根據(jù)目前開拓、采準(zhǔn)、切割、回采的進(jìn)度，建立了井巷工程、采空區(qū)三維模型，并耦合生產(chǎn)計(jì)劃，為礦山采選充相關(guān)聯(lián)多個(gè)子系統(tǒng)的高度集成和集中管控提供技術(shù)保障，為實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)管理的全數(shù)字化、信息化和智能化提供前置條件。

該公司還圍繞緩傾斜中厚磷礦層機(jī)械化智能采礦方法進(jìn)行了科技創(chuàng)新。他們以采礦自動(dòng)化、智能化為發(fā)展方向，針對(duì)挑水河磷礦扁平結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，引進(jìn)了山特維克鑿巖、撬毛和錨網(wǎng)臺(tái)車等先進(jìn)機(jī)械設(shè)備，配套鏟運(yùn)機(jī)、坑內(nèi)卡車、膠帶運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備設(shè)施，開發(fā)了采掘設(shè)備協(xié)同作業(yè)、安全高效生產(chǎn)工藝技術(shù)體系，構(gòu)建了礦山智能設(shè)備平臺(tái)。該公司井下的破碎機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、通風(fēng)系統(tǒng)等機(jī)械設(shè)備已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，針對(duì)礦山大范圍超長(zhǎng)距離等特點(diǎn)，他們研制了礦山生產(chǎn)過程輔助工藝的智能化、無(wú)人化巡檢和值守系統(tǒng)，不僅有效提高了礦山能源管理和設(shè)備管控水平，改善礦山作業(yè)環(huán)境，而且優(yōu)化了礦山一體化生產(chǎn)的工藝流程，大幅減少了礦山生產(chǎn)作業(yè)管理人員。

“我們還依托數(shù)字礦山綜合信息化系統(tǒng)構(gòu)建了生產(chǎn)指揮、調(diào)度管理等生產(chǎn)VR智能控制中心，隨時(shí)可調(diào)出各采區(qū)的地質(zhì)資料、三維模型、生產(chǎn)計(jì)劃。同時(shí)建立了適應(yīng)礦床數(shù)字模型的采掘設(shè)備遠(yuǎn)程遙控與智能管控調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)控制、安全環(huán)保及水體監(jiān)測(cè)監(jiān)控、高危崗位操作等由地面生產(chǎn)調(diào)度中心遠(yuǎn)程指揮和管控，采用遠(yuǎn)程和自動(dòng)破碎礦石、溜井放礦、皮帶機(jī)自動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)裝車等，生產(chǎn)全過程做到了礦石不落地、廢石不出井、尾礦返回空區(qū)充填，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化智能化換人。”王學(xué)梁介紹稱。

井下減人帶來(lái)的綜合效益十分明顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)，像三寧礦業(yè)這樣的中型非金屬磷礦企業(yè)，通過“機(jī)械化減人、自動(dòng)化智能化換人”，每年僅減員就實(shí)現(xiàn)增效1000多萬(wàn)元，在目前其磷礦自身品級(jí)差、市場(chǎng)低迷的情況下依然保持了30%利潤(rùn)率。

大數(shù)據(jù)筑牢安全防線

安全是礦山的天字號(hào)工程。然而，多年來(lái)，我國(guó)礦山安全一直沿襲傳統(tǒng)的以制度管安全，既浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，還事倍功半，達(dá)不到預(yù)期效果。

“科技保安是礦山今后的發(fā)展方向，也是智能化礦山的主要內(nèi)容之一。”王學(xué)梁說(shuō)，這幾年來(lái)，三寧礦業(yè)有限公司通過大力構(gòu)建智慧礦山，建立了橫向到邊、縱向到底的全天候、全覆蓋、全過程的安全防控體系。

據(jù)了解，該公司建設(shè)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)兩套通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與中國(guó)電信合作建設(shè)井下無(wú)線基站，將井下主要巷道、重點(diǎn)硐室實(shí)現(xiàn)電信4G信號(hào)全覆蓋，目前雙方正合作建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)。他們選用MOXA環(huán)網(wǎng)交換機(jī)建成了監(jiān)測(cè)和控制兩個(gè)千兆環(huán)網(wǎng)子系統(tǒng)組成的有線網(wǎng)絡(luò)，井下的環(huán)境監(jiān)測(cè)、定位、IP有線電話及視頻信號(hào)經(jīng)處理轉(zhuǎn)換后匯集到監(jiān)測(cè)環(huán)網(wǎng)，而井下運(yùn)輸控制、風(fēng)機(jī)控制、調(diào)風(fēng)控風(fēng)、充填控制信號(hào)則接入控制環(huán)網(wǎng)。

“監(jiān)測(cè)與控制網(wǎng)絡(luò)分開組網(wǎng)極大地減少了網(wǎng)絡(luò)間的互相干擾，提高了生產(chǎn)控制的準(zhǔn)確性和安全性。同時(shí)，建立大寬帶的信息傳輸與安全信息融合預(yù)警系統(tǒng)，解決礦山安全和減排海量數(shù)據(jù)的快速挖掘與實(shí)時(shí)傳輸，是礦山管控智能化的基礎(chǔ)保障系統(tǒng)之一。”王學(xué)梁介紹。

綠色開采保護(hù)生態(tài)環(huán)境

三寧礦業(yè)有限公司地處崇山峻嶺之中，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少礦山開采對(duì)山體的擾動(dòng)，他們采用了條帶加充填這種成本比較昂貴的采礦方式。

該公司在坑口配套建設(shè)了重介質(zhì)選礦廠和尾礦膠結(jié)充填站，廢礦尾礦攪拌水泥后被輸送回井下，填充完成開采的山體。王學(xué)梁說(shuō)，充填開采雖然比較麻煩，成本也比傳統(tǒng)的開采方法高出一大截，但可徹底解決尾礦難利用等難題，同時(shí)也減少了對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)，有效保護(hù)了山體。

“晴天一片灰，雨天一路泥，遠(yuǎn)觀像大霧，近看滿身土”是傳統(tǒng)礦區(qū)的真實(shí)寫照，也正因?yàn)榇耍絹?lái)越多的年輕人遠(yuǎn)離這個(gè)行業(yè)。然而，記者隨王學(xué)梁在井下開車轉(zhuǎn)了一圈，除了放炮時(shí)略微感覺到有點(diǎn)刺鼻的火藥異味外，基本上一塵不染。升井后，把罩在外面的工作服去掉后，連澡都不用洗。

“我們對(duì)井下開采的環(huán)保要求很嚴(yán)，在每一個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)都設(shè)立了專門的處置裝備，對(duì)重要的破碎硐室、車輛運(yùn)行的大巷都安置了專門的降塵噴淋設(shè)備，并與礦井智能控制。

科技創(chuàng)新讓三寧礦業(yè)公司的智慧之路越走越寬廣。該公司主導(dǎo)研發(fā)的2項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)地下非金屬礦山充填領(lǐng)域技術(shù)空白，自主研發(fā)的3項(xiàng)采選充相關(guān)技術(shù)在2019年入選自然資源部先進(jìn)適用技術(shù)，其中“緩傾斜中厚磷礦層采充一體化綠色開采與智能管控集成技術(shù)”在2018年5月獲得全國(guó)綠色礦山科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。同時(shí)，以“機(jī)械化、信息化、智能化”建設(shè)為抓手，依托科技創(chuàng)新促進(jìn)傳統(tǒng)非金屬磷礦采礦產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了提檔升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展，建成了綠色生態(tài)、數(shù)字智慧、平安和諧的新型現(xiàn)代化礦山企業(yè)。

談起三寧礦業(yè)公司未來(lái)的發(fā)展方向時(shí)，王學(xué)梁表示，該公司將與中國(guó)工程院古德生院士專家團(tuán)隊(duì)等產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)開展更深層次的合作，以實(shí)現(xiàn)綠色智慧開采為出發(fā)點(diǎn)，立足新起點(diǎn)，進(jìn)一步深入開展大范圍區(qū)域礦山的地下智能采選充一體化的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究、開展區(qū)域礦山安全高效智能采礦系統(tǒng)與管控技術(shù)研究，不斷攀登科技“制高點(diǎn)”，努力創(chuàng)綠色礦業(yè)標(biāo)桿、建智慧礦山典范，為礦山發(fā)展書寫綠色與智慧新篇章。

這，也正是我國(guó)綠色礦山建設(shè)追求的目標(biāo)。