从地上转地下 带来的效益看得见摸得着

从地上转地下 带来的效益看得见摸得着

——首都矿业公司杏山铁矿数字化矿山建设片段

■本报记者 冯淮河

在河北省迁安市的重重山峦中，有两座当地少有的柱状建筑物——它们是首钢矿业公司杏山铁矿的主井、副井井塔，这里曾是露天开采作业现场。如今，该矿开采已经穿越覆土和岩层，开始“入地”了。

此前，我国尚没有露天矿转地下开采，并建成大型现代化矿山的先例。在这一背景下，杏山铁矿建成了我国第一座地下开采的大型数字化金属矿山。

“一号工程”达标了

该矿将新型资源开发工艺与现代数字化、自动化技术相结合，完成了数字开采、生产执行、自动控制、安全避险和信息管理五大系统建设。

论露天开采，杏山铁矿已有近50年的矿龄。从2007年开始，该矿开始转入地下开采，到2011年完成基建工程正式投产。

首钢矿业公司从决定“入地”开始，便决意要建设一流的、本质安全型数字化矿山。因此，数字化矿山建设项目被列为该公司的“一号工程”，建设目标是实现“五化”，即基础信息数字化、采矿装备现代化、生产执行可视化、管理控制一体化和决策支持平台化。

为了保证项目起步稳定，该公司组建了一支强大的专业团队，团队成员来自北京科技大学、北京矿冶研究总院等单位及有关科研企业。

该矿学习借鉴国内外金属矿山数字化建设的先进做法和经验，将新型资源开发工艺与现代数字化、自动化技术相结合，完成了具有数字开采、生产执行、自动控制、安全避险和信息管理五大系统的地采数字化矿山建设，覆盖了该矿所有工作环节。

以数字开采系统为例，从地下地质素描到采掘计划的编制，该系统实现了软件化、数字化，为采矿设计提供了数字依据。矿山开采常用的中深孔爆破设计，通过数字开采系统，可以依据爆区岩性和现场实际，建立穿孔爆破设计模型，自动生成、优化爆破参数报表。

随着设备机械化、数字化和智能化水平的提高，目前，该矿实现了大间距、高分段开采。生产系统的破碎、提升和皮带运输等都被该矿纳入自动化管理。其中，通风系统的自动化管理解放了原先井下3个通风机站的12名操作人员，而井下-508米水平水涡泵站实现远程操控后，可把4名矿工从井下最深处解放出来。

据测算，该矿的井下用工数量比同类矿井减少了20%。这一进程，还在深化。2014年5月，该矿通过了国家安全监管总局地下矿山数字化建设示范工程验收。

新技术实现本质安全

无人电机车远程操控技术是由首钢矿业公司计控室与杏山铁矿共同设计研发的，获得了国家专利，是我国金属非金属地下矿山开采史上的创举，具有里程碑式的意义。

记者在该矿运输大巷的入口，看到很多人在此观摩学习。

工作人员对参观者示意：“请站在安全线以外，电机车马上就要开到这儿来了。”

此时，鸣笛声从巷道中传来。工作人员介绍道：“这是无人电机车，连鸣笛都是遥控的！”记者看到，该无人电机车牵引着一列矿车缓缓离去。

有参观者发出感叹：“这不就实现了本质安全嘛！”

这一幕是该矿数字化、信息化建设的一个缩影。

为何有人对无人电机车远程操控技术感兴趣？原来，在地下矿山开采中，运输事故是易发常发的事故。

该矿矿长付振学对此进行了详细介绍。该矿采用无人电车机远程操控技术，计划实施3个阶段。

第一阶段是让电机车司机“出井坐到地面”，原来需要电机车司机和放矿工2人承担的工作，现在仅由1人承担；原来电机车司机在车里看不到车皮放矿，需要通过按喇叭与放矿工进行联系，而现在矿车运行区段实现了封闭管理，只需1人在地面通过监控屏幕进行遥控。这一阶段的技术完善，用时1年6个月。

第二阶段是实现自动运行，目标是除了在井下装矿需人工手动外，矿车运行全部实现自动化。目前，部分自动运行的硬件即将开始调试。该矿现有的矿车组合是“三用一备”，届时地面的遥控人员可以操控两列矿车。

据悉，该技术是由首钢矿业公司计控室与杏山铁矿共同设计研发的，获得了国家专利。

有关专家认为，该矿这一技术的研发，是我国金属非金属地下矿山开采史上的创举，具有里程碑式的意义。

付振学说，该矿还将进一步完善无人电机车的精准定位控制系统，即该技术实施的第三阶段——矿车的智能化运行。

该矿在-180米水平有13个溜井。届时，无人电机车可以依据每班的产量和矿石品位等，自动完成不同溜井放矿的操作，“这就相当于电机车具有调度功能了”。

该矿副矿长李新明表示：“实现电机车的智能化，我们有信心。”

颠覆过去办矿观念

减少井下作业人员数量、提高作业效率、降低劳动强度……这是该矿数字化矿山建设带来的看得见、摸得着的效益。

建设数字化矿山，需要大量的资金支持，同时也需要现代化的技术装备提供支持。据了解，首钢矿业公司先后向杏山铁矿提供了4000多万元专项资金。

在该矿的井下和地面，一些先进的大型装备让记者大开眼界。在该矿-143米水平的巷道交叉处，1台进口的电动铲运车灵活地完成了铲矿石、后退转弯、把十几吨矿石倒进溜井等动作。这台电动铲运车长10米，最小转弯半径为6米，每铲可铲起14吨矿石，每小时可转运120吨矿石。该矿现有4台这种电动铲运车。

操作人员介绍说：“电动铲运车的前轮胎高1.8米。车后方的电缆长约280米，是可以自由伸缩的，操作起来十分灵活。”

该矿还购买了瑞典阿特拉斯集团生产的M4C电脑采矿凿岩台车。该设备具有根据岩性自动调整凿岩机设置、自动穿孔等功能。该矿成为国内首家使用该设备的地下矿山。

此外，该矿与北京一家科研企业共同研制了乳化炸药井下混装车，对国内保障地下矿山开采安全起到引领作用。

“乳化炸药的组成材料在混装之前，还不是炸药，这就消除了很多作业环节可能出现的安全隐患。”付振学解释道。

减少井下作业人员数量、提高作业效率、降低劳动强度、为劳动者提供安全保障，等等，这是该矿数字化矿山建设带来的看得见、摸得着的效益。据统计，自地下矿山开采以来，该矿重伤以上事故为零，实现了连续3年稳定生产、年产320万吨的目标。

回顾近年来数字化矿山建设历程，首钢矿业公司总经理吴林感慨地说：“杏山铁矿开采由露天转地下，逐渐爬上了数字化矿山建设的‘高坡’，完全颠覆了过去的办矿观念。我们还要继续‘爬坡’，把各项工作推上新高度！”

减少井下作业人员数量、提高作业效率、降低劳动强度、为劳动者提供安全保障