2023中国国际矿业大会特刊 | 智能化建设为老矿山注入新活力

　　——首钢集团有限公司矿业公司智能矿山建设工作纪实

　　◎  刘兴强 张艳兵 杨伟才

　　首钢集团有限公司矿业公司（以下简称首钢矿业公司）位于河北省迁安市、迁西县境内，是首钢重要的原料基地，1959年建矿，经过60多年的生产建设，已发展成为以采矿、选矿为主业，发展资源综合利用、运输物流等新产业及矿山装备制造、技术服务等相关产业的特大型现代化矿山企业。

　　多年来，首钢矿业公司紧跟时代潮流，把握时代脉搏，坚持创新驱动发展，顶层设计“十四五”规划，明确“百年绿色矿山企业”的战略目标，推动智能矿山建设，助力企业高质量发展，形成露采生产高效化、地采生产智能化、选矿流程自动化、运输管控一体化、信息管理智慧化格局，综合竞争实力位居国内同行业前列。

　　首钢矿业公司杏山铁矿单体设备远程操控中心

　　谋全局——顶层设计建体系

　　企业高质量发展的核心标志是高效率、低成本、可持续。劳动密集型的矿山企业，人工成本在整个生产成本中占比逐年提高，以“无人化”为主线建设智能矿山，是企业高效率低成本运行、实现高质量发展的根本路径。随着马城铁矿等多个地采矿山的建设及综合利用产业的发展，首钢矿业公司新产业、新产线投入面临着2000多人的人员缺口。智能矿山建设能够释放现有产线的人力资源，最大限度减少新产线的人员配置，是解决人力资源缺口的急迫需求。

　　在这样的发展现实需求下，首钢矿业对标国内外先进企业优秀实践，坚持引进创新与自主创新相融合，实施由数字矿山向智能矿山转型，提升全要素效率。2019年，首钢矿业打破专业之间、专业与厂矿之间的界限，成立智能矿山课题研究小组，系统研究智能矿山标志标准、实现途径，以无人化为主线，全面启动智能矿山建设。经过3年多的探索与实践，首钢矿业形成了“一项制度、两项标准、三大目标、四大平台、五大原则，依据规划蓝图，组织专项推进”的智能矿山建设管理体系。

　　一项制度：制定《智能矿山建设管理制度》，明确智能矿山建设目标、建设原则、职责分工、建设标准、考评管理，规范智能矿山建设。

　　两项标准：建立《首钢集团有限公司矿业公司智能矿山建设标准》《首钢集团有限公司矿业公司两个“一张图”建设规范》两个企业标准，为发展智能矿山提供目标和基准，并为行业提供借鉴。

　　三大目标：设计智能矿山建设总体目标，即现场无人化、操控集约化、管理智慧化。

　　四大平台：构建“智能采矿、智能选矿、智能运输、智慧管理”四大平台，作为扎实推进智能矿山建设的根本途径。

　　五大原则：先易后难，先简后繁，先试验后推广，效果显著的先上，价值较大的先上。

　　规划蓝图：编制智能矿山建设“十四五”规划及三年行动方案，为中远期智能矿山建设提供决策依据和指导。

　　专项推进：对标智能矿山建设标准，梳理现状，明确差距和不足，循序渐进，每年形成“智能矿山建设专项方案”，确定具体项目并组织实施。

　　首钢矿业公司运输部铁路运输调度指挥中心

　　夯基础——四大平台齐发力

　　首钢矿业公司聚焦现场无人化、操控集约化、管理智慧化“三化”目标，打造智能采矿、智能选矿、智能运输、智慧管理四大平台，努力加强智能矿山建设，提升全要素效率。

　　近年来，首钢矿业智能矿山建设累计实施项目超过100个，合计释放现场岗位400余人，有效缓解了人力资源缺口压力，直接经济效益超亿元。

　　——以井下无人为重点，构建智能采矿平台

　　结合露采资源濒临枯竭，单体设备自动化升级经济性分析，首钢矿业重点对30余个地采岗位进行研究，对采矿单体设备按照脱离现场降低安全风险-多人变少人-少人变无人的“三步走”原则推进，提高劳动效率。

　　研发井下电机车无人驾驶，实现全自主运行。经近两年不断优化提升，杏山电机车由原井下无人驾驶、地面操控，升级为按智能配矿规则自主选择溜井，自动对位、自动装矿、自主控速、自动卸矿，已实现机车全自主运行，取消地表操控。

　　研发移动单体设备，实现远程操控。挑战移动单体设备现场驾驶的传统模式，首钢矿业研发铲运机、中深孔台车远程遥控，搭建井下5G通信系统，杏山铁矿5台铲运机、5台中深孔台车实现地表集中操控。继电机车之后，现场无人驾驶增加了新成员。5G+集中操控实现规模化应用。

　　研发流程设备无人化，实现集中操控。马城铁矿1#副井提升机由1名监控司机集中监控运行，比传统模式节省司机、信号工58名，对比人工操作，省去了中间联系环节，提高了副井运行效率。杏山铁矿副井电梯式实施自助运行、主副井一体化控制，实现集控中心集中监控，释放现场操控岗位19人。井下供电、通风、排水实现无人值守集中操控，优化集控人员。

　　搭建露天采矿智能调度平台，实现一体化操控。首钢矿业以全球卫星定位、无线通信等技术手段，研发矿车智能调度系统，实时监控矿车、电铲的位置及工作状况，自动向矿车、电铲下达作业任务，实现车铲动态配比、自动调度，搭建了可视化、智能化、一体化的露采生产管控平台。

　　实施对标对表，实现系统协同建设。为高水平建设新型地采矿山，针对马城铁矿建设，对照智能矿山建设标准，编制了《智能矿山对标分析表》，明确了对标结论和后期的管控重点及措施，有利于严格按智能矿山建设标准，落实设备选型及工艺配置，高标准组织项目建设。

　　——以无人工厂为目标，搭建智能选矿平台

　　实施现场无人操作。首钢矿业以产线为单元，全面梳理需要人工操作的点位，能够通过自动化替代的全部进行自动化升级；先后实施大石河粗、细破碎机远程控制，水厂选矿干排砂圆筒筛远程控制、尾矿无人值守优化升级、新破碎智能监控、破碎站自动监翻等系列化项目改造，减少现场操控、巡检岗位70人。

　　实施一个产线一个集控中心的集中控制。首钢矿业搭建大石河选矿、水厂选矿、杏山铁矿、裴庄建材产线、二马建材产线一张图操控系统。在取消现场操作的同时，改变传统控制模式，通过按中间仓料位分段、顺物流启车等方式实现自主经济启停，减少人为调控，集成破碎机、除尘器等成套控制系统，取消分散控制室，最大限度压减集控人员。

　　实施流程产线自主调控。在实现现场自动化的基础上，首钢矿业全面总结各个岗位的操作规则，建立数学模型，推进流程产线的自主调控、智能运行。大石河水源智能经济供水，实现全智能自主运行，取消人工操作，释放现场岗位16人；设置峰谷平时段控制液位，实现经济用电；改出口恒压为末端用户恒压，避免浪费出口压力。水厂、杏山等排水系统按此模式进行推广应用。

　　实施智能联控，筑牢防风险屏障。大石河磁尾装车工控系统与智能计量联控，释放现场放料岗位4人，实现“非客户车辆不能计量、未经过皮计量不能放料、超设定装载量停止放料、未完成计重系统预警不可出厂、完成计重关闭放料功能、防止计重后添加”的全销售流程智能管控；各厂矿多个门卫纳入门卫管理系统，并与智能计量系统联控。系统联控真正实现了技术防腐，防风险能力全面提升。

　　——以“一张图”智能调度为主线，研发构建智能运输平台

　　研发运输一张图调度系统。随着建材产业发展，首钢矿业铁路运输体系面临“人不够用、车不够用、线路不够用、调度脑子不够用”四个不够用的问题。为解决问题，首钢矿业打破固有的国铁劳动作业方式束缚，建设运输一张图调度系统，铁路运量增幅83%，而人员减少36%。

　　实现区块化集控升级。首钢矿业实施运输35个道口远程集控改造，减少8处有人看管道口，释放人力资源32人；卸车环节，实施翻车机集控改造，释放集控岗位8人；装车环节，通过装车精度管控系统与现场工控系统联控，自动识别车号、下载应装车量、自动对车、定量装车，实现裴庄、水厂火车仓精准自动装车。

　　实施GK1内燃机车遥控改造。迁钢区域GK1内燃机车以往由乘务员在司机室内操作机车，调车员指挥机车进行倒调作业及行车安全。通过无线遥控改造，取消了调车员，释放现场作业人员28人；同时，实现乘务员在安全位置操作机车，在通过特殊点位、高危道口，乘务员在车下徒步引导、遥控操作，确保瞭望视线无死角，减少行车安全隐患。

　　——以共享协同为引领，搭建智慧管理平台

　　在横向上，首钢矿业公司按专业搭建管理平台。以业务系统内处置、智能预警、智慧分析、辅助决策为目标，首钢矿业建设、完善专业信息系统，搭建数据源唯一、系统间互联、专业间互通、与ERP集成的专业管理平台。

　　建设设备健康管理系统。首钢矿业开发健康评价模型133个，覆盖25大类1340台套设备，9619个运行参数实时监测、自动采集。可自主评判设备健康程度，定制推送设备健康信息到特定管理人员，推进预知维修、精准维修，实现每台现场设备状态最优，保障每条产线长周期稳定运行，激发产线运行效益最大化。

　　建设智能计量平台。物资计重在远程集中计量管理系统基础上，应用自动识别等技术，研发智能计量系统，核对物资购销订单，确保过磅量自动归集。物流、信息流、资金流三流合一，实现了无人干预的智能计量。

　　建设全能源管控系统。构建水、电、油、气全能源管控系统，首钢矿业实现了全能源在每条产线的全范围、全流程、全要素穿透式精细管理，形成了自机台、班组、车间、厂矿至公司的自下而上的能源管控全覆盖。由“量”到“费”升级管控，实现各条产线和每台设备最经济运行。

　　建设一体化采购供应管理平台。首钢矿业将管控范围扩大至马城铁矿、唐首马铁矿、物资公司化工公司、矿建公司等法人单位，强化集团化管控，构建内部组织流程一体化、管理工作一体化、外部合作一体化的物资采购供应管理体系，实现管理流程从需求计划、供应商、采购组织、合同管理、物资出入库、废旧回收全线贯通，形成集中采购、分权制衡、终身管理的一体化采购供应体系，支撑共享采购渠道、共建采购标准、共赢采购效益。

　　建设物资终身管理系统。首钢矿业创新物资管理理念，以物资终身管理为目标，对物资出入库管理，物资流向管理、物资回收交旧管理等流程进行优化固化，系统涵盖物资采购、入库、出库、安装、使用、交旧、报废等业务，实现了对重点物资全生命周期的跟踪与管理，并将物资消耗细化到了最小核算单元，同时处理物资跟踪与业务管理双重信息，为物资管理搭建一个规范化、精细化的信息化平台，推进物资管理由粗放型向精准型转变。

　　在纵向上，首钢矿业公司逐产线搭建实时监控分析系统。深度融合产线自动化系统，逐产线搭建网络版实时监控及分析系统，实时掌控各产线运行状态，自动分析产量、设备、质量、能源、销售、成本等变化趋势，形成纵向到产线、横向到专业的智能监控、分析能力，提升对产线的可视化、一体化管控能力，实现到工序流程的全要素动态精益管控。

　　5G+井下单体设备集中操控暨智能矿山解决方案现场会

　　创品牌——科技赋能闯市场

　　首钢矿业公司在不断推进智能矿山建设的同时，致力于将应用成熟的产品、技术产品化，服务矿山行业。“副井电梯式自助运行”落实了国家安监总局推进的“副井提升机机器人替代工程”，处于地采矿山领先水平，具有广泛的应用和推广价值；井下电机车无人驾驶技术，在云南普朗铜矿、紫金矿业等21个矿山得到成功应用，市场占有率达到90%；GPS调车系统在赞比亚卢安夏铜矿、海螺集团等国内外29个矿山落地生根；MES、智能计量等信息化系统服务于中色非矿、西部锌业等30余家矿业公司；先后为西部矿业、华夏建龙等公司提供智能矿山建设整体咨询服务。智能矿山建设成果提升了行业影响力，为矿山行业智能化水平提升作出了贡献。

　　首钢矿业公司智能矿山建设创新成果百余项，获得专利及软件著作权40余项，获得国家科技进步二等奖1项，冶金矿山科学技术一等奖3项。“基于智能矿山建设打造行业标杆的探索与实践”，获评2022国企科技创新与数字化转型典范、北京市管理创新一等奖。“基于建设智能矿山打造全要素提效示范企业”入选2022年全国100家智慧企业建设创新案例，助力首钢矿业公司获评国有重点企业管理标杆创建行动标杆企业。

　　2023年9月，5G+井下单体设备集中操控暨智能矿山解决方案现场会后，首钢矿业公司智能矿山建设的做法得到了多家媒体、协会行业高度关注。新华社、人民日报客户端、新华网、中新网、央视频等10余家媒体进行了广泛报道，近1000家媒体平台进行转发，累计阅读量超330余万次，擦亮了智能矿山建设品牌。

　　智能化引领矿山行业发展新潮流。5年来，首钢矿业智能化矿山建设一步一个脚印、一年一个台阶，搭乘智能化数字化的“快车”，逐步实现由“人控”到“智控”的提质升级，从“少人”到“无人”的智慧转变，智能矿山建设已经成为企业高质量发展“新引擎”。特别是党的二十大以来，首钢矿业公司坚持党建引领，不断推动思想解放，把创新作为推动企业发展的第一动力，加快智能矿山建设步伐。

　　创新驱动，科技赋能。首钢矿业公司将围绕“现场无人化、操控集约化、管理智慧化”总体目标，继续驰而不息、久久为功，持续推进智能矿山建设，追逐科技强企之梦，以智能驾驭未来，助力企业高质量发展，用“智慧”之钥开启高质量发展之门。