5G“支點”撬動智能礦山加速演變
http://www.moduwu.com 2020-09-03 09:42 來源：中國科學報 田瑞穎
向智能礦山演變是采礦行業的必然趨勢。
采礦作為古老的產業，其傳統生產方式是礦難等安全問題頻發、人工成本居高不下、礦工作業艱苦危險的重要原因。隨著“5G+工業互聯網”的深度融合，智能礦山成為采礦行業未來發展的必然趨勢，“5G+智能礦山”時代漸行漸近。
智能化作為引領礦業創新發展的重要力量，正成為各方投資搶占的“風口”。然而，機遇來臨的同時，也面臨著智能礦山建設規范、行業標準制定、避免過度概念炒作和行業無序發展的挑戰，這需要政府、行業、企業等勠力同心，共修“內功”。
近日，工業和信息化部新聞宣傳中心、中國礦業聯合會智能礦山工作委員會共同主辦了“5G+智能礦山”論壇。工業和信息化部新聞宣傳中心總編輯王保平指出，5G在智能礦山的應用仍是一個新課題，還需要更多專家學者和企業的探索實踐。
傳統模式被詬病 倒逼產業變革
煤炭是我國戰略支柱能源。在我國一次能源結構中，2019年煤炭占比57.7%，2030年預計占比50.0%。傳統的煤炭開采模式在帶來財富的同時，也產生了沉重的代價。
中國科學院院士何滿潮介紹道，傳統的煤炭開采方式為“121工法”，由英國人于1706年提出，距今已有300多年。但是，“121工法”的弊端廣受詬病。
首先，“121工法”易造成資源損失，采區回采率為75%~85%，礦井采出率不到50%，煤柱損失約38.5億噸，價值約2萬億元；其次，“121工法”巷道掘進量大，致使成本居高不下。據統計，萬噸掘進率平均34米，以目前生產規模來看，年煤巷掘進約13000千米，掘進及相關成本超過千億元。此外，“121工法”還造成了生態破壞，據統計，全國生態破壞面積達2200萬畝，每年生態破壞增量以105萬畝遞增。
不僅如此，“獨頭掘進，局部通風，空頂作業”導致絕大多數安全事故發生在回采巷道。據統計，91.5%的安全事故都發生在巷道。
對此，何滿潮表示，隨著第三次采礦技術革命的到來，要開展5G與智能礦業的對接融合，借助5G等新技術改進傳統工法，實現全礦井智能化控制、自動采煤、智能決策。
“‘智能礦山’是將人工智能、云計算、大數據、物聯網、地理信息技術、智能機器人、虛擬現實等高新技術，應用于礦山生產的各作業環節，實現礦山全流程、全生命周期的數字化與智能化，其終極目標是實現‘無人礦山’。”北礦智能科技有限公司總經理張元生解釋道。
實際上，礦業智能化發展由來已久。上世紀90年代，加拿大、瑞典、芬蘭等國先后制定了“智能化礦山”和“無人化礦山”的發展規劃，美國也開展了對地下煤礦的自動定位與導航技術研究，并獲得了商業化的研究成果。礦業正從人力礦山、機械礦山、數字礦山、感知礦山等不同業態，向自動化、智能化和無人化挺進。
為順應智能礦山發展大勢，2016年我國發布了《全國礦產資源規劃（2016—2020年）》，提出未來5年要大力推進礦業領域科技創新，加快建設數字化、智能化、信息化、自動化礦山。
對此，中國礦業聯合會會長彭齊鳴表示：“采用高度工程化的技術，并結合人工智能、物聯網和大數據等新興關鍵技術的應用，實現數字化連接和各方面的運營優化，是礦業科技創新發展的新趨勢。”
沒有標桿參考 燈塔在自己手中
當前國際競爭日益激烈，全球生產貿易鏈條分化重組，世界經濟出現逆全球化趨勢，中國經濟向“內外雙循環”格局轉變，“5G+智能礦山”在大變局時代下提速迫在眉睫。
而國內智能礦山的研究與開發起步較晚，一些技術水平和裝備制造水平較低的礦企開展智能化建設難度較大。
“我國的‘5G+智慧礦山’建設，沒有標桿可以參考，燈塔在自己手中。這需要從需求導入，建立行標，繁榮生態。”華為中國區5G創新部部長王法認為，“抓住機遇，做大做強5G產業互聯網是全產業鏈的共同責任。”
今年4月，工業和信息化部、國家發展改革委、自然資源部三部門聯合發布了《有色金屬行業智能工廠（礦山）建設指南（試行）》，針對基礎設施的數字化改造與建設、基于業務驅動的智能生產系統建設、基礎服務型制造的智能服務應用建設和基于工業大數據的協同創新平臺建設四個方面提供了指導。
在指南的引領下，焦煤集團、內蒙古包鋼集團、山西陽煤集團等與基礎電信企業強強聯合，在山西龐龐塔礦井、內蒙古白云鄂博礦區等地開展應用5G技術支撐礦山轉型升級的積極探索，實現了礦卡無人駕駛，提升礦區生產安全性，降低勞動力成本。
“‘5G+智能礦山’是新生產力的標志。”原國家發展改革委經濟體制與管理研究所主任史煒認為，“‘5G+智能礦山’具體是指5G與智慧勘測、智能開采、智能生產、生產標準化、大數據+人工智能+工業互聯網下的新MES模式，智慧礦山下的新盈利模式等的結合。”
因此，史煒指出，打造“5G+智能礦山”的頂層設計，必須打通生產流程、數據采集和識別節點的流程、智能設備與生產流程的對接通道、網絡覆蓋與生產流程的對接關系、政府扶持與企業自主建設的關系、開放云與閉環云之間的數據資產交易和流通方式、國家經濟政策與技術政策協同推進的壁壘、“5G+智能礦山”與資本市場的路障。
避免過度炒作 嚴把安全關
隨著“5G+智能礦山”的熱度飆升，各個市場主體紛紛追逐“風口”，但實際效果令人深思。進口的智能采礦設備不具備真正的生產能力，數據孤島導致生產管控平臺束之高閣，大量資金和運維成本投入卻“打水漂”，“5G+智能礦山”似乎成了空中樓閣……
對此，兗礦集團信息化總工程師劉坤提醒道：“雖然‘5G+煤礦’的理念很熱，運營商和各大礦企的積極性很高，但實際過程中卻存在過度炒作、虛假宣傳的情況。”
“與其他產業不同，煤礦有潛在的極端風險，而安全的合規性極其重要。關于5G在煤礦的應用一方面要積極開展試驗，另一方面要認真思考5G在高度危險和對安全性有極高要求的環境中，應該如何改造，而不僅僅是簡單地加個標準。”
對此，洛陽欒川鉬業集團股份有限公司副總經理顧美鳳指出，“5G+智能礦山”要建設全流程智能管控系統，包括安全有效成產、數據同源共享、全程智能管控、成本動態可控、預防預測管理、實時預警分析。“最終要實現資源報國，讓天下沒有難采的礦，讓礦工更有尊嚴，讓礦業安全環保、高質量發展。”
此外，東方測控技術有限公司技術總監呂濤認為：“保持產業穩定性、增強產業韌性是礦業企業在大變局時代必須要思考的問題，‘5G+智能礦山’為大變局時代中國礦業發展提供了有力的支持，提高了資本、勞動、資源、能源、環境、大數據的效率，提高了投資回報、企業利潤、員工收入、政府稅收等效益。
當前我國在無人機、互聯網、5G、云計算等方面打造了“技術支點”。而“5G+智能礦山”的使命就是將“技術支點”連成“線”，堆成“面”，實現集成化應用，讓技術帶動效益為“國內國際雙循環經濟發展”提供產業支撐，把技術轉化為自身發展的強“內力”。
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