近年來,國家陸續出臺了一系列管理措施來加大對礦山安全、環保的管控力度,倒逼礦山企業不斷轉變生產和管理模式,將建設綠色、安全、環保、高效的礦山作為企業發展的終極目標,“綠色智能礦山”的概念也應運而生。那么究竟什么是綠色智能礦山?綠色智能礦山的核心建設點是什么?礦山要如何開展建設呢?本文將一一為您解答。
一、綠色智能礦山的概念
(一)什么是綠色礦山?
2018年10月1日,自然資源部發布了煤炭、非金屬、有色金屬等九大行業綠色礦山建設規范,其中對“綠色礦山”有明確的定義,即在礦產資源開發全過程中,實施科學有序開采,對礦區及周邊生態環境擾動控制在可控范圍內,實現礦區環境生態化、開采方式科學化、資源利用高效化、管理信息數字化和礦區社區和諧化的礦山。
(二)什么是智能礦山?
2020年2月25日,國家發改委、國家能源局等八部門聯合印發的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》中,對“煤礦智能化”的概念進行了闡述,即將人工智能、工業互聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發利用深度融合,形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能系統,實現煤礦開拓、采掘(剝)、運輸、通風、洗選、安全保障、經營管理等過程的智能化運行。
古德生院士從金屬礦床開采的角度,對智能礦山也作過定義,即在金屬礦產開采過程中,以開采環境數字化、采礦裝備智能化、生產過程遙控化、信息傳輸網絡化和經營管理信息化為基本內涵;以安全、高效、經濟、環保為目標的集約化、連鎖化和遙控化的采礦工藝過程,就是智能采礦。
(三)什么是綠色智能礦山?
從上述綠色礦山、智能礦山的概念看,綠色礦山涵蓋的范圍更廣、內容更多,其中“資源利用高效化、管理信息數字化”兩方面與智能礦山建設密切相關,是智能礦山建設的重要組成部分。由此得出“綠色智能礦山”的概念,即以實現綠色礦山為基本目標,同時按照智能礦山建設要求分階段、分步驟開展建設,最終實現智能礦山遠景目標的礦山。
二、綠色智能礦山的核心建設點
通過分析我們不難發現,無論是綠色礦山概念、綠色礦山建設標準還是綠色礦山評價指標,都明確提到了“數字化建設”,特別在綠色礦山建設規范中要求礦山“建立數字化資源儲量模型,進行礦產資源儲量動態管理和經濟評價,實現礦產資源儲量利用的精準化管理”。
在智能礦山建設中,以王國法院士為首的煤礦智能化研究團隊曾介紹到,在智能化煤礦分級評價指標體系中,智能地質保障系統是煤礦智能化建設的基礎,尤其三維地質建模與應用可以作為智能礦山數字化建設的核心。
(圖片來源:論文《智能化煤礦分類、分級評價指標體系》)
2020年4月28日,工信部、國家發改委、自然資源部聯合印發了《有色金屬行業智能礦山建設指南(試行)》,其中明確提到“在三維可視化平臺下,建設集地質資源管理、測量管理、采礦智能設計等功能于一體的礦山資源數字化系統,實現礦山地質資源模型的精確構建與實時更新”。
(圖片來源:《有色金屬行業智能礦山建設指南(試行)》)
綜上,結合綠色礦山和煤炭、有色金屬行業的智能化建設要求,綠色智能礦山的核心建設點在“數字化”,而礦山資源數字化成為核心中的重點。
三、綠色智能礦山數字化建設的基本內容
(一)礦山資源數字化
一是三維數據環境,所有的信息是按照真實的三維坐標及其屬性進行存儲和運用,這是回歸礦山自然的數據結果。二是通過數據庫方式存儲所有的信息,實現礦山數據的集成與共享。三是通過三維可視化的模式進行分析和計算。實現礦山資源數字化的關鍵技術就是三維可視化軟件平臺的應用。
(二)生產過程數字化
礦產資源信息不是一成不變的,隨著采礦活動的進行,由原來獲得的地質信息推定的礦產資源成果會有很大的變化,這也是為什么礦產資源信息具有四維的特點。將生產過程中變化的數據通過三維軟件平臺實現數字化,可以有效降低開采過程中進一步的損失貧化,進而達到充分利用礦產資源、提高礦山企業經濟效益的目的。
(三)生產可視化
智能礦山的終極目標是實現遠程采礦,目前從多家遠程采礦公司發布的視頻中了解到,實現這一目標的因素有很多,但生產過程的可視化是必不可少的條件之一。即通過視頻讀取實際采礦環境或建造三維虛擬仿真環境,為設備操作人員提供信息進行設備的遠程操控,并實時獲取相關的生產信息。
四、綠色智能礦山數字化建設實踐
為全面推進綠色礦山數字化建設,普及三維礦業軟件平臺在地質建模和資源儲量估算等方面的應用,幫助礦山企業盡早實現綠色智能礦山,綠色礦山數字化建設指導服務中心開展了許多實踐活動,包括:
(一)研發數字化專業平臺GMDP
綠色礦山數字化平臺(簡稱“GMDP”)是按照自然資源部對綠色礦山數字化建設的要求,結合我國綠色礦山建設的標準,基于三維礦業軟件3DMine開發技術,由綠色礦山數字化建設指導服務中心開發的一套具有自主知識產權、可實現三維數字化資源建模和資源儲量動態管理、并可進行多領域延伸拓展的專業平臺。
GMDP結合三維可視化和數據庫技術,采用國際先進的建模理念和資源儲量估算方法,是一款服務于地質勘查、礦山測量、采礦等專業,結合數據采集處理、建庫建模、資源儲量估算、測量驗收及資源儲量動態管理、儲量報表與報告輸出、開采設計、協同管理等功能于一體的綜合平臺。特別是年度儲量報告及儲量報表輸出功能,成為GMDP區別于其他三維礦業軟件的特色功能。
(二)征選綠色礦山數字化建設試點單位
征選綠色礦山數字化建設試點單位,主要目的在于幫助有條件的大中型礦山盡早開展數字化建設工作,一方面滿足綠色礦山中對數字化建設的要求,盡快成為綠色礦山;另一方面結合智能礦山建設要求,提前部署數字化建設,為礦山智能化升級改造奠定扎實的基礎。另外,通過授牌、論壇發言、經驗匯編等形式積極宣傳礦山企業的建設經驗和成果,促使其他礦山企業提高自覺開展數字化建設的積極性。
試點單位申報截止日期為2020年7月31日,歡迎礦山企業來電垂詢,積極申報。
五、結論與建議
在當前的新形勢下,礦山企業要想持續健康穩定發展,綠色智能礦山是必由之路,而數字化建設成為必然的基礎和保障。綠色智能礦山數字化建設已經成為礦山企業當前十分緊迫的工作任務,也是綠色礦山數字化建設指導服務中心的使命,我們愿意幫助礦山企業盡快邁出建設步伐,全方位指導和服務礦山企業盡早實現綠色智能礦山的建設目標!