當前,我國智慧礦山建設正加速推進。國家礦山安監局發布的數據顯示,全國煤礦智能化采掘工作面已經達到1300余個,有智能化工作面的煤礦達到694處,產能每年21億噸。智能化建設投資總規模接近2000億元,已完成投資超過1000億元?,F場應用的煤礦機器人達到31種、1000臺套,約300臺無人駕駛車輛在30余處露天煤礦開展試驗。
“在全面推進中國式現代化建設的新時期,中國礦業迎來了空前的發展機遇,我們必須要抓住這個難得的機遇,堅持綠色智能的發展方向,要以綠色發展為終極目標,以智慧化為必要的途徑,走出一條高質量發展之路?!敝袊こ淘涸菏可郯擦衷诘谌龑萌珖V山綠色智能安全開采技術暨裝備論壇上表示。
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數字化助推產業轉型升級
數字經濟背景下,以數字技術賦能產業轉型升級,對實現傳統產業與數字技術深度融合具有重大意義。
邵安林表示,當前,隨著新一輪科技革命和產業變革的深入發展,網絡互聯的移動化、泛在化,信息處理的高速化、智能化,計算機技術的高能化、量子化,推動數字技術和實體經濟全方位、全要素、全鏈條融合發展,正在重新定義產業生態,重塑數字經濟發展的新格局。
從宏觀層面來看,數字經濟深刻重塑國內經濟。國內大市場逐步形成。近幾年數字經濟發展迅速,從2016年到2022年,年均復合增長14.2%。2022年,我國數字經濟規模已經達50.2萬億元,占GDP比重達到41.5%,相當于第二產業占國民經濟的比重。
從工業領域來看,數字經濟推動智能制造融合發展。作為數字經濟的核心驅動力的人工智能技術,與物聯網、云計算和大數據技術深度融合,構建了人-網-物的互聯體系和泛在的智能信息網絡,推動人工智能向自主學習、人機協同增強智能和基于網絡的群體智能方向發展。這也在改變制造業發展模式和產業生態。
從礦山行業看,數字經濟賦能傳統產業轉型升級。我國是全球能源資源生產和消費第一大國,在世界礦業市場上具有重要的影響力,但是在新形勢下還面臨許多挑戰。比如,資源保障能力不足,目前我國有14種礦產對外依存度接近或者超過50%,原油對外依存度超過70%,鐵礦石對外依存度超過80%,銅精礦對外依存度超過75%;資源開發利用效率低,雖然國內的資源總量比較豐富,但是資源稟賦條件差,開發利用工程技術相對復雜,綜合利用難度大,開發利用率低;產業集中度低,特別是缺少具有國際競爭力的大型礦業集團,最為典型的是鐵礦,我國大型礦山只占4.9%,中型礦山占9.5%,小型礦山占到了85.6%;安全問題依然突出,2022年國內煤礦安全事故168起,非煤礦山安全事故199起;環保壓力巨大,礦山開采導致的地質災害、環境污染、土地占損、環境性疾病等問題仍然較為突出,制約礦業可持續發展。要破解這些發展難題,需要堅持智慧化的發展思路,推動資源開發方式深刻變革,加快礦山數字化、網絡化、智能化的進程,從而實現集約、高效、可持續發展。
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我國智慧礦山建設處于探索階段
智慧礦山已然成為我國礦山事業高質量發展的必經階段。
“雖然我國智能礦山取得了一些突破性成果,但總體看尚處于探索階段,距離實現全面高級智慧化的目標還有較大差距?!鄙郯擦直硎?。
一是生產流程復雜,因為礦山的生產流程是一個龐大復雜的系統,它包括采礦、選礦、冶煉等多個環節,既有物理過程,又有化學過程,不僅系統功能組成和結構復雜,而且物質流、能量流和信息流的輸入輸出也非常復雜;二是生產過程不確定,礦山開發對象及作用環境充滿未知性和不確定性,生產過程中物料粒度結構、組成與形態都在不斷變化,相關重要參數及信息的可視度、感知度缺乏,難以借助單一技術手段進行追溯、跟蹤和檢測;三是管理模式不適應,長期以來,礦山生產布局分散、集成度較低,管理基礎和信息化水平參差不齊,觀念不同、數據不通、標準不一、兼容性較差,智能化綜合管控平臺技術成熟度較低,多依賴于傳統的信息化技術架構進行建設,礦山各業務系統普遍存在信息孤島,難以實現系統間數據通信有效融合和協同管控;四是技術短板亟待突破,我國目前在礦山復雜環境精準探測與較高精度建模、數據高效處理與精準預測、地災智能監測與防治等相關基礎理論研究仍較薄弱,礦山生產過程快速通信、高精度傳感器、智能裝備等相關技術也有諸多瓶頸,智能化技術對復雜條件礦山的適應性還比較差,這些問題導致短期內難以建立起規范化的智能化體系,在這樣復雜的條件下實現智能化轉型任重道遠。
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積極打造智慧礦業生態圈
“關于智能礦山的內涵有很多解讀,每個人的理解不同,智慧礦山不能簡單地把它理解為信息化和智能化,而是包含工藝技術、體制機制、管理等全面的系統性創新。與傳統礦山相比,智慧礦山具有更長遠的戰略考量、更系統的管理思維、更快捷的反應能力和更深入的智能化特點?!鄙郯擦终f道。
他認為,智慧礦山建設是一項“戰略+管理+技術”的系統工程,必須適應企業發展戰略需要,與先進科學技術、管理方式以及新一代信息技術緊密結合,整體謀劃、統籌推進。
從戰略層面要做到“三個注重”,一是注重頂層設計,傳統的數字化礦山規劃往往是自下而上,由生產過程的數字化逐漸歸納整理完善滿足管理需求。而智慧礦山的規劃是自上而下,從系統建立到數據挖掘、數據推送、數據追蹤,再到過程控制,形成完整的設計鏈,從而形成完整解決方案;二是注重系統思維,從“大礦業”整體角度出發,將礦山的各個環節視為一個有機的整體,按照大系統的處理方法進行優化,實現整體價值最大化;三是注重協同創新,要整合礦山、信息技術等行業領域的產、學、研、用技術力量,開展全面深入的智慧礦山關鍵技術研究和應用示范推廣,力爭形成動態、協調、優化的智慧化礦山整體環境。
從管理層面要抓好“四個環節”,應當重點依托工業互聯網平臺和智能制造技術,從智慧感知、智慧生產、智慧決策、智慧服務四個關鍵環節入手,形成完整的智能化高效運營管理體系。
在技術層面要重點抓好工業技術創新,因為工藝技術創新是智慧礦山建設的前提和基礎,按照礦業科技與裝備的智能化發展趨勢,未來,智慧礦山工藝技術升級應重點把握好安全開采技術、高效選礦技術、綠色低碳技術等方面。
在邵安林看來,未來,隨著數字經濟與實體經濟的深度融合,礦山發展必將打破企業間、行業間的界限,逐步向智慧礦業轉變,最終形成標準統一、資源集中、服務共享、產業協同的智慧礦業生態圈。
所謂智慧礦業生態圈就是以優勢產業為龍頭,依靠大數據支撐、網絡化共享、智能化協作、聚合產業鏈上下游多種產業,集中人才、技術、資本多種要素,具備信息流循環和產業孵化能力,基于新技術、新理念的礦業發展新模式。這種模式最終應該關注四個維度,一是共創維度,通過智能技術與礦山生產經營的深度融合,打破技術壁壘,實現產業升級;二是共生維度,構建智慧化的綠色發展模式,激發綠色發展新動能,實現低碳運行;三是共融維度,打通全產業鏈,建立從生產商到服務商的協同平臺,實現資源最優化配置;四是共享維度,統籌利益相關方,共同投資、共同管理、共同開發,實現互惠合作。
他認為,建設智慧礦山并發展成一個全方位整體性的智慧企業,是礦山企業未來一個時期的發展方向。要抓住新一代信息技術變革的機遇,整合產業資源,聚合行業發展新動能,打造以智慧礦山為主線的新型礦業生態圈,努力走出一條具有中國礦業特色的智能制造發展新路。
來源:煤礦數字化