從跟跑到領跑的路還有多遠,？
——中外智能化礦山發(fā)展一覽
◎? 本報記者 張繼勇
發(fā)達國家的智能化礦山是什么樣的，我國智能化礦山與發(fā)達國家相比又有哪些不同,？日前,，記者采訪了相關專家，聽聽他們是怎么說的,。
國外礦山智能化經(jīng)驗值得借鑒
據(jù)北京科技大學教授胡乃聯(lián)介紹,，智能化礦山是一個更具復雜的系統(tǒng)工程，涉及智能裝備,、傳感系統(tǒng)等技術的應用與集成,，既要在物理空間中實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)與模型驅動的控制與管理；更要體現(xiàn)一體化協(xié)同,，在虛擬空間實現(xiàn)多學科,、多物理量、多尺度,、多概率的分析計算,。
自20世紀90年代開始，美國,、英國,、德國,、澳大利亞等國家開始著手研究煤礦自動化開采關鍵技術,，德國DBT公司成功研制了基于PM4電液控制系統(tǒng)的薄煤層全自動化綜采系統(tǒng)；美國JOY公司開發(fā)了基于計算機集成的薄煤層少人操作截割系統(tǒng),。
進入21世紀,，國外智能開采采取鉆孔地質(zhì)勘查和掘進相結合的方式,，描繪工作面煤層的賦存分布，通過陀螺儀獲知采煤機的三維坐標,，進而實現(xiàn)工作面的全自動化生產(chǎn),。
美國在開采條件簡單的中厚煤層采用JOY和卡特彼勒的高可靠性成套裝備，實現(xiàn)就地干預的自動化開采,，即液壓支架電液壓+記憶割煤,。后來，澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織提出了長壁自動化控制技術,，采用高精度光纖陀螺儀和定制的定位導航算法,，實現(xiàn)采煤機三維空間定位。
目前,，國外礦山智能化已形成了JOY,、山特維克、多斯科等國際化品牌,，這些廠家均對機械裝備和自動化研究做了大量的工作,，并在掘進機自動截割技術、輸送設備監(jiān)測和自動控制技術等方面獲得突破,，形成了全功能遙控,、截割斷面監(jiān)視、基于神經(jīng)網(wǎng)絡的地質(zhì)條件識別系統(tǒng)等,。
在瑞典基律納鐵礦,，基本實現(xiàn)了無人智能采礦，所有操縱均由遠程計算機集控系統(tǒng)完成,。
在澳大利亞佩斯市的力拓遠程控制中心內(nèi),，工作人員操控著遠在1500公里之外的皮爾巴拉地區(qū)的礦山設備。世界最大的無人駕駛卡車系統(tǒng),，由73輛卡車組成的自動運輸車隊讓國際鐵礦巨頭力拓公司的裝載,、運輸成本下降了15%。
“由此可以看出,，國外智能礦山建設,，特別重視軟硬件設施的同步提升，不僅要求采,、運設備的自動化,、智能化，更是把數(shù)據(jù)的傳輸,、分析決算,，作為整個智能化運營放在重要的位置，把現(xiàn)代化的管理體系與數(shù)據(jù)分析相結合,，形成高效的智能運算系統(tǒng),。相較于我國的智能化礦山建設,，需要更加注重軟硬件設施的搭配，做好采,、運等設備自動化的同時,，搭配高速率的大數(shù)據(jù)分析決算中心，讓礦山擁有智慧的‘大腦’和靈活的‘肢體’,，真正實現(xiàn)智能礦山的同步化,。”胡乃聯(lián)教授如是說,。
我國智能化礦山建設蓬勃發(fā)展
我國是礦業(yè)大國,，由于政府部門高度重視，礦山企業(yè)積極行動,，我國智能礦山建設呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的勢頭,。
胡乃聯(lián)介紹，回顧我國智能化礦山建設大概分為三個階段：20世紀90年代,，以單機自動化階段為主,，此時的單個設備實現(xiàn)了可編程控制，減少了人為的干預,；第二階段,，21世紀初期,，設備與網(wǎng)絡之間實現(xiàn)了初級數(shù)據(jù)處理,，達到了小規(guī)模的設備與設備之間聯(lián)動,；第三階段，局部智能化時期,，大數(shù)據(jù)云計算得到應用,，實現(xiàn)了設備與設備、端與云之間的互聯(lián)互通,，后臺大數(shù)據(jù)處理中心自動分析決策或給企業(yè)決策層提供決策意見,，或進入自動操控模式，給設備自動發(fā)出操控指令,。
與此同時,，相關科研院所和煤炭企業(yè)注重產(chǎn)學研用相結合，顯著提升了我國井工煤礦智能化采掘技術裝備水平,，推動了井工煤礦逐步實現(xiàn)少人開采,。智能化開采關鍵技術與國外差距逐步縮小，裝備可靠性方面逐步提高,，并相繼自主研發(fā)了國產(chǎn)電液控制系統(tǒng),，采煤記憶截割，液壓支架跟機自動化，煤流負荷反饋控制及可視化遠程干預等核心技術,，整體開采水平正向集成智能化方向發(fā)展。
雖然我國礦山在智能化方面取得了成就,，但與發(fā)達國家的智能礦山相比仍有一定距離,，主要表現(xiàn)在：我國大多采礦設備還是以國外主流設備較多；在升級改造方面還受制于人,，高額的維修成本和較長的等待時間,，讓企業(yè)失去了升級換代的愿望。不過,，也有一些專家表示,，在多金屬礦山，受限于復雜空間和潮濕,、多塵,、擾動振動等環(huán)境的影響，目前的智能裝備還不夠智能,，不僅打眼,、裝藥、爆破等裝備難以實現(xiàn)自動化,，而且鏟運機,、有軌運輸設備等還處在遠程遙控水平，采礦設備自主運行的技術還有待進一步提高,。
針對以上問題,，有專家表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)共享和價值鏈協(xié)同,，是礦山智能化發(fā)展的大趨勢,，創(chuàng)新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)模式和發(fā)展生態(tài)，加快標識解析體系建設,，對推動產(chǎn)業(yè)價值鏈升級,、多方協(xié)同創(chuàng)新、運行優(yōu)化,、資源優(yōu)化配置具有重要意義,。
中鋁智能科技有限公司首席專家曹斌表示，結合我國智能化礦山建設,，要立足實際,，追求實用，確保實效,。要從保安全,、提效率、降成本的根本目的出發(fā),，不斷應用AI智能機器人,、AR真實場景再現(xiàn)技術,、孿生數(shù)字工作等技術，助力行業(yè)實現(xiàn)從自動化,、數(shù)字化到智能化的產(chǎn)業(yè)升級,。
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