智能化 让矿山彻底改变旧模样

一提起采矿，人们首先联想到的是危险漆黑的矿硐和一群蓬头垢面的矿工。然而，当《中国矿业报》记者近日来到位于湖北省宜昌市的一家磷矿生产企业——三宁矿业公司时，定格在记者内心深处的这种传统观点，却被彻底地颠覆了。

矿区内层峦叠嶂，流水潺潺，绿茵铺地，鲜花盛开，犹如置身于一个风景如画的景区。调度人员则坐在宽敞明净的指挥中心，轻松地通过 VR 管控着井下采矿和平地选矿全流程，完全感觉不出这里是正在采矿的矿山。

调度指挥中心

这是三宁矿业有限公司在建设绿色矿山中打造生态智慧矿山的一个缩影。

“智能化是绿色矿山的应有之义。在建设绿色矿山过程中，我们通过大力发展智能化，实现了井下采矿不见人、平地选矿无值守，打造出了一个生态智慧型矿山。”该公司总经理王学梁颇为自豪地说。

井下采矿不见人

只见机器忙，不见人踪迹。当记者随着王学梁坐车来到井下的采掘和充填工作面，以及破碎硐室时，除了机器的轰鸣声外，偶尔会遇到一两个负责设备巡检的工人。

这只是该公司依靠科技创新所带来的巨变之一。

众所周知，磷矿作为非金属矿种，虽然被列入了国家战略资源，但因其具有量大、质低、资源禀赋深、市场价值低等特点，该矿种开采机械化、自动化和智能化水平一直处于较低的水平。

只有落后的行业，没有落后的企业。该公司为了提升矿山智能化水平，彻底改变传统产业的落后面貌，开始向科技问计。他们先后建设了湖北省矿山类首家院士工作站和省级企业技术中心，使矿山企业技术创新常态化，并在制约磷矿矿山行业发展的生产工艺和技术方面实现了多项国内外相关技术领域的重大突破。

为解决现有矿山综合信息化平台存在接口可扩展性不强、通用性差、不经济的技术问题，该公司自主开发了一种新型数字矿山综合信息管控平台，引进了 DIMINE 数字矿山软件系统，实现矿山基础信息数字平台的快速构建，并根据地质资料和钻孔数据库分别建立了地形地表和矿体三维模型，根据目前开拓、采准、切割、回采的进度，建立了井巷工程、采空区三维模型，并耦合生产计划，为矿山采选充相关联多个子系统的高度集成和集中管控提供技术保障，为实现矿山生产管理的全数字化、信息化和智能化提供前置条件。

该公司还围绕缓倾斜中厚磷矿层机械化智能采矿方法进行了科技创新。他们以采矿自动化、智能化为发展方向，针对挑水河磷矿扁平结构的特点，引进了山特维克凿岩、撬毛和锚网台车等先进机械设备，配套铲运机、坑内卡车、胶带运输等设备设施，开发了采掘设备协同作业、安全高效生产工艺技术体系，构建了矿山智能设备平台。该公司井下的破碎机、胶带运输机、通风系统等机械设备已实现远程控制。同时，针对矿山大范围超长距离等特点，他们研制了矿山生产过程辅助工艺的智能化、无人化巡检和值守系统，不仅有效提高了矿山能源管理和设备管控水平，改善矿山作业环境，而且优化了矿山一体化生产的工艺流程，大幅减少了矿山生产作业管理人员。

“我们还依托数字矿山综合信息化系统构建了生产指挥、调度管理等生产VR智能控制中心，随时可调出各采区的地质资料、三维模型、生产计划。同时建立了适应矿床数字模型的采掘设备远程遥控与智能管控调度，实现了生产控制、安全环保及水体监测监控、高危岗位操作等由地面生产调度中心远程指挥和管控，采用远程和自动破碎矿石、溜井放矿、皮带机自动运输、自动装车等，生产全过程做到了矿石不落地、废石不出井、尾矿返回空区充填，实现了自动化智能化换人。”王学梁介绍称。

井下减人带来的综合效益十分明显。据统计，像三宁矿业这样的中型非金属磷矿企业，通过“机械化减人、自动化智能化换人”，每年仅减员就实现增效1000多万元，在目前其磷矿自身品级差、市场低迷的情况下依然保持了30%利润率。

大数据筑牢安全防线

安全是矿山的天字号工程。然而，多年来，我国矿山安全一直沿袭传统的以制度管安全，既浪费了大量的时间和精力，还事倍功半，达不到预期效果。

“科技保安是矿山今后的发展方向，也是智能化矿山的主要内容之一。”王学梁说，这几年来，三宁矿业有限公司通过大力构建智慧矿山，建立了横向到边、纵向到底的全天候、全覆盖、全过程的安全防控体系。

据了解，该公司建设有无线网络和有线网络两套通信网络系统，与中国电信合作建设井下无线基站，将井下主要巷道、重点硐室实现电信4G信号全覆盖，目前双方正合作建设5G网络。他们选用MOXA环网交换机建成了监测和控制两个千兆环网子系统组成的有线网络，井下的环境监测、定位、IP有线电话及视频信号经处理转换后汇集到监测环网，而井下运输控制、风机控制、调风控风、充填控制信号则接入控制环网。

“监测与控制网络分开组网极大地减少了网络间的互相干扰，提高了生产控制的准确性和安全性。同时，建立大宽带的信息传输与安全信息融合预警系统，解决矿山安全和减排海量数据的快速挖掘与实时传输，是矿山管控智能化的基础保障系统之一。”王学梁介绍。

绿色开采保护生态环境

三宁矿业有限公司地处崇山峻岭之中，为了保护生态环境，减少矿山开采对山体的扰动，他们采用了条带加充填这种成本比较昂贵的采矿方式。

该公司在坑口配套建设了重介质选矿厂和尾矿胶结充填站，废矿尾矿搅拌水泥后被输送回井下，填充完成开采的山体。王学梁说，充填开采虽然比较麻烦，成本也比传统的开采方法高出一大截，但可彻底解决尾矿难利用等难题，同时也减少了对环境的扰动，有效保护了山体。

“晴天一片灰，雨天一路泥，远观像大雾，近看满身土”是传统矿区的真实写照，也正因为此，越来越多的年轻人远离这个行业。然而，记者随王学梁在井下开车转了一圈，除了放炮时略微感觉到有点刺鼻的火药异味外，基本上一尘不染。升井后，把罩在外面的工作服去掉后，连澡都不用洗。

“我们对井下开采的环保要求很严，在每一个扬尘点都设立了专门的处置装备，对重要的破碎硐室、车辆运行的大巷都安置了专门的降尘喷淋设备，并与矿井智能控制。

科技创新让三宁矿业公司的智慧之路越走越宽广。该公司主导研发的2项技术填补了国内地下非金属矿山充填领域技术空白，自主研发的3项采选充相关技术在2019年入选自然资源部先进适用技术，其中“缓倾斜中厚磷矿层采充一体化绿色开采与智能管控集成技术”在2018年5月获得全国绿色矿山科学技术奖一等奖。同时，以“机械化、信息化、智能化”建设为抓手，依托科技创新促进传统非金属磷矿采矿产业实现了提档升级和高质量发展，建成了绿色生态、数字智慧、平安和谐的新型现代化矿山企业。

谈起三宁矿业公司未来的发展方向时，王学梁表示，该公司将与中国工程院古德生院士专家团队等产学研平台开展更深层次的合作，以实现绿色智慧开采为出发点，立足新起点，进一步深入开展大范围区域矿山的地下智能采选充一体化的关键技术及应用研究、开展区域矿山安全高效智能采矿系统与管控技术研究，不断攀登科技“制高点”，努力创绿色矿业标杆、建智慧矿山典范，为矿山发展书写绿色与智慧新篇章。

这，也正是我国绿色矿山建设追求的目标。□