当矿山遇见5G
11月3日,步入矿业公司朱兰铁矿分公司智慧管控中心,只见职工们坐在先进的智控座舱中,利用实时高清视频回传、5G低延时网络等技术,远程操控数公里外的电铲、钻机、矿卡等大型设备。宽大的电子屏上,生产指挥、人员车辆定位、公路无人运输等系统的多项数据实时跳动、井然有序。昔日喧嚣忙碌的采矿现场,如今“浓缩”进这安静明亮的管控中心,采场生产调度实现了“一室统筹”。
与此同时,3公里外的矿山现场又是另一番景象。钻机自主穿孔,电铲精准铲装,矿卡自动运输、有序穿梭……新技术的广泛应用,不仅极大改善了职工作业环境,有效降低劳动强度,更显著提高了开采效率与安全水平。
朱兰铁矿作为攀钢主要原料基地,自上世纪60年代开发以来,已累计输出矿石5亿多吨。近年来,矿业公司积极响应“中国制造2025”战略,以“自动化—信息化—数字化—智慧化”为路径,携手华为、中国移动、铂镭、创远等单位,构建以5G全连接网络为神经、三维地质模型为大脑的远程智能采矿系统,实现产线一键启停、资源科学调配、边坡实时监测、安全智能预警等功能。
“过去要在采场里顶着高温、粉尘和噪音作业,现在坐在大厅里动动操纵杆就能完成全部流程。”电铲防尘大班电铲司机马国山说。从过去的人力肩挑背驮,到机械化连片开采,再到5G数字化、智能化开采,对于有17年电铲工作经验的马国山来说感慨万千。
他操控的电铲不仅能够远程无人布缆,实现移动卷缆车的首创应用,同时电子围栏和周界感知等功能的应用,还让远程作业更加安全。截止目前,5G电铲实现月最高产量17.79万吨。
电子屏幕上6个监控画面时时跳动的数据,展示着远在3公里外的采场上22#、24#钻机的360°全景影像。轻轻推动操纵杆,远在数公里之外的“钢铁巨兽”不断深入,准确切入矿岩。
“不光是装备升级,我们的技能和技术也要不断升级。”在朱兰铁矿分公司智慧管控中心,一人同时操作2台钻机的朱兰铁矿钻机丙班钻机司机余钊一边认真观察着作业现场和环境,一边在脑海里结合自己以往的操作经验准确判断。
对有多年操作经验的余钊说,他用了8个月的时间来逐步熟悉和学习远程操作钻机。要让几十吨重的机械在无线连接下实现精准作业,不仅对5G设备和网络要求高,对操作人员技术的要求也极为苛刻。远程操作无法直观地观察周边环境,完全依靠摄像头的视野来判断和操作。
“最怕网路延迟!”一旦遇到这种情况,余钊会先给钻机一个远程动作指令,结合经验观察钻机是否出现问题。“细节里藏着效率提升的秘诀。认真仔细、不断学习,是我们必须坚持的。”现在,钻机不仅实现远程操控自主作业,还能通过北斗卫星厘米级定位、自动卷缆、电子围栏等,让作业更安全,此外还首创钻孔阻力监测、卡钻监测、自动清渣等功能,生产效率显著提高。截至目前,5G钻机实现月最高钻孔2898m。
自2021年3月启动5G远程采矿项目以来,无人远程采矿项目已完成多批大型矿采设备的智能化改造,包括10台矿用汽车、6台电铲和6台钻机,攻克技术难题400多项,初步建成国内领先的露天矿远程协作生产体系。截至目前,5G智能采矿装备已实现常态化、现场无人化、规模化生产运行,经济效益和社会效益逐步显现。
随着5G智能采矿项目的不断建设,2021年该项目试点,2023年启动二期扩大应用规模,形成常态化高效生产能力。至今二期项目已顺利完工,新增8台TR100矿用汽车、4台WK-10C电铲、1台液压挖机和2台YZ-35B牙轮钻、2台CS165E潜孔钻、1台L8阿特拉斯钻等不同类型装备的智能化改造。目前,所有设备均已投入生产使用。
“我们的目标是逐步实现少人化乃至无人化作业,”矿业公司企管部负责人表示,“5G网络为智能采矿提供了稳定可靠的‘神经网络’,这是建设智慧矿山的关键一步。”
“保持学习心态,把挑战变成机遇。”朱兰铁矿采运作业区行车班大车司机杜春来接着说道。作为矿用汽车司机,他需要同时操控3台矿卡,工作时精力时刻保持高度集中。在遇到作业面狭窄、弯道急、路面湿滑、对向来车等情况时,矿卡极易发生侧滑、急停等问题。这时,他会立即将远程自动操控切换到远程手动操控模式中,重新规划路线或者将矿卡暂停处理。在夜间操控矿卡时,他更需克服光线不足、视野较差等情况,实时与矿卡“互动和交流”,助力矿卡顺利驶向目的地。目前,506矿卡实现月最高产量达到5.24万t.km。
在5G网络支撑下,钻机、电铲、矿卡从“单打独斗”变为“协同作战”。今年以来,电铲远程操控作业累计完成336.19万吨,矿卡自动驾驶运输累计完成220.99万吨,钻机远程自主作业累计完成80312米。
截至目前,远程无人采矿项目钻机、矿卡、电铲最高月产量分别超过人工设计能力的20%、30%和50%。已申请专利16项,其中7项获授权,同时牵头制定了3项中国冶金矿山企业标准。
项目先后荣获国务院国资委首届国企数字场景创新大赛二等奖、冶金科技进步奖三等奖、四川省“5G+工业互联网”标杆项目、“绽放杯”5G应用征集大赛四川赛区一等奖等10余项荣誉,获央视等主流媒体广泛报道,朱兰铁矿成功入选工信部2025年5G工厂名录,成为四川省“智改数转”的工业标杆。
项目负责人受邀在联合国SIW大会等重要会议上作报告,向世界推介中国冶金矿山5G远程智能采矿“攀钢方案”。宝武资源、中铝集团、智利矿业代表团、秘鲁矿业团组、沙特矿业服务公司等国内外30多家企业到攀钢矿业5G智能采矿项目现场参观交流。
当露天矿的边坡被夕阳掠过,远程操控中心的灯光逐一亮起。屏幕中,钻机、电铲和矿卡持续不知疲倦地作业着,在设备和矿岩的碰撞中,实现物理矿山与数字矿山的深度融合。这场发生在攀西矿区的革命,正在重新定义未来矿山的模样。
