智慧矿山的发展,已成为矿山企业减员增效的工具,成为企业降本提质的技术保障。

绿色化、智能化发展的目的之一是降低矿山企业的能耗,节约运营成本。其中,矿业机器设备发挥着不可替代的重要作用。

采矿业对环保清洁技术、作业安全性和自动化操作的需求越来越高。

新技术、新工艺、新装备是矿业产业不可分割的重要部分,每一轮新的技术工艺和装备的进步都会给矿产资源开发带来新的历史性变革和重大市场机遇。

刚刚评审过的2018年度国土资源科学技术奖中,江西省浮梁县朱溪世界最大钨铜矿找矿科技创新与重大突破摘得桂冠。山东省焦家金成矿带深部三维成矿预测与找矿示范、地球物理方法技术在胶西北矿集区深部金矿找矿中应用等6项涉及金矿的项目也进入奖项名单。

正如中央地勘探基金管理中心主任车长波所说:“这些获奖的矿业项目,里面都体现和反应了大量的技术、工艺、装备的突破。”

目前,全球重要矿产品的价格已从高位振荡逐步归于平稳运行,全球贸易量最大的中国对大宗商品交易逐步转向以人民币作为结算货币;同时我国供给侧结构性改革和生态保护正在向纵深推进,践行绿水青山就是金山银山的绿色发展理念逐渐走入人心,我国已形成现代绿色矿业发展的新局面。

可以说,以往粗放的矿业开发方式正在转向绿色矿业发展新格局。这种背景下,有哪些新的技术、工艺、设备是值得人们把专注的目光投向它们的?在2018中国国际矿业大会的技术与装备论坛上,来自矿业开发不同阶段的从业者分享了他们的最新进展。

绿色、智能成“主旋律”

绿色矿山建设已经是这几年的老话题了,我国绿色矿山的发展也已经取得阶段性成果。但绿色矿山建设还存在很多问题急需解决。

广东宏大爆破股份有限公司董事长、总经理王铁认为,目前绿色矿山建设的痛点,其一是绿色矿山建设投资规模大、融资难、融资贵;其二是矿山资源禀赋条件不好,难以支撑成本较高的绿色开采方案;其三是缺乏技术和管理方面的核心优势。

王铁表示,作为矿山服务企业,宏大爆破的思路就是要解决矿山业主企业的痛点。他们的工作手段有三点:第一是低成本,绿色矿山建设总体低成本是矿山业主企业生存之本,靠的不是恶性竞争、偷工减料,而是集成先进技术,减少自身体系内的内耗,减少外部中间商赚差价;第二是绿色,绿色不应仅是国家、政府等上级部门的强行要求,也应是矿山企业、矿山服务企业及矿山职工的自发需求,两者统一落地生效,靠的是先进的矿山管理水平和核心技术;第三是智慧,智慧是发展趋势和奋斗目标,只有智能化才能保持同业间的竞争优势,才能让矿山可持续发展下去。

王铁所说的智能化是未来发展趋势和奋斗目标。丹东东方测控技术股份有限公司副总工程师吕涛就深有感触,该公司一直以来的主要业务也是矿山智能化服务。

吕涛表示,经过调研,在全球范围内有69%的矿业公司正在考虑设立远程操控和监测中心,其中29%正在考虑采用机器人技术,27%正在考虑运用无人机技术。“可以说,智慧矿山的发展,已成为矿山企业减员增效的工具,成为企业降本提质的技术保障,很多矿山企业都把自己的利润增长点和核心竞争力放在这方面,因此,发展智慧矿山也是我们公司的主攻方向。”

吕涛认为,矿山企业建设智慧矿山的时候,无论是选择建设一个总体的智慧矿山,还是在智慧矿山里面选择某一项单独的内容进行建设,都是想得到一个比较好的应用效果。因此,企业必须考虑三点:

一个是“在线”,企业建设的智能系统能否把在线的一些数据纳入到自身系统当中去,这是一个非常值得考虑的方面。其二是融合,企业建的智能系统能否和其他系统相融合,能否将数据、应用、业务等完全融合在一起,这是非常重要的。其三是智能,“你把现在的智能决策技术、智能设备、无人方面的技术融合在一起,那么就能建设一座比较高水平的智慧矿山。”吕涛说。

降低能耗是矿企迫切需求

绿色化、智能化发展的目的之一是降低矿山企业的能耗,节约运营成本。其中,矿业机器设备发挥着不可替代的重要作用。

业界普遍认为,矿业机器设备是衡量国家工业实力的重要标志,而且在矿产资源生产和许多国计民生重大工程中,都可大显身手。

江苏徐州徐工集团矿山机械有限公司技术中心矿挖所副所长王勇表示,保障国家的战略资源,特别是战略矿产资源,必须依靠国内自主研发的大型机器。“提升大型矿业装备的综合制造水平,促进产业技术升级,为实现有矿业机械制造大国向制造强国的转变,徐工有责任推动其发展。”他们在会展中心场外展示的多台矿山设备就吸引了世界各地与会者的眼光,也成为本届展会的一大亮点。

据王勇介绍,徐工集团目前拥有成套的大型露天采矿和运输设备的集成制造能力和经验。“我们在传统的单一设备基础上实现了大型挖掘机械的辅助挖掘技术的创新突破,通过自主研制的半自主挖掘技术实现了一键装车,减轻了机手的工作强度,同时也提高了操作效率和安全性,达到国内领先水平。”

除此外,徐工集团还拥有电传动车辆行驶控制技术,“我们在技术上应用自主设计的矿用车防滑控制方法,保证车辆在长期行使过程中以最高的黏着性能在控制区行使,达到防滑目的。”

会场上,展示自身高超矿业机器研制能力的企业还有中车株洲电力机车研究所有限公司,其旗下国家变流中心的执行董事兼总经理唐斌介绍说,他们搜集到的数据显示,矿山的主要能耗有两大部分,运输是其中之一,占到49%,而在运输能耗里面,大型矿卡传动的能耗占到了60%。“因此对矿卡的降能研究很有必要,也是我们发展绿色矿山的重要举措之一。”

对于下一代的矿卡传动系统应该怎么发展,唐斌认为至少包括三个方面。其一是传动系统本身的轻量化设计,“因为系统重量降低,实际上就是省油。有数据显示,卡车自身的重量每降低10%,可以节省油耗8%。”其二是把浪费的能量最大限度地再利用起来。其三是矿卡自身的转换效率要进一步提升。

唐斌表示,中车国家变流中心研制的永磁电驱动技术就具备了这样的特点——高效、轻量化。同时因为采用全封闭架构,不怕灰尘、不怕水,可靠性得到大幅提高。

唐斌说,大型矿卡采用永磁驱动之后,整车的综合能效提高10%~15%。尤其是转速在500转/分~900转/分区域时,矿卡效率提升非常明显,而发电机是1200转/分~1900转/分的时候,效率可提高3%~4%。

永磁驱动矿卡的另外一个优势,就是省去传统发电机控制,从而简化了整车的设计。同时,永磁驱动矿卡可以使整车轻量化。“我们做了一个指标的统计,发现永磁发电机的体积和重量下降差不多40%。”

安全让矿企更有社会好感度

目前,采矿业发展所面临的重要挑战之一就是,几乎所有容易开采的矿山资源已经开发殆尽,在较深的地下位置、较高的海拔高度或者偏远位置进行采矿作业已经成为行业普遍现象,同时对环保清洁技术、作业安全性和自动化操作的需求越来越高。

挪曼尔特集团总裁兼首席执行官罗宾·林达尔说:“我们问客户需要什么,客户回答,他们需要的是通过增加安全性来提升生产力,要不断地改进采矿工艺来实现更高的安全性。”

罗宾·林达尔表示,改善安全性是矿业变革最重要的一环,我们一定要保证所有的危险,不管是在表面还是在地下的危险,都应该尽量被消除,以保障矿工尽可能地安全作业,最好能是远程作业,在一些危险系数高的地方甚至做到全自动化作业。

罗宾·林达尔在演讲中介绍了他们的智能喷浆技术。“这是一种包含很多新技术的应用,我们可以把它叫做半自动化或者半机器人化。”他表示,应用智能喷浆技术后,可大幅度减少作业区空中漂浮的颗粒,大概降低10%至15%,同时这种技术能够使得喷射的混凝土结构质量更牢靠,这就为矿工安全带去保障。

据了解,为了撬动中国市场,挪曼尔特集团与我国上市公司金诚信集团合资成立了金诺矿山设备有限公司,这家公司的主要业务之一就是先进矿山设备的推广和销售。

可见,在提升安全性机器制造方面,国外企业已经在跟国内企业抢夺“蛋糕”了,中国企业更需加油了。

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