中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
通訊員 姜建國 胡毅
采礦工人坐在遠程操控座艙內，手握操縱桿，鉆孔、抓取、轉向、放置，對礦山一頓“猛攻”……不一會兒，礦車上就堆滿了礦石。
近日，在鞍鋼集團第四屆“數字鞍鋼·數字生態(tài)”現(xiàn)場推進會上，專家以攀鋼5G遠程采礦項目為案例，闡述礦山數字化轉型路徑；在現(xiàn)場感受了遠程采礦后，與會嘉賓紛紛點贊攀鋼5G遠程采礦項目，并評價其為“一場偉大的變革”，值得國內冶金露天采礦企業(yè)借鑒。
據了解，攀鋼5G遠程采礦項目以攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦采場無人化遠程集中作業(yè)為應用場景，對1臺YZ-35B牙輪鉆機、1臺WK-4B電鏟和2臺TR60礦用卡車實施智能化改造，并配套建設1套5G專網、1個邊緣數據中心和1個遠程操控中心，實現(xiàn)采場穿孔遠程半自主無人化作業(yè)、鏟裝遠程操控混裝作業(yè)、運輸自動駕駛混跑作業(yè)，為解決全國冶金露天礦山智能化采礦作業(yè)痛點和難點問題積累了寶貴經驗。
“變革”的背后，不僅僅是技術上脫胎換骨的變化——干部職工思想觀念怎么轉變？固有的采礦模式如何打破？現(xiàn)有的設備如何改造？在直面問題中，攀鋼拉開了5G遠程采礦項目波瀾壯闊的變革序幕。
礦山之痛 安全、可持續(xù)作業(yè)面臨挑戰(zhàn)
攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦位于四川省攀枝花市東區(qū)。攀枝花市全年日照時間達2700個小時，高溫季節(jié)朱蘭鐵礦采場地表溫度在50℃以上，作業(yè)環(huán)境惡劣。此外，采場還存在安全隱患。已經開了26年電鏟車的攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦采運作業(yè)區(qū)電鏟丁班班長姚仕建還記得多年前目睹的巨石滾落場景?！澳菚r候想，要是能自動采礦該多好。但也不敢奢望，覺得這簡直是白日做夢，誰能想到今天竟然實現(xiàn)了。是5G遠程采礦項目讓我們告別了‘苦臟累險’?！?/div>
在人力資源深度優(yōu)化的背景下，該礦采礦職工隊伍變得愈發(fā)精干，未來5年，將有三分之一的人員退休，礦區(qū)面臨人手緊張問題，企業(yè)技術升級需求迫切。
隨著時間推移，變化的不只是職工隊伍，還有采礦環(huán)境。目前，攀鋼礦業(yè)朱蘭鐵礦露天采場進入深部開采階段，開采強度越來越大。變革，是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。
為此，按照數字鞍鋼“提升自動化、健全信息化、推進數字化、探索智慧化”指導思想，攀鋼集團沿著“礦石流”維度，明確從“離散作業(yè)向連續(xù)作業(yè)轉變”的精益生產思想；沿著“數據流”維度，構建數據治理體系，深度挖掘數據價值。雙流融合，最終形成“智能采礦”“智能選礦”和“智慧管理”3個方面的主要建設內容，共規(guī)劃20個與智能采礦相關的重點項目。
探索之艱 多方合作開展智能化應用研究
2021年11月份，攀鋼5G遠程采礦項目正式啟動。攀鋼攜手華為、中國移動攀枝花分公司等數字生態(tài)伙伴，攀鋼數字化部、攀鋼礦業(yè)企業(yè)管理部、星云智聯(lián)，以及朱蘭鐵礦分公司、采運作業(yè)區(qū)相關負責人，鉆機、電鏟、礦用卡車司機組成聯(lián)合攻關團隊，夜以繼日，探索實踐5G遠程采礦，著力解決礦山行業(yè)數智化轉型的痛點和難點問題。
這是一場多學科、多領域、多廠商高度集成的大會戰(zhàn)。然而，項目實施難度也“不容小覷”。近年來，國內礦山企業(yè)積極探索露天智能采礦，但大多僅限于穿孔、爆破、鏟裝、運輸等單點作業(yè)，穿—采—運全流程智能化作業(yè)并未打通。攀鋼5G遠程采礦項目，就是要在鉆機、電鏟、礦用卡車單點智能化作業(yè)基礎上，實現(xiàn)穿—采—運全流程智能化作業(yè)，改善采礦工人作業(yè)環(huán)境，提升本質化安全水平和作業(yè)效率，項目難度可想而知。
要實現(xiàn)這一目標，必須推動礦山工程技術與網絡通信、信息技術融合應用。面對這一復雜系統(tǒng)工程，攀鋼礦業(yè)聚焦移動裝備遠控化、采面作業(yè)少（無）人化等，梳理業(yè)務、提出需求；華為從架構層面入手，明確應用層、物理層、網絡層、信息管理層目標任務；中國移動攀枝花分公司搭建5G專網、5G邊緣數據中心等新型基礎設施，探索實施2臺礦用卡車、1臺電鏟、1臺牙輪鉆機智能化改造，修建遠程操作中心。
每一項工作的推進，都是摸著石頭過河。以5G基站建設為例，基站位置的最佳選擇方案需要靠近采礦現(xiàn)場，但由于地形復雜、邊坡不穩(wěn)定等，該團隊不得不反復調整基站位置，最終通過增加拉遠站補強信號等方式，確保5G網絡長期穩(wěn)定運行和礦區(qū)設備不間斷連續(xù)作業(yè)。
在礦用車智能化改造過程中，為支持人工駕駛、遙控駕駛與自動駕駛3種模式的順利運行，規(guī)避撞車、翻車等風險，該團隊對電源、燈光、油門、換擋、制動、轉向、舉升，以及礦用卡車作業(yè)監(jiān)測、礦用卡車環(huán)境感知、智能算法支持、融合定位、避障檢測和安全監(jiān)控等進行智能化改造。但改造后的礦用車在行駛過程中始終左搖右擺，不能按指令正確行駛。僅解決這一問題，就耗時1個月。據統(tǒng)計，攀鋼5G遠程采礦項目累計突破鉆機扶桿機構改造、礦用車轉向偏移等370項技術難題。
技術攻關難，采礦工人適應遠程采礦新模式也難?！叭狈ΜF(xiàn)場體驗，操作不習慣?！薄耙曈X效果差，看得不真實?！薄安僮鞑皇炀?，對于突發(fā)情況不能第一時間處理。”這是5G遠程采礦帶給該礦采運作業(yè)區(qū)礦用卡車司機唐勇、鉆井司機謝超、電鏟司機姚仕建的初體驗。但隨著不斷改進和技術升級，遠程操作的故障率越來越低，司機操作也越來越順手。
“一點一滴的進步，來自群策群力?！迸输?G遠程采礦項目主要負責人、攀鋼礦業(yè)公司企業(yè)管理部黎一冰說。在項目建設期間，鞍鋼集團和攀鋼集團主要負責人深入現(xiàn)場聽取匯報、詢問需求、指導工作，極大地鼓舞了團隊成員士氣。攀鋼礦業(yè)多措并舉為項目順利推行創(chuàng)造條件，朱蘭鐵礦分公司和采運作業(yè)區(qū)干部職工在設備改造和相關方安全管控等方面給予大力支持，項目測試期間管理人員和職工隨叫隨到，毫無怨言。
2022年12月10日，攀鋼5G遠程采礦項目通過外部專家驗收，投入生產應用。
成功之喜 構建全新生產模式
在2022年世界移動通信大會（MWC2022）上，攀鋼5G遠程采礦項目作為“中國5G垂直行業(yè)應用案例”向全球展示，講述智慧礦山的“中國方案”。
攀鋼5G遠程采礦項目突破了復雜環(huán)境下穿—采—運遠程協(xié)同無人化采礦工藝技術。通過對比國內外智慧礦山建設情況得出，攀鋼5G遠程采礦項目實現(xiàn)3項首創(chuàng)和2項領先，即世界首創(chuàng)冶金礦山穿采運現(xiàn)場作業(yè)無人化、世界首創(chuàng)5G云網融合應用于露天采場無人化、國內首創(chuàng)高溫電磁環(huán)境露天采場無人化，有人、無人車鏟混合編組作業(yè)國內領先和電鏟、鉆機自動卷纜技術綜合應用國內領先。
該項目單體設備工作效率達到甚至優(yōu)于現(xiàn)場人工作業(yè)效率。其中，鉆機遠程自主作業(yè)效率為人工操作效率的110%，具備月鉆孔長度8640米的能力，而人工操作月產最長長度僅5000米；電鏟遠程操作單體設備效率與現(xiàn)場人工操作相當，具備月產量33萬噸的作業(yè)能力，而人工操作最高月產量僅為17萬噸；礦用卡車運行效率與人工駕駛持平。
同時，該項目可盤活人力資源，實現(xiàn)降本增效。1名鉆機司機可同時遠程操控2~3臺鉆機，1名電鏟司機可輪流遠程操控多臺電鏟，1名礦用卡車司機可同時遠程管控2~5臺礦用卡車；司機遠程操作牙輪鉆機打孔時間較人工操作縮短10分鐘，且鉆頭使用壽命提高1倍以上；遠程操控讓人員遠離采場，縮短交接班時間，且支持錯峰生產、移峰填谷工作模式。
截至目前，攀鋼5G遠程采礦項目先后獲得四川省“5G+工業(yè)互聯(lián)網”標桿、四川省第二屆5G創(chuàng)新應用大賽第二名、第五屆“綻放杯”5G應用征集大賽四川賽區(qū)一等獎，中鋼協(xié)智能制造典型案例等多項榮譽，入圍首屆國企數字場景創(chuàng)新大賽決賽，獲得社會各界高度關注及認可。
當前，攀鋼正快速開展5G遠程采礦二期工程建設，深化5G遠程采礦技術研究，探索無人機應用、鉆孔自動取樣及快速分析、AI智能鏟裝等技術，打造以礦山三維地質模型為核心，以生產執(zhí)行系統(tǒng)（生產配礦模型）為“中樞”的5G全連接智能采礦模式，以實際成果支撐鞍鋼集團建設世界一流企業(yè)目標加快實現(xiàn)。
來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯：陳燦
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