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智能采矿,触摸矿业的未来

2014-11-22 19:54| 发布者: 巨车网| 查看: 2053| 评论: 0|来自: 矿业装备

摘要:   信息化与工业化的融合是中国矿业跨越式发展快速实现强国梦的新路径  现代采矿科学技术发展很快,新的学术思想、理论和技术不断涌现,极大地拓展了采矿科学技术的发展空间。纵观近些年矿业发展的大趋势,我国金 ...
  信息化与工业化的融合是中国矿业跨越式发展快速实现强国梦的新路径

  现代采矿科学技术发展很快,新的学术思想、理论和技术不断涌现,极大地拓展了采矿科学技术的发展空间。纵观近些年矿业发展的大趋势,我国金属矿业面临三大发展主题:坚持矿业的发展道路—绿色开发;开拓矿业的前沿领域—深部开采;走向矿业的未来目标—智能采矿。

  何谓智能采矿?就是在矿床开采中,以开采环境数字化、采掘装备智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化为特质,以实现安全、高效、经济、环保为目标的采矿工艺过程。

  “智能采矿”是当今世界矿业极其关注、并大力推进的一个具有时代意义的发展主题。上个世纪人们还认为是很遥远的事,如今已逐渐成为现实,并展现了美好前景。过去,我国矿业曾经失去一些发展机遇;现在,我们作为后来者要更具前瞻眼光,不失时机地抓住机遇。

  我国是个矿业大国,但不是强国。我国金属矿业总体水平落后于矿业发达国家,在国内也落后于大多数行业,主要表现是矿业在国民经济中的产业定位问题,长期没有得到解决;大量中、小矿体传统采用小规模的粗放开发模式,严重制约矿业发展;矿业增长主要依靠要素投入,技术水平提升缓慢;矿山装备研发能力不强,中小矿山的技术装备水平长期得不到提升;资源浪费严重、综合利用率低,安全、环境问题突出;科技研发能力相对薄弱,缺乏重大创新性成果;缺少有竞争力、影响力的全球化公司;在矿业全球化中,高端工程技术与管理人才严重不足等等。

  进入21世纪以来,信息技术快速发展,给现代工业带来极大的推动,给传统矿业带来巨大的冲击。相对落后的矿业如何改变现状?早在20世纪80年代,国家已经提出了用信息化改造传统产业的发展战略,但是,我国矿业的工业化还远没有完成,如果按照人类社会发展的历史轨迹——先实现工业化,然后再推进信息化,即分两步走,则中国矿业信息化就需要60~80年时间。然而,我们国家的发展目标是2050年达到发达国家水平,而世界矿业已经进入全球化阶段,这对于矿产资源对外依存度很高的中国来说,矿业如何适应国家工业化、城市化的发展进程?如何适应世界矿业全球化的形势,去参与国际竞争?这是发展战略问题。我们必须依据国情,另辟新径,寻求实现中国矿业信息化的发展路径。

  信息技术是驱动全球科技发展、推动传统产业变革、促进企业效益倍增、加快工业化进程的主体技术。对于远没有实现工业化的中国矿业来说,只能选择工业化与信息化融合的发展路径,才能实现跨越式发展,才能与其他行业同步走向知识经济,实现矿业强国梦,除此别无选择。

  所谓工业化与信息化融合发展,就是发挥信息化的主导作用,由信息化主导并带动矿业的工业化,以工业化促进信息化;通过“两化”彼此兼容和渗透,推动矿业的优化、升级,实现传统矿业的改造和跨越。 

  可以预见,“两化”的深度融合发展,必然驱使矿业走向未来目标—智能采矿。
 
  智能采矿是矿山数字化信息化与智能化发展和追求的最终目标

  “智能采矿”的概念是在数字矿山技术发展的基础上提出来的。矿山数字化的研究,始于20世纪60年代,即电子管计算机年代,当时主要用于矿山通风复杂网路解算和露天矿最终境界确定;20世纪80年代,矿山数字化和信息化的发展步伐加快,它作为数值计算与模拟的辅助工具,应用于采矿技术和矿山管理;其后,矿山智能化的研究,多服务于单台矿山设备的操作与自动控制;而矿山信息化与智能化研究,则在较长时间里处于独立的并行发展之中,直至20世纪末,才开始从整体上探索矿山信息化与智能化,并逐渐明晰智能采矿这一未来矿业目标,从而步入了研究“智能采矿”的新阶段。

  可以看出,数字化是实现矿山信息化与智能化的基础环境,信息化与智能化是实现智能采矿的创新过程;而智能采矿是矿山数字化、信息化与智能化发展和追求的最终目标。矿山数字化、信息化与智能化三者的关系,是在“智能采矿”发展过程中相互渗透、融合的有机整体。

  实现“智能采矿”的核心内涵是建设包括资源、设计、生产、安全及管理等功能集于一体的矿山综合信息平台;研发(或引进)自动定位和导航、遥控全自动高效采、掘、运等成套设备,以及地下矿山无线通讯系统等;研究与智能采、掘设备相适应的集约化开采系统和以矿段为回采单元的、规模化的采矿技术工艺。

  (1)发展矿业软件产业。我国矿业软件产业发展很快,国产软件基本取代了进口产品。当前的目标在于开发与建立矿产资源评价、开采优化设计、安全生产管理、生产过程管控等功能集于一体的矿山综合信息平台,以实现资源高度共享,为智能采矿提供支撑。

  (2)研发智能采掘设备。没有先进装备,就不可能有先进采矿技术工艺。要重视引进国外技术、合作开发,以加快提升我国智能采掘设备的开发水平;要加大投入,以基础较好的厂家为主体,走引进—消化—吸收—再创新的道路。

(3)建设智能采矿示范区。实践智能采矿,要以重点矿山为依托,从建设示范工程起步;在当前基础比较薄弱的情况下,首先要引进国外智能设备与技术。示范工程的目标应着眼于引进技术和产业升级,通过示范为我国矿业转型发展、走新型工业化道路提供技术支撑。

  (4)培养新型的矿业人才。知识是第一生产要素,现在培养的人才,影响今后几十年的矿业发展。为了适应矿业发展形势,需要优化采矿工程人才的知识结构;在职人员要结合岗位扩大知识面,学以致用;高校矿业学生要开设“数字矿山技术”等必修课。  
 
  (5)从实际出发稳步推进。我国金属矿山数以万计,大中型矿山是推动智能采矿的主力,应该走在前头;小型矿山应依据自身条件和需要,从实际出发,不求整体推进,而是有选择地移植、集成、开发应用相关成果,逐步提升采矿科技水平。
 
  矿业人才是实现智能采矿、推进矿山信息化的主导践行者

  采矿工程是一门科技覆盖面很宽的工程学科,实践“智能采矿”是一个大的系统工程,是个多科性、集成性和目标综合性很强的创新工程,它既需要采矿相邻专业学科合作,又需要数字地质学、现代工程管理、现代矿山装备技术、计算机科学与技术、信息与通信工程及系统工程等学科的专家参与,在实践智能采矿过程中,采矿工作者将处于主导地位。

  曾有人认为,矿山信息化是搞矿业软件开发人的事,这是一个误解。软件开发是属于信息产业,是为生产信息、通信工具(软件)的产业,是实践矿山信息化的支撑产业;而“智能采矿”、或者说“矿山信息化”,是指采矿工作者高度应用信息技术,利用信息产品(所包含的技术),共享信息资源,充分发挥人的智能潜力,从而驱动矿业经济增长和发展模式转变的过程。作为从事开采设计、矿山生产、经营管理的采矿工作者,推进矿山信息化是份内的事,是理所当然的职责。

  特别应该指出,我国金属矿床开采的目标已逐步扩大到五类矿床—深部矿床、贫矿床、松软破碎矿床、水体下矿床和高寒地区矿床,这给矿业带来了许多重大科技难题。由于我国矿业正面临开采条件恶化、开采深度增加、矿石品位下降、安全环保标准提高及市场价格波动等不利环境,要实现安全、经济、高效及环保的目标,在矿床开采设计、开采系统建设、采矿工艺技术、生产计划调度、矿山安全环保及企业经营决策等关键技术领域,采矿工作者始终处于主导地位,责无旁贷。所以, 在推动和实践“智能采矿”的过程中,采矿工作者应该积极、主动,充分发挥主导作用。 

  智能采矿是个渐进的发展过程,是矿业科技创新的重要方向,是工业经济向知识经济过渡的产业形态,是21世纪矿业发展的前瞻性目标。芬兰、加拿大、瑞典等发达国家已为之奋斗了20多年。它将给矿业将带来深远影响。

  (1)实现采矿作业室内化。大批矿工将远离深井高温、岩爆环境,极大地改善作业条件,从根本上解决矿山生产安全问题。

  (2)实现生产过程遥控化。大量减少艰苦劳动岗位和井下作业工人,大幅提高井下劳动生产率, 降低井下通风、降温等成本费用。

  (3)实现矿床开采规模化。信息化智能化程度高,采矿作业相对集中,产能大幅提升,成本下降,低品位矿床将得以充分利用。

  (4)实现技术队伍知识化。产业向知识型过渡,职工素质大幅提高,队伍结构和待遇大大改善,矿工这一弱势群体的社会地位将发生根本改变。
 
  (5)推动矿业的全面升级。矿业实现跨越式发展,改变艰苦行业、高危行业的环境条件,还将带动机械、信息等产业链的延伸和发展。

  21世纪,世界已经进入全球化的知识经济时代,中国将再次走到世界的前列。我们要充分认识未来社会经济的走向,深入了解世界矿业的发展势态,把握好矿业的三大发展主题,为实现我国矿业现代化和中华民族的伟大复兴,贡献自己的一份力量!

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