智能矿山怎么建？学学全球头部矿企

星蕴 2024年10月22日 08:54 0

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智能矿山是智能化技术与矿产资源开发深度融合的现代化矿山，具有自主决策、安全高效、绿色低碳等特征。本文以Mining.com网站发布的部分全球50强矿业企业为研究对象，对近年来全球大型矿业企业智能矿山建设的主要做法进行简要梳理总结，供交流参考。

1 制定智能矿山建设规划

01 智能矿山建设被提升至企业发展战略高度

大型矿业企业相继出台智能化转型战略及规划，包括力拓“未来矿山”（Mine of the Future）计划、英美资源“未来智能采矿”（FutureSmart Mining）计划、纽蒙特矿业“全潜力”（Full Potential）计划、Nutrien集团下一代钾肥计划（NextGen）、紫金矿业《关于五年(2+3)规划和2030年发展目标纲要》、陕西煤业“三网一平台”智能化规划等。

02 致力于实现矿山生产全流程的自动化、智能化

主要目的是通过物联网、人工智能、移动应用等技术，实现从爆破、钻井、巷道掘进、卡车列车运输、矿石分选、尾矿处理、资源回收，到远程运营管理、设备监控等矿山生产全流程的自动化、智能化，提高矿山生产效率、生产安全和节能环保。

2 研发自动化、智能化技术设备

01 成立技术研发中心

企业单独或与知名高校、研究机构等合作设立技术研发中心，根据自身矿山建设需要研发智能化技术设备。淡水河谷在巴西建立人工智能中心，通过分析矿山铁路、卡车行驶等数据，提高基础设施使用效率。力拓与悉尼大学澳大利亚机器人中心合作成立采矿自动化中心，以提高自动驾驶设备数据收集能力；与昆士兰大学合作成立高级矿物分选中心，升级和开发铜、镍等矿物分离技术。福蒂斯丘集团（FMG）建立未来移动中心，试验矿山自动驾驶等技术。

02 聚焦自动化运输和氢能技术装备研发

企业主要以研发自动化运输、节能降碳等为主，另外还包括研发自动化破岩、矿用机器人、矿山自动化系统、通信网络和矿山控制系统等。

(1).自动化运输方面。力拓与日立铁路STS等研发自动化重载长途铁路网络AutoHaul，并在澳大利亚皮尔巴拉用于铁矿石运输。纽蒙特矿业与卡特彼勒共同开发自动化采矿系统，在美国Cripple Creek和Victor矿区部署无人驾驶矿卡机队。福蒂斯丘集团在西澳皮尔巴拉圣诞溪铁矿石业务中开展自动驾驶轻型车辆试验。

(2).节能降碳方面。力拓研发“无碳电解铝技术”，将阳极中的碳材料改为陶瓷材料，使电解铝过程不释放二氧化碳。英美资源与Umicore合作开发氢气液态储存技术，以代替车载压缩储氢，提高氢气运输和加注过程的安全性，并与ENGIE、FirstMode等公司合作研发氢动力运输卡车（nuGen），较柴油车减少50%-70%碳排放。嘉能可与英美资源的Collahuasi铜矿研发由氢气、甲烷、二氧化碳等制成的合成燃料，以代替汽油、柴油。

(3).自动化破岩方面。自由港与澳大利亚RCT公司合作，推出世界上第一支完全自动化的移动破岩机队，可以远程破碎矿山巷道中的巨大石块，保护操作人员免受矿面崩塌的风险。

(4).矿用机器人方面。淡水河谷研发洞穴机器人，用于检测球磨机和破碎机齿板等工厂设备及管道、通道和下水道，其感应系统支持高分辨率检测、三维地图生成等功能，并在巴西米纳斯吉拉斯州、圣埃斯皮里图州和帕拉州等地矿山得到应用。

3 加大自动化、智能化技术装备应用

01 建立矿山智能运营中心

企业通过建立矿山智能运营中心，监测矿山生产活动、调度控制各类设备、优化生产流程、整合各类生产要素，以提高生产效率。力拓在澳大利亚珀斯建立运营中心，控制1500公里之外皮尔巴拉矿区的无人卡车、自动火车和自动钻机，实现铁路系统和港口的一体化运营。英美资源建成智利圣地亚哥、秘鲁等矿山集成化远程运营中心，远程操作Los Bronces、Quellaveco矿山生产设备、监控选矿、运输系统等，并通过智能计算对生产活动进行优化调整。安托法加斯塔公司在智利安托法加斯塔市启用综合远程运营中心，管理Centinela铜矿运营，远程控制矿山自动化矿用卡车以及自动化钻机等。

02 大规模部署自动化、智能化设备

(1).部署矿山自动运输系统。必和必拓在澳大利亚Jimblebar、智利Escondida等矿山部署200多辆自动卡车，有效降低Jimblebar矿山80%的卡车安全事故和15%的运输成本，提升了18%的生产率。福蒂斯丘集团在澳大利亚圣诞溪、断云等矿山部署200多辆无人驾驶矿用卡车。自由港—麦克莫兰公司在印尼Grasberg地下矿山中采用无人有轨运输系统运输矿石。此外，纽蒙特、安托法加斯塔、巴里克黄金、伊格尔矿业等均在部分矿山中部署自动运输设备。

(2).采用自动凿岩技术。自动凿岩机可以减少换班等人为因素造成的停机时间，缩短爆破作业导致的凿岩暂停。必和必拓在澳大利亚SouthFlank、NewmanWest矿区等开展全自动炮孔钻凿，在拉丁美洲Escondida铜矿和Spence铜矿部署11台自动钻机。英美资源集团在南非Mogalakwena矿安装2台自动凿岩钻机，有效延长凿岩机工作时间，凿岩效率提高30%。

(3).建立工业级通信网络。工业级通信网络具有高容量、低延迟和高可靠性等特点，可以安全地连接矿山地上和地下的各种传感器、设备和车辆。安托法加斯塔公司在智利Minera Centinela铜矿部署工业级5G网络，为11辆自动驾驶卡车车队提供网络连接服务。极地黄金与电信运营商合作推出矿山用LTE无线网络，并部署在俄罗斯Kuranakh、Olimpiada和Blagodatnoye矿山，为矿山驾驶员安全系统、车队管理系统以及半自动或全自动采矿设备等提供网络连接，同时还测试GSM和卫星网络融合技术，为远离矿区的地点提供网络连接。伊格尔矿业与Telia等合作，在芬兰Kittil?地下矿井中安装专用5G网络，为井深1000米的矿山设备提供通信服务。

(4).运用机器学习技术。必和必拓通过机器学习技术分析车辆部件故障数据，以维护铁矿石和煤炭运输卡车，使澳大利亚Yandi矿山卡车使用效率提高到90%以上，并大幅节省车辆使用成本。英美资源集团应用大数据和机器学习分析采矿数据，优化高光谱岩心成像、设备状态监测和预测性维护等工作。嘉能可秘鲁Antamina矿业公司应用机器学习技术，分析矿山岩性、矿化、半自磨机磨矿、二次磨矿、分级、砾石破碎、选厂浮选等数据，优化不同类型矿石磨矿和浮选工艺，提高选厂铜产量。

4 强化教育培训

01 加大职业技能教育投资

(1).与高等院校及机构合作开设培训课程。力拓与西澳大利亚州政府和South Metropolitan TAFE学院合作，开设自动化技术培训课程；在悉尼大学采矿自动化中心投资1000万美元，启动为期四年的教育计划，致力于提高数字时代需要的科学、技术和数学技能人才；与澳大利亚WesTrac技术培训发展中心合作，为Gudai-Darri矿员工提供智能化矿山运营基础安全知识等培训。巴里克集团与思科公司和美国内华达大学合作，通过思科网络技术学院开设数字和信息技术发展课程。福蒂斯丘集团和科廷大学西澳矿业学院合作开设与现代资源行业有关的前瞻性课程。

(2).企业自主开展技能培训。力拓在西澳大利亚州投资近6000万澳元用于员工职业技能培训，支持采矿业未来所需关键技能的发展。安托法加斯塔矿业公司投资约6000万美元为旗下Minera Centinel铜矿商建立自动化采矿培训项目，确保员工拥有自动化采矿所需的技能。