智能采礦或將締造當代礦業(yè)文明
2017年11月07日 11:25 3096次瀏覽 來源： 中國礦業(yè)報 分類： 地質礦業(yè) 作者： 蔣郭吉瑪 綜合報道
礦產資源開采是人類獲得能源的主要方式，而采礦業(yè)也是重要的原料工業(yè)之一。近年來，隨著全球礦產資源開采領域持續(xù)擴展、開采難度不斷加大、安全保障意識進一步加強，各國都十分重視采礦業(yè)與科技的融合。
通過信息化改造傳統(tǒng)工業(yè)，走工業(yè)化與信息化融合的發(fā)展道路，是我國礦業(yè)未來發(fā)展的不二之選。
現代礦業(yè)的高端研究領域隨著現代高新科技發(fā)展迅速，國際礦業(yè)技術不斷革新，深地開采、智能采礦技術及裝備取得突破進展。智能采礦技術正在逐步成為全球礦業(yè)領域的技術熱點和發(fā)展新動向。
國家“十三五”規(guī)劃綱要，對深海、深地、深空、深藍四大領域作出了重大部署，這是關乎國家命脈、人類未來的戰(zhàn)略高地。在“深地”探索領域，礦業(yè)首當其沖，礦業(yè)工作者肩負重任。
據了解，當前全球采深1000米以上的金屬礦山128座。排名前三的是加拿大、南非和中國如果按照現在的發(fā)展速度，我國在較短時間內深井礦山數量就會居世界第一。
而目前，我國礦業(yè)工業(yè)化尚未完成，正處在重要轉折期。當前，一大批“深地”礦業(yè)工程正面臨種種挑戰(zhàn)。首先是受開采環(huán)境“三高”的制約，即高應力、高井溫、高井深，以及巖性惡化問題，這些因素可能會誘發(fā)巖爆和冒頂，而且在提升、通風、排水方面成本大幅提高；其次，“三高”帶來的許多科學技術難題，嚴重影響生產效率和安全，采深越大、難度越大。
10月28日，由東北大學、中國有色金屬學會共同主辦的“2017礦業(yè)前沿與信息化智能化科技年會”在東北大學召開。中國工程院院士古德生表示，我國礦業(yè)正處在從礦業(yè)大國向礦業(yè)強國轉變的重要歷史時期，“深地礦床智能采礦”是現代礦業(yè)的高端研究領域，目前面臨著種種挑戰(zhàn)，構建非傳統(tǒng)的“深地”開采模式，尋求“智能采礦”技術的新突破，是當代礦業(yè)工作者的重大使命。為實現我國礦業(yè)現代化，礦業(yè)人要把握礦業(yè)發(fā)展大趨勢，要有全球視野和前瞻性思維，努力創(chuàng)新、跨越式發(fā)展，走出自己的康莊大道。
加強國際合作。就在今年7月17日，東北大學與加拿大勞倫森大學簽署意向備忘錄，東北大學資源與土木工程學院和勞倫森大學礦業(yè)創(chuàng)新與技術研發(fā)部門將聯(lián)合建立中-加深部采礦創(chuàng)新研究中心。該中心聚焦于深部金屬礦山開采工程，雙方將努力實現采礦技術與設備上優(yōu)勢互補，打造深部開采領域中的引領者以及為相關生產行業(yè)提供創(chuàng)新支撐的國際合作平臺。
人工智能成技術成升級關鍵據科學網報道，近日，在英國德文郡Whitehill Yeo廢棄礦坑平靜的水面下，一項由水下機器人進行的新型采礦正在進行首次試驗。這是由歐盟資助的一個名為可行備用礦山操作系統(tǒng)（VAMOS）項目的一部分。其目標是從廢棄的、被洪水淹沒的礦井中提取礦物資源，這些資源的提取被認為是危險的或成本高昂的。
如今，被用于水淹廢棄礦井開采的水下采礦機器人已經成功研發(fā)，開始進行試驗。后期如果性能穩(wěn)定，得以大規(guī)模商用，不僅將可以重啟許多廢棄礦井，達到保護自然環(huán)境、充分利用自然資源的目的，而且還能推動這一產品加速普及，推動水下采礦機器人行業(yè)發(fā)展壯大。
由于海底礦產資源總量豐富，豐度也比陸地礦產高，許多國家及其公司已積極投入深?？碧胶烷_采技術的研發(fā)試驗。目前，為了加快深海采礦業(yè)的發(fā)展，不少公司已經開始開發(fā)深海采礦機器人，并準備在近年應用到實際作業(yè)當中。
與水下采礦機器人同樣極具潛力的是太空采礦機器人。目前，中國與美國都在積極推進與行星采礦相關的理論研究與技術研發(fā)、儲備。據悉，中國可能在2020年至2025年之間進行一次初期探索任務，而美國也正加快太空采礦機器人的開發(fā)，以推動行星采礦計劃加速落地。
2016年11月，國土資源部發(fā)布了《全國礦產資源規(guī)劃(2016~2020年)》，明確提出未來5年要大力推進礦業(yè)領域科技創(chuàng)新，加快建設數字化、智能化、信息化、自動化礦山，采礦業(yè)的智慧化建設開始進入新階段。而在機器人與人工智能加速爆發(fā)的積極形勢下，服務于采礦業(yè)的采礦機器人也迎來發(fā)展良機。
隨著采礦機器人的發(fā)展進入新階段，其應用領域的難度系數越來越高，對技術的要求也愈發(fā)多元、高端，因此在人工智能領域大爆發(fā)的背景下，采礦機器人與人工智能技術的融合將進一步深入，這也是其技術升級的關鍵所在。
行業(yè)專家認為，未來，為更好地應對更為復雜、危險、敏感的深海與太空礦業(yè)開采環(huán)境，對采礦機器人的自主能力、分析能力、作業(yè)能力將提出更高要求，而這都需要人工智能技術的支撐。
“兩化融合”改造傳統(tǒng)產業(yè)遙控智能化無人采礦是最好的應對不斷惡化的深部開采條件和環(huán)境條件，最大限度提高勞動生產率和采礦效率、保證開采安全的最根本、最有效、最可靠的方法。
目前，國內外仍處于建設“無人礦山”的初級階段。在此階段，無人采礦的核心技術仍然是傳統(tǒng)采礦工藝和生產組織管理的自動化與智能化。而新一代高級無人采礦技術必將涉及采礦工藝及生產過程自身的變革。
據了解，遙控智能化無人采礦的關鍵技術主要包括：虛擬現實與可視化技術；先進傳感及檢測監(jiān)控技術；采礦設備遙控及智能化技術；井下無軌導航與控制關鍵技術；高速數字通信網絡技術；地下自動化采礦新工藝。
據了解，西方國家上世紀80年代就開始實施井下工作面的無人采礦，而目前我國不少礦山就連全盤機械化作業(yè)還做不到。但從總體上看，我國的采礦技術在許多方面已接近或達到國際先進水平。如兗礦集團、黃陵礦業(yè)、杏山鐵礦、湖南柿竹園公司、大冶有色銅綠山礦、銅陵有色銅山礦業(yè)公司、同煤集團、洛鉬集團等，在依靠“兩化融合”轉變傳統(tǒng)采礦業(yè)，實現礦山工業(yè)智能方面持續(xù)發(fā)力，并已經取得不小成績。
智能制造引領行業(yè)未來當前，綠色發(fā)展和轉型升級逐漸成為行業(yè)發(fā)展共識，相關企業(yè)加大技術創(chuàng)新和產品創(chuàng)新力度。
我國與國外礦山整體差距主要體現在大量礦山的采礦設備比較落后，先進采礦設備主要從國外進口，價格昂貴，這是制約我國采礦進步的關鍵問題。
河北宏遠液壓機械有限公司與北京科技大學等高校合作研制的HYTC8930型智能液壓采礦鉆車產品，填補了我國在該領域的空白，打破了國外產品的壟斷，可使我國金屬礦山企業(yè)采礦成本降低30%左右，產品還出口俄羅斯等國家。
隨著重大裝備制造一體化成效顯著，煤電聯(lián)營一體化不斷發(fā)展，這些都為煤炭工業(yè)安全、高效、健康發(fā)展提供了重要保證。近日召開的第17屆中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會上，記者了解到，此次發(fā)布新技術、新裝備、新成果主要包括各類采礦機械設備、礦井建設、巷道掘進和支保、礦井運輸、煤炭洗選、煤礦安全、煤炭加工利用、礦區(qū)環(huán)境保護及計算機應用等，涵蓋了煤炭采礦多個領域。另據了解，近年來，我國同類型展會在數量和質量上都有大幅提升，國內外廠商積極性較高，業(yè)內和社會關注程度日益加強。
取得能源領域和礦業(yè)領域科技創(chuàng)新的重大突破，是從礦業(yè)大國走向礦業(yè)強國的重要標志，中國乘勝追擊正當時。
責任編輯：羅娜
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