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科技,矿山的智能密码

作者:王琼杰 浏览:108 发表时间:2020-08-18 16:38:23 来源:中国矿业报

科技改变人生,同样也可以改变矿山。

《中国矿业报》记者近日来到洛阳栾川钼业集团股份有限公司(下称洛阳钼业),看到偌大的三道庄露天矿区采掘作业有条不紊地进行,工作人员在控制中心通过多金属露天矿智能生产管控系统,便轻松实现了采矿、配矿、运输全过程遥控。一座全球领先的无人智能矿山已峥嵘初露。

水首沟排渣场生态恢复治理

近年来,洛阳钼业通过“绿色+智能”双轮驱动,擦亮了绿色品牌,夯实了绿色根基,拓展了绿色内涵,引领着我国露天采矿行业的智能化、绿色化发展。

智能:铸就矿山未来

智能矿山建设是全球趋势、国家战略,亦是社会民生和企业发展需要。用信息技术改造传统产业是国家经济结构调整和转变经济增长方式的重要任务,更是绿色矿山建设的核心内容之一。

走进洛阳钼业,处处都能看到智能化的影子。露天采区鲜见人影,矿区车辆无人驾驶,选矿车间无人值守,就连矿山穿孔、铲装、车辆编组、矿岩计量等一些比较复杂的工序,也实现了无人作业。

“近年来,洛阳钼业以建设一流绿色矿山为目标,以矿山的智能开采为方向,以实现本质安全、降本增效、改善劳动环境等为目标,在露天矿智能生产管控系统、露天开采智能装备研究与应用、选矿全流程自动化等方面推进智能矿山建设,致力于打造全球领先的无人智能矿山。”该公司副总经理井石滚说。

知易行难。长期以来,矿山曾一度被贴上技术含量低、劳动密集型的标签。为了打造智能化矿山,该公司从打造矿山灵动“大脑”入手,构建露天矿智能生产管控系统。

三道庄露天矿承载着5个钼选厂、3个钨选厂的供矿任务,需综合考虑钼品位、钨品位、铜品位、氧化率、岩性等多重因素,实现均衡供矿难度极高。该公司联合西安建筑科技大学在2012年多金属露天矿数字化采矿集成系统的基础上,利用新一代物联网、大数据、人工智能等系列前沿技术,将三维地质模型、智能配矿、智能调度、智能计量和大数据决策分析集成为一体,构建了基于云平台的多金属露天矿智能生产管控系统。

“该智能生产管控系统好比矿山的‘大脑’,拥有智能感知、智能计算、智能分析和智能决策的特点。此系统投用后,配矿管理、生产调度、矿岩计量、现场管理更智能、更科学,大幅提高了矿山生产作业效率和管理水平,解决了多目标、多因素均衡供矿难题。”井石滚说。

为进一步解决采空区的严重安全隐患,该公司还强健“四肢”,强化露天矿智能开采装备的研发与应用。2016年,他们与河南跃薪智能机械有限公司合作,按照生产设备操作遥控化→遥控操作远程化→无人操作智能化的步骤,逐步建立了一套高效、实用、安全的露天矿智能采矿装备系统,实现了从穿孔、铲装到卡车运输的远距离遥控操作。智能采矿装备高效作业,不仅多回收残矿82万吨,新增产值1.64亿元,而且改变了传统的人工驾驶模式,实现了本质安全的目标。该技术荣获中国有色金属工业科技进步一等奖。

矿山智能永无止境。2018年以来,该公司又在智能开采领域再开行业先河,利用研发的无人驾驶系统对原设备进行改装,实现了15台纯电动智能无人矿用卡车成功试运行。2019年,他们与华为、跃薪等合作伙伴通力合作,在全国率先将5G技术应用在无人矿山领域,对原有智能采矿设备进行基于5G网络的升级改造,利用5G网络的超高速率、超低时延的特性,彻底解決了矿山特殊复杂环境信号传输的技术瓶颈,作业的精准度、稳定性和工作效率均得到了大幅提高,实现了基于5G网络的钻、铲、装超远程精准控制和纯电动矿用卡车智能编队运行。2019年6月,在上海世界移动通信大会现场,该公司操作人员借助5G技术实时操控1200千米外的三道庄露天矿挖机进行作业,操作延迟控制在几十毫秒之内,误差在10余厘米,在业界引起了强烈反响。

未来的矿业将是智能与绿色的完美结合。该公司深谙此理。他们还与河南跃薪智能机械有限公司联合实施了“纯电动矿用自卸车及能量回收系统研发与应用”项目,研发的SY系列纯电动矿用卡车利用下山能量回馈与上山消耗的能量相互补偿。在车辆制动或滑行时,将动能转化为电能,储存到电池中,既可以达到延长整车使用时间及续航里程,又减少了机械磨损及能量消耗。与同等功率柴油运输车辆相比,该型号车辆吨公里能耗仅为1/6,维修保养费用仅为1/2。经过国家矿山机械质量监督检测中心的检验检测,该车辆具有环保节能、低成本、投资少、易于推广的显著优势,在“零排放”的基础上,加速、爬坡、续航里程等关键技术指标均处于行业前列,给露天采矿运输设备带来革命性风暴。

据了解,该车辆采用纯电动及能量回收系统,实现了智能化装备与新能源改造的完美结合,已成为集纯电动驱动、远控智能遥控和无人驾驶为一体的绿色环保智能采矿装备。业内专家称此举打破了国外矿山设备公司的技术垄断,开启了中国建设绿色智慧矿山的新征程。

科技:激发资源无限潜能

废物是放错位置的财富。近年来,该公司依靠科技创新,加强对共伴生资源及其工业废弃物的综合高效利用,取得了良好的生态效益和经济效益。特别是这些年在主业钼行业普遍不景气的严峻形势下,该公司通过高效综合利用伴生资源,实现了东方不亮西方亮,依然保持了良好的发展势头。

在资源开发方面,他们针对三道庄矿区极复杂空区群,研发并形成了露天采矿与空区处理协同技术,开展了空区处理与残矿回收利用示范工程,近5年累计处理空区残矿139万立方米,实现了残矿回收和露天矿安全持续开采。

向科技要综合效益,依靠科技打造生态经济,是洛阳钼业一直追求的目标。经过20多年的探索和技术攻关,他们在资源综合利用方面取得了一系列重大成果,实现了钼矿伴生钨资源综合利用产业化和高效化,在低品位白钨矿选矿方面填补了国内空白,达到国际领先水平,荣获“国家科技进步二等奖”“第四届中国工业大奖提名奖”“中国有色金属工业科学技术一等奖”。他们研发的“硫化铜活化、浮选回收超低品位铜工艺”,实现了极低品位伴生铜的回收利用及产业化(铜品位0.01%,仅为综合评价指标的1/10),2018年从钼精选尾矿中综合回收品位为20%的铜精矿5451吨。他们开发出的“淋洗净化、交换吸附、解吸附、蒸发结晶”钼精矿焙烧尾气铼综合回收工艺,实现铼资源综合回收产业化。

“我们的低品位白钨、极低品位铜、焙烧尾气铼综合回收技术均入选第六批‘矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录’,对于技术的推广应用和提高市场竞争力具有借鉴和示范意义。”井石滚说,共伴生资源综合利用现在已是公司重要的利润增长点,公司也由此被评为原国土资源部40个资源综合利用示范基地之一和全国矿产资源合理开发利用先进矿山企业。

对冶炼尾气,该公司也是想法化害为利,回收利用。在钼冶炼尾气治理方面,他们分别采用合作研发的“回转管窑焙烧钼精矿低硫烟气非稳定状态制酸工艺”和引进的丹麦TOPSOE公司WSA湿气制酸工艺,实施尾气二氧化硫综合治理和回收利用,年产工业硫酸35849吨,年减少二氧化硫排放量23411吨。同时,他们还开展了极低品位铁综合回收改造项目,项目投入运行后,将实现极低品位铁规模化回收。在萤石回收方面,他们与多家科研院校联合开展科研攻关,现在也取得了积极进展。

绿色:扮靓矿区美家园

该公司高度重视环境保护、生态恢复工作,坚持人与自然和谐相处、生态保护与企业效益共赢、资源开发与环境协调发展,结合三道庄钼矿开采实践,按照边开采、边恢复、边治理原则,开展生态恢复治理工作。

2005年底,经过长期排放,水首沟排渣场形成了面积达20万平方米的“人造平原”。2006年元月,洛阳钼业按“保护生态环境,打造秀美山川”的环保思路和建设矿山公园的标准,投资700多万元,出动挖掘机、铲车等各类设备1000余台次对排渣场场地进行平整,并结合当地气候条件在排渣场内种植了30000余株适合高寒山区生长的雪松、刺柏、红栌、青桐等10余种树种。为确保其成活率,他们采用定期浇灌、地膜覆盖保湿等措施,如今这里形成了红花与绿叶交相辉映、乔木与灌木互相映衬、古朴典雅的亭子点缀其中的秀美园林景观,不仅开创了豫西地区矿山行业植被恢复的先河,为营造和谐矿山起到了促进作用,而且为栾川的旅游业增添了新亮点。

为使水土保持和植被恢复达到布局合理、持续利用、效果明显的要求,他们借鉴水首沟渣场绿化的经验,专门邀请科研院校针对达到使用年限的排渣场和边坡进行专项研究,并根据各区域土与石块的比例,分别选用了本土、耐寒和耐旱的葛藤、刺槐、忍冬、紫苜蓿等3种藤类、3种木本及7种草本植物,对达到使用年限的废弃排渣场进行绿化。在植被恢复管护方面,他们坚持承包负责与确保成活率相结合的原则,明确任务,责任到人,确保恢复一片,成活一片。截至2019年底,三道庄钼矿在排土场、最终边坡、固定工业场地等累计植被恢复面积达191万平方米,有效地保护了动植物生存环境,避免了水土流失,达到了生态修复的目的,促进了人与自然和谐相处,形成了“功能性工程构建—排渣—固化渣场整治覆土—植被恢复—排渣服务期满—全面封闭整治覆土—全面植被恢复”生态恢复治理模式。

“经过多年的综合治理和生态修复,现在的三道庄矿区已基本具备了矿山公园的条件。根据远景规划,该矿区最终将形成碧波荡漾、水草丰美、翔鸟云集、繁花似锦、绿树成荫的现代化工业旅游区,成为栾川一个新的经典。”井石滚说。


   (来源:中国矿业报 作者:王琼杰 )


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