基律納鐵礦位于瑞典北部,深入北極圈內(nèi)200km,是世界上緯度最高的礦產(chǎn)基地之一。同時(shí),基律納鐵礦是目前世界上最大的地下礦山,也是目前歐洲唯一正在開采的特大型鐵礦山。
基律納鐵礦山已基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人智能采礦,在井下作業(yè)面除了看到檢修工人在檢修外,幾乎看不到其他工人,幾乎所有操縱均由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)集控系統(tǒng)完成,自動(dòng)化程度非常高。
基律納鐵礦智能化主要得益于大型機(jī)械設(shè)備、智能遙控系統(tǒng)的投入使用,以及現(xiàn)代化的管理體系,高度自動(dòng)化和智能化的礦山系統(tǒng)和設(shè)備是確保安全高效開采的關(guān)鍵。
1)開拓:
基律納鐵礦采用豎井+斜坡道聯(lián)合開拓,礦山有3條豎井,用于通風(fēng)、礦石和廢石的提升,人員、設(shè)備和材料主要用無(wú)軌設(shè)備從斜坡道運(yùn)送。主提升豎井位于礦體的下盤,到目前為止,采掘面和主運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)下移了6次,目前的主要運(yùn)輸水平在1045m水平。
2)鉆孔裝藥及爆破:
巷道掘進(jìn)采用鑿巖臺(tái)車,臺(tái)車裝有三維電子測(cè)定儀,可實(shí)現(xiàn)鉆孔精確定位。采場(chǎng)鑿巖采用瑞典阿特拉斯公司生產(chǎn)的simbaw469型遙控鑿巖臺(tái)車,該車采用激光系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確定位,無(wú)人駕駛,可24h連續(xù)循環(huán)作業(yè)。
3)礦石遠(yuǎn)程裝載和運(yùn)輸與提升:
基律納鐵礦采場(chǎng)鑿巖、裝運(yùn)和提升都已實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化作業(yè),鑿巖臺(tái)車和鏟運(yùn)機(jī)都已實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。
礦石裝載采用山特維克/湯姆洛克生產(chǎn)的Toro2500E型遙控鏟運(yùn)機(jī),單臺(tái)效率為500t/h。
井下運(yùn)輸系統(tǒng)有膠帶運(yùn)輸和有軌自動(dòng)運(yùn)輸兩種類型。有軌自動(dòng)運(yùn)輸一般由8列礦車組成,礦車為連續(xù)裝、卸載的自動(dòng)化底卸車,膠帶輸送機(jī)自動(dòng)將礦石從破碎站運(yùn)送到計(jì)量裝置中,與豎井箕斗完成裝載和卸礦,整個(gè)過(guò)程均為遠(yuǎn)程控制。
4)遙控砼噴射技術(shù)支護(hù)加固技術(shù):
巷道支護(hù)采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù),由遙控混凝土噴射機(jī)完成,錨桿和鋼筋網(wǎng)安裝使用錨桿臺(tái)車。
如果基律納鐵礦代表傳統(tǒng)礦山的智能化升級(jí),那么力拓2008年啟動(dòng)的“未來(lái)礦山”計(jì)劃將引領(lǐng)未來(lái)鐵礦山智能化發(fā)展的方向。
皮爾巴拉,這是一個(gè)被鐵銹覆蓋的棕紅色地帶,也是全世界最為有名的鐵礦產(chǎn)區(qū),力拓引以為豪的15座礦山,就在這里,但在這片廣袤的礦山開采現(xiàn)場(chǎng),你可以聽到工程機(jī)械轟隆的運(yùn)轉(zhuǎn)聲,但是卻只看到寥寥可數(shù)的工作人員。
力拓的工作人員在哪?答案是1500公里之外佩斯市區(qū)。
力拓佩斯市的遠(yuǎn)程控制中心內(nèi),頂端巨大而長(zhǎng)的屏幕顯示著15座礦山、4個(gè)港口和24條鐵路之間鐵礦石運(yùn)輸流程的各種進(jìn)度——哪一列火車在裝(卸)礦石,還有多長(zhǎng)時(shí)間裝(卸)完;哪一列火車正在行駛中,還有多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)港口;哪個(gè)港口正在裝船,已裝了多少噸等等,都有實(shí)時(shí)的展現(xiàn)。
力拓的鐵礦部門一直運(yùn)營(yíng)著世界最大的無(wú)人駕駛卡車系統(tǒng)。由73輛卡車組成的自動(dòng)運(yùn)輸車隊(duì)正在皮爾巴拉的三處礦區(qū)應(yīng)用,自動(dòng)駕駛卡車系統(tǒng)讓力拓的裝載、運(yùn)輸成本下降了15%。
力拓在西澳擁有自己的鐵路和智能火車,全場(chǎng)1700多公里,這些24列火車在遠(yuǎn)程控制中心遙控下,要一天24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)。目前,力拓的自動(dòng)火車系統(tǒng)正在調(diào)試當(dāng)中,一旦自動(dòng)火車系統(tǒng)全面投入運(yùn)營(yíng),將成為世界首個(gè)全面自動(dòng)化、長(zhǎng)距離載重火車運(yùn)輸系統(tǒng)。
這些鐵礦石通過(guò)遠(yuǎn)程控制中心的調(diào)度被裝上輪船,到達(dá)中國(guó)的湛江、上海等港口。隨后,可能再轉(zhuǎn)運(yùn)至青島、唐山、大連等港口,或是從上海港沿長(zhǎng)江而上,縱貫中國(guó)腹地。
整體來(lái)看,國(guó)內(nèi)采掘和冶金行業(yè)兩化融合(工業(yè)化和信息化)水平偏低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)內(nèi)其他行業(yè)。但隨著國(guó)家不斷重視和扶持,國(guó)內(nèi)部分大中型礦山企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)工具普及率、關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率均得到一定程度的提高,智能化水平也在不斷提升。
以首鋼為例,首鋼搭建了縱向四級(jí)、橫向四塊的數(shù)字化礦山整體框架,值得借鑒。
四塊:應(yīng)用GIS地理信息系統(tǒng)、MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、ERP企業(yè)資源管理系統(tǒng)、OA信息系統(tǒng)。
四級(jí):基礎(chǔ)裝備數(shù)字化、 生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化、 生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)字化、企業(yè)資源計(jì)劃數(shù)字化。
采礦:
(1)積累數(shù)字三維空間地質(zhì)資料,完成礦床、地表、地質(zhì)方面的三維成圖工作。
(2)建立了GPS邊坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),定期對(duì)邊坡實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),有效避免邊坡突發(fā)性的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
(3)礦車自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng):自動(dòng)進(jìn)行車流規(guī)劃、優(yōu)化派車,合理分配車流,實(shí)現(xiàn)運(yùn)距最短、消耗最低。此系統(tǒng)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng),技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
選礦:
選礦流程監(jiān)控系統(tǒng):對(duì)球磨機(jī)電耳、分級(jí)機(jī)溢流、磨礦濃度、精選機(jī)磁場(chǎng)等累計(jì)約150個(gè)工藝參數(shù)實(shí)施監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握生產(chǎn)運(yùn)行和設(shè)備狀況,提高生產(chǎn)指揮的時(shí)效性和科學(xué)性。
目前,國(guó)內(nèi)大型冶金礦山企業(yè)已在管理和控制的各環(huán)節(jié)應(yīng)用了管理和控制系統(tǒng),但集成水平仍較低,是下一步冶金礦山行業(yè)亟待突破的關(guān)鍵點(diǎn),除此以外,還存在以下問(wèn)題:
1、企業(yè)重視程度不夠。在基礎(chǔ)自動(dòng)化實(shí)施以后,往往不夠重視后期數(shù)字化建設(shè)內(nèi)容。
2、信息化投資不足。企業(yè)受到市場(chǎng)等因素的影響,無(wú)法保證持續(xù)穩(wěn)定的信息化投入,致使兩化融合項(xiàng)目推進(jìn)相對(duì)較慢。
3、信息化復(fù)合型人才缺乏。信息化建設(shè)涵蓋了現(xiàn)代通信、傳感與信息技術(shù)、人工智能等專業(yè)領(lǐng)域,對(duì)人才技術(shù)力量的要求將比現(xiàn)階段高的多,目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)礦山的技術(shù)力量比較匱乏。
以上便是為大家介紹的三座智能礦山,國(guó)內(nèi)相對(duì)落后,但發(fā)展?jié)摿薮?,目前,思山嶺鐵礦山正在以智能化、高要求、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中,拭目以待。