大数跨境

从采场到“云端”:攀钢矿业5G智能采矿变革之路

从采场到“云端”:攀钢矿业5G智能采矿变革之路 矿山安全天地
2026-02-02
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导读:2025年,工业和信息化部发布了《2025年5G工厂名录》,以攀钢5G智能采矿项目为核心的朱兰铁矿5G工厂成功入选,持续巩固了其在在全国冶金矿山领域的标杆地位和示范价值。

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2025年,工业和信息化部发布了《2025年5G工厂名录》,以攀钢5G智能采矿项目为核心的朱兰铁矿5G工厂成功入选,持续巩固了其在在全国冶金矿山领域的标杆地位和示范价值。

标杆地位和示范价值,并非凭空而来。其背后,是攀钢瞄定高端化、智能化、绿色化方向,以5G技术为引擎,推动露天矿山开采从“人力驱动”迈向“数字驱动”的一场深刻战略变革。


先试先行

率先开启冶金矿山连续智能采矿先河,为国内同行企业提供“攀钢方案”

矿山开采是人类最古老的行业之一,由于工作环境恶劣、体力劳动繁重且安全风险高,也被视为最艰苦的岗位之一。然而,随着5G等新技术的出现,这项延续数千年的艰辛工作正逐步被改变,生产模式得以重塑。朱兰铁矿的实践便是最好的例证。

朱兰铁矿位于四川省攀枝花市东区,在雅龙江与金沙江交汇处,采场主要采用露天开采,是攀钢主要的原料供应基地之一。然而露天采场常年面临极端气候,特别是攀枝花市全年日照时间在2700小时左右,仅次于拉萨。高温季,采场的地表温度达50℃以上。雨季,又面临滑坡、滚石、塌方等危险因素。

变化始于2019年。当年,《国家数字经济创新发展试验区实施方案》等一系列推动5G应用与数字化转型的政策文件相继出台。在此背景下,鞍钢集团与攀钢均明确了数字化发展战略。2021年春节过后,鞍钢集团召开“数字鞍钢”建设启动会,标志着以“产业数字化、数字产业化”为核心的“数字鞍钢”战略进入全面实施阶段。矿业公司已确立了以“一键出矿”为目标、以“1+3+7(+N)”为架构的智慧矿山建设蓝图。



那么,如何将矿业公司智慧矿山的建设蓝图真正落地?矿业公司相关领导带队前往国内同行企业对标学习。每走访一处,几乎都能见到设计先进的集中管控中心和巨型显示屏。但这些现代化设施和生产现场的实际作业有什么关联?直到在西北地区某企业,他们亲眼看到露天采矿单个装备在远程操作下平稳、精准地运行时,难掩内心的激动。返程途中,大家一致认为,智能采矿正是实现矿业公司智慧矿山目标的关键路径。

然而,从蓝图到现实的道路并不平坦。有成功的希望吗?资金从哪里来?改造过程会影响正常生产吗?随着具体问题接连浮现,矿业公司的决策层也陷入了两难。为尽快掌握相关情况,公司对5G智能采矿试点方案进行了反复推敲与完善。最终,方案被列入矿业公司的数字矿山建设清单,并在鞍钢集团领导调研时进行了专题汇报。“数字化是集团高质量发展的必经之路,要大胆尝试,勇于容错。”鞍钢集团领导的鼓励,为智能采矿项目的落地按下了加速键。

2021年11月,朱兰铁矿5G远程采矿项目正式启动。攀钢携手华为、中国移动攀枝花分公司、创远高新、伯镭科技等生态伙伴,攀钢数字化部、矿业公司企业管理部、星云智联,以及朱兰铁矿分公司、采运作业区相关负责人,钻机、电铲、矿卡司机组成联合攻关团队,在朱兰铁矿机关文化中心大楼一楼,开启了夜以继日奋战模式。

遵循“先试点、后拓展”的原则,项目分两期推进。其中,一期对2台矿卡、1台电铲、1台牙轮钻机进行智能化改造试点,在实现单机智能作业的基础上,着力打通穿孔、采掘、运输全流程的智能化贯通。相较于国内同行多局限于单点作业,攀钢的5G智能采矿在流程协同上展现了更领先的优势。

为实现这一目标,攀钢展开了一场多学科、多领域、多厂商高度协同的集成攻关。攀钢矿业公司从采矿业务出发,梳理并提出核心需求;华为则从架构层面统筹,明确了应用层、物理层、网络层及信息管理层的目标任务;中国移动攀枝花分公司负责搭建5G专网与边缘数据中心等新型基础设施,并对首批设备实施智能化改造,同步建设了远程操控中心。

这一过程充满了不为人知的艰辛。“我们不怕苦,不怕累,最怕的是不被理解。”一位项目参与职工说,正是努力到感动自己的坚定信念,支撑着团队在5G智能采矿一期建设中,累计攻克了钻机扶杆机构改造、矿卡转向偏移、网络拥堵等370余项技术难题。

2022年12月10日,朱兰铁矿5G智能采矿项目通过有色金属协会等外部专家的验收,并投入实际生产应用,率先在国内冶金矿山实现采场穿孔远程自主作业、铲装远程操控混装作业、运输自动驾驶混跑作业、矿卡与电铲远程协同作业。


持续拓展

初步建成国内领先的露天矿远程协作生产体系,5G智能采矿实现规模化生产运行

钻机最高月产量3258米,超人工现场作业设计值20.7%;电铲最高月产量19.32万吨,超人工现场作业设计值57.4%;矿卡最高月产量6.52万t.km,超人工现场作业设计值30.4%;智能采矿操作使钻头使用寿命提升了一倍以上......这就是智能采矿一期试点项目交出的靓丽答卷。

基于一期试点项目取得的扎实成效,公司全面释放技术红利,于2023年7月10日,正式启动了5G智能采矿二期工程建设,推动项目从试点验证向平台化、规模化全面迈进。二期建设主要包括以下关键任务:

--拓展规模化应用:新增5台钻机、5台电铲及8台矿卡,并探索对潜孔钻等多元装备实施智能化改造,与“朱兰数字化产线”项目形成协同推进。

--实现设备在线监测:通过对破碎机、给料机、移动胶带机等关键设备进行改造,集成振动、声音、磁通量、温度等分析能力,建立设备监测诊断系统,实现从定期维修到预测性维护的转变。

--部署无人机数字化测量系统:融合无人机、北斗定位、视频、激光及三维建模技术,构建具备自动勘测、矿山三维建模与数字化地测功能的系统,实现高频次、短周期的矿山安全与地测管理。

然而,从试点迈向系统集成,二期项目建设面临多方面的挑战,主要有三大难点。技术层面,攻关的难点更多、更大;协同方面,受当期生产任务重等影响,项目各环节协同更加困难;资金层面,要在有限预算内完成更多任务,实现更高目标。

在构建无人机数字化测量系统的过程中,高精度的坐标校准是确保智能钻机、矿卡等设备空间坐标系精准与统一的基础。因长期开采爆破产生的震动及地质环境变化,作为校准基准的控制点发生了位移,致使原有坐标数据“失真”,必须进行重新校准。为此,公司引入了南方测绘专业机构,联合华为开展核心算法攻关,自研三维渲染与模型管理能力,多措并举为整个智能矿山系统奠定了可靠的“空间基准”。



在朱兰采矿MES系统建设中,联合攻关团队为挖机、矿卡加装GPS定位模块,利用实时定位数据,再结合特定算法,自动统计铲装与运输车数,从而精准推算产量,取代了低效且误差较大的传统人工统计方式,实现生产、安全、设备、物流等多环节数据的互联共享,打破了“数据孤岛”,提升了管理效率。

随着一个又一个的技术难题被攻克,5G智能采矿二期项目和数字化产线顺利完成,经营效果实现质的飞跃,具体表现在四个方面。

生产现场“无人化”:通过远程操控,职工的作业岗位从露天采场转移至安全的办公室,为大型深凹露天矿山的安全生产提供了更可靠的解决方案。

生产操作“集中化”:生产线自动化率从30%大幅提升至85%,原先分散的5个操控室整合为1个高效的产线集控中心;同时,采场三维地表图更新效率提升4倍以上,边坡巡检效率也提高2倍以上。

生产管理“扁平化”:厂矿调度指令可直接下达至机台或作业人员,取消了中间层的作业区级调度,管理链条更加精简高效。

设备运行“效率化”:钻机实现1人同时操控2台设备,矿卡实现1人同时监控3台设备,电铲、挖机则实现了半自动化远程操控,人机协同效率显著提升。

业内专家认为,公司的5G智能采矿实践经验,突破了同行业“想做又不敢做”的困境,提供了看得见、摸得着、值得研究的标杆样本。



华丽转身

轰鸣的采场到舒适的办公室,昔日矿山工人变身智能采矿“操盘手”

很长一段时间,朱兰铁矿的采场职工,走进安静的智慧管控中心,坐进舒适的智能操作舱,轻握摇杆,通过大屏看着几公里外的电铲、钻机、矿卡等大型设备,在自己远程操控下自主穿孔、精准铲装、自动运输,就有一种不真实的感觉。

从“人工采矿”到“智能采矿”的跨越,是一代代矿工用汗水与艰辛丈量过的岁月。朱兰铁矿采运作业区电铲丁班班长姚仕建,在采场一线已工作近30年。每逢夏日,他的铲车驾驶室便如同蒸笼,在室外烈日炙烤与室内发电机散热的双重夹击下,电扇的作用也有限。姚仕建的身上长满了反复发作、又痒又痛的湿疹。高温,仅是诸多挑战之一。采场工人长年累月面临噪音、粉尘,及雨季滑坡,滚石、塌方等安全风险。

想过改变吗?也想过。但当5G智能采矿项目落地朱兰铁矿,习惯了传统作业的一线工人们,并没有兴奋与期待,而是深深的疑虑。“用屏幕和摇杆,就能替代我们几十年的经验和汗水?这听起来更像一个遥远的传说。”全国技术能手吴丹回忆道。在项目建设起步阶段,比起技术上的挑战,更难跨越的,是人们心中那道由“习惯”与“怀疑”筑成的高墙。尽管如此,所有人最终仍达成共识:无论如何,试试看。



面对崭新的摇杆和大屏,一线工人长满老茧的手指,却一时找不到记忆中的感觉,要让几十吨重的庞然大物在无线指令下精准作业,依赖的不仅是高质量的5G网络性能,还有操作工人高超的技术。朱兰铁矿钻机丙班钻机司机余钊介绍,远程操作失去了现场环境的直接感知,一切判断都需通过摄像头传回的画面,最怕网络延迟,一旦遇到这种情况,他会先发出一个远程指令,再凭借多年经验仔细观察钻机反馈,以防出现问题。这些经验,是余钊用8个月时间学习并总结出来的技巧。

朱兰铁矿采运作业区行车班大车司机杜春来,他需要同时操控3台矿用卡车。当遇到作业面狭窄、弯道急、路面湿滑等情况时,他会立即将远程自动操控切换到远程手动操控模式中,重新规划路线或者将矿卡停下处理,有效预防矿用卡车侧滑、急停等问题。

从生疏到娴熟,一线工人终于找到了熟悉的感觉,那些曾经紧握钻杆的手,如今熟练通过摇杆操作出了实实在在的产量与效率。2025年,电铲智能操控作业累计完成336.19万吨,矿卡自动驾驶运输累计完成220.99万吨,钻机智能自主作业累计完成80312米。

显著的成效赢得了业界的广泛认可。截止目前,该项目实现了“三项首创”“两项领先”,发布了3个标准,发表了7篇论文,申请了16项专利,已授权7项(其余9项正在审核)。成功入选工业和信息化部《2025年5G工厂名录》。先后斩获国务院国资委首届国企数字场景创新大赛二等奖、冶金科技进步奖三等奖、四川省“5G+工业互联网”标杆项目、“绽放杯”5G应用征集大赛四川赛区一等奖等10余项荣誉。

从采场到云端,从人工到智能,公司智能采矿实践,终将汇入中国工业高端化、智能化、绿色化方向的壮阔洪流,持续为攀西钒钛资源综合利用注入无限“云端”智慧。



来源:攀钢矿业;胡   毅 蒋沛含

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