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首鋼杏山鐵礦：建設(shè)遙控智能化礦山的典型

 遙控智能化無人采礦是最好的應(yīng)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(chǎn)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(nèi)外仍處于建設(shè)“無人礦山”的初級階段。在此階段，無人采礦的核心技術(shù)仍然是傳統(tǒng)采礦工藝和生產(chǎn)組織管理的自動化與智能化。

 新一代高級無人采礦技術(shù)必將涉及采礦工藝及生產(chǎn)過程自身的變革。

 一、遙控智能化無人采礦的關(guān)鍵技術(shù)

 1、虛擬現(xiàn)實與可視化技術(shù)

 利用三維可視化仿真技術(shù)，實景動態(tài)模擬開采過程，檢驗和優(yōu)化采礦設(shè)計方案,為無人采礦做準(zhǔn)備。

 2、先進(jìn)傳感及檢測監(jiān)控技術(shù)

 用于實現(xiàn)井下環(huán)境要素采集、地形感知和三維空間識別、定位、導(dǎo)航及目標(biāo)跟蹤，是智能采礦設(shè)備運行及工藝過程控制的前提條件。

 3、采礦設(shè)備遙控及智能化技術(shù)

 包括：采礦設(shè)備在采場的置位、定位、生產(chǎn)作業(yè)智能控制技術(shù)和設(shè)備故障診斷與預(yù)防技術(shù)等。

 4、井下無軌導(dǎo)航與控制關(guān)鍵技術(shù)

 包括：井下裝備定位與導(dǎo)航控制技術(shù)，目標(biāo)跟蹤技術(shù)，運動控制技術(shù)，遠(yuǎn)程通訊技術(shù)等。

 5、高速數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

 井下通信設(shè)施布設(shè)空間有限且存在無線通信屏障，需要研究適用井下的高速數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

 6、地下自動化采礦新工藝

 適應(yīng)采礦自動控制水平的提高，采礦模式、采礦技術(shù)及工藝都必須有創(chuàng)新的發(fā)展和變革。

 西方發(fā)達(dá)國家上世紀(jì)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(jī)械化作業(yè)還做不到。加速我國遙控智能化采礦技術(shù)與設(shè)備的研究與推廣應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)。

 近幾年來，以首鋼杏山鐵礦為代表的一批礦山，借鑒、引進(jìn)和采用一批現(xiàn)代化高新技術(shù)，主要通過自主研發(fā)和集成創(chuàng)新，礦山生產(chǎn)的自動化和遙控智能化作業(yè)的水平也有了長足的進(jìn)步。

 二、杏山鐵礦的智能化建設(shè)

 杏山鐵礦隸屬于首鋼礦業(yè)公司,位于遷安木廠口鎮(zhèn)。杏山鐵礦于1966年建礦，原為首鋼大石河鐵礦的一個露天采區(qū)，露天最大生產(chǎn)規(guī)模150萬噸/年。

 2007年杏山鐵礦由露天轉(zhuǎn)入地下開采，成為首鋼礦業(yè)第一座地下開采礦山，建設(shè)規(guī)模320萬噸/年。

 2015年底，杏山鐵礦補(bǔ)勘后新增資源儲量1.1億噸，為此，首鋼礦業(yè)公司決定進(jìn)行杏山鐵礦地下開采擴(kuò)建工程建設(shè)，擴(kuò)建后開采規(guī)模將達(dá)到350萬噸/年。成為我國僅次于梅山鐵礦（每年400萬噸）的大型地下礦山。

 杏山鐵礦分六個作業(yè)區(qū)，開拓區(qū)，采礦區(qū)，井巷區(qū)，碎運區(qū)，提升區(qū)，動力區(qū)。

 目前，杏山鐵礦已建成為國內(nèi)一流的地下礦山，礦山自動化水平和數(shù)字化水平處于國內(nèi)前列。

 ①堅持“機(jī)械化換人”，積極采用國內(nèi)、外先進(jìn)設(shè)備設(shè)施。

 杏山鐵礦現(xiàn)有各類設(shè)備設(shè)施610臺套。35臺單體設(shè)備中，進(jìn)口設(shè)備有27臺，占77.1%。其中：

 主井采用箕斗提升，JKM-4×6E型提升機(jī)，采用德國西門子公司自動控制系統(tǒng)；

 礦石破碎選用瑞典山特維克生產(chǎn)的CJ815顎式破碎機(jī)；

 開拓掘進(jìn)使用瑞典阿特拉斯公司生產(chǎn)的6臺281掘進(jìn)臺車；

 出礦使用美國卡特公司生產(chǎn)的5臺R1300G井下柴油鏟運機(jī)；

 穿孔設(shè)備使用瑞典阿特拉斯公司生產(chǎn)的5臺1354中深孔鑿巖臺車，回采出礦使用瑞典山特維克公司生產(chǎn)的4臺1400E 電動鏟運機(jī)；

 噴漿支護(hù)采用芬蘭挪曼爾特公司生產(chǎn)的1臺1050WPC混凝土噴射臺車、3臺水泥罐車，錨網(wǎng)支護(hù)使用瑞典阿特拉斯公司生產(chǎn)的1臺235錨桿臺車。

 另外，為徹底消除井下二次爆破破壞巷道頂板穩(wěn)固性，及周邊人員安全等安全風(fēng)險，2014年2月份，投資310萬元，引進(jìn)1臺加拿大BTI公司生產(chǎn)的BX30型移動式液壓碎石臺車，用于處理采區(qū)大塊，徹底結(jié)束了采場人工二次爆破處理大塊的歷史，實現(xiàn)大塊處理本質(zhì)安全。

 ②堅持“自動化減人”，不斷完善礦山機(jī)械化、自動化技術(shù)裝備。

 杏山鐵礦通過應(yīng)用自動化控制、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，自主研究、開發(fā)建成采礦生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)，把地采生產(chǎn)組織轉(zhuǎn)為地面集中管控，實現(xiàn)管控一體化，最大限度減少井下操作人員。

 投資282.81萬元，與計控室聯(lián)合開發(fā)，自行設(shè)計、自主實施電機(jī)車遠(yuǎn)程遙控駕駛系統(tǒng)，將機(jī)械、電氣、通訊、自動化控制、計算機(jī)等技術(shù)有機(jī)合成，形成主控室操作、遠(yuǎn)程遙控放礦、放礦視頻監(jiān)視、電機(jī)車遠(yuǎn)程操控、遠(yuǎn)程操控自我保護(hù)5個硬件管理系統(tǒng)，以及機(jī)車、運行、裝礦、卸礦4個軟件管理單元，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、可視化的生產(chǎn)運行模式。

 電機(jī)車運行由井下駕駛變?yōu)榈乇磉h(yuǎn)程操控，不僅改善了崗位工作環(huán)境，降低安全風(fēng)險，而且將電機(jī)車駕駛、溜井放礦兩個崗位合二為一，優(yōu)化了勞動組織，井下操作崗位減少16人。

 投資123.31萬元，將地表總長2300米的18條干選皮帶，從原設(shè)計的現(xiàn)場操作改造為主控室集中控制，實現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停皮帶。實施遠(yuǎn)程操控后，取消現(xiàn)場看護(hù)性崗位，減少24名從業(yè)人員，使職工徹底脫離噪聲、粉塵職業(yè)危害的作業(yè)環(huán)境。

 投資358.57萬，對井下通風(fēng)、排水、供電系統(tǒng)進(jìn)行改造、完善，實現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)4個機(jī)站的9臺風(fēng)機(jī)、井下-330m水倉10臺450m3高壓水泵以及井下變配電硐室配電柜分、合閘由地面生產(chǎn)指揮中心集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程開停。

 系統(tǒng)的投入，降低了井下作業(yè)風(fēng)險，取消了井下3個風(fēng)機(jī)站、2個水泵站的10名看管性崗位。

 杏山鐵礦等還處于建設(shè)過程中，技術(shù)還不完善，建成之后，將會超越基律納，成為又一經(jīng)典案例！

（信息來源：中國礦業(yè)網(wǎng)，中林設(shè)計整理，轉(zhuǎn)載注明出處）