遙控智能化無(wú)人采礦是最好的應(yīng)對(duì)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(dòng)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(guó)內(nèi)外仍處于建設(shè)“無(wú)人礦山”的初級(jí)階段。在此階段，無(wú)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(dòng)化與智能化。

新一代高級(jí)無(wú)人采礦技術(shù)必將涉及采礦工藝及生產(chǎn)過(guò)程自身的變革。

一、遙控智能化無(wú)人采礦的關(guān)鍵技術(shù)

1、虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化技術(shù)

利用三維可視化仿真技術(shù)，實(shí)景動(dòng)態(tài)模擬開采過(guò)程，檢驗(yàn)和優(yōu)化采礦設(shè)計(jì)方案,為無(wú)人采礦做準(zhǔn)備。

2、先進(jìn)傳感及檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)

用于實(shí)現(xiàn)井下環(huán)境要素采集、地形感知和三維空間識(shí)別、定位、導(dǎo)航及目標(biāo)跟蹤，是智能采礦設(shè)備運(yùn)行及工藝過(guò)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(chǎng)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(wú)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(yùn)動(dòng)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(wú)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(dòng)化采礦新工藝

適應(yīng)采礦自動(dòng)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(guó)家上世紀(jì)80年代就開始實(shí)施井下工作面的無(wú)人采礦，而目前我國(guó)不少礦山就連全盤機(jī)械化作業(yè)還做不到。加速我國(guó)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(lái)，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(guò)自主研發(fā)和集成創(chuàng)新，礦山生產(chǎn)的自動(dòng)化和遙控智能化作業(yè)的水平也有了長(zhǎng)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(gè)露天采區(qū)，露天最大生產(chǎn)規(guī)模150萬(wàn)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(wàn)噸/年。

2015年底，杏山鐵礦補(bǔ)勘后新增資源儲(chǔ)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(wàn)噸/年。成為我國(guó)僅次于梅山鐵礦(每年400萬(wàn)噸)的大型地下礦山。

杏山鐵礦分六個(gè)作業(yè)區(qū)，開拓區(qū)，采礦區(qū)，井巷區(qū)，碎運(yùn)區(qū)，提升區(qū)，動(dòng)力區(qū)。

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

①堅(jiān)持“機(jī)械化換人”，積極采用國(guó)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(tái)套。35臺(tái)單體設(shè)備中，進(jìn)口設(shè)備有27臺(tái)，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(guó)西門子公司自動(dòng)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(tái)281掘進(jìn)臺(tái)車；

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

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

噴漿支護(hù)采用芬蘭挪曼爾特公司生產(chǎn)的1臺(tái)1050WPC混凝土噴射臺(tái)車、3臺(tái)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(tái)235錨桿臺(tái)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(xiǎn)，2014年2月份，投資310萬(wàn)元，引進(jìn)1臺(tái)加拿大BTI公司生產(chǎn)的BX30型移動(dòng)式液壓碎石臺(tái)車，用于處理采區(qū)大塊，徹底結(jié)束了采場(chǎng)人工二次爆破處理大塊的歷史，實(shí)現(xiàn)大塊處理本質(zhì)安全。

②堅(jiān)持“自動(dòng)化減人”，不斷完善礦山機(jī)械化、自動(dòng)化技術(shù)裝備。

杏山鐵礦通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)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(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，把地采生產(chǎn)組織轉(zhuǎn)為地面集中管控，實(shí)現(xiàn)管控一體化，最大限度減少井下操作人員。

投資282.81萬(wàn)元，與計(jì)控室聯(lián)合開發(fā)，自行設(shè)計(jì)、自主實(shí)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(dòng)化控制、計(jì)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(gè)硬件管理系統(tǒng)，以及機(jī)車、運(yùn)行、裝礦、卸礦4個(gè)軟件管理單元，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、可視化的生產(chǎn)運(yùn)行模式。

電機(jī)車運(yùn)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(xiǎn)，而且將電機(jī)車駕駛、溜井放礦兩個(gè)崗位合二為一，優(yōu)化了勞動(dòng)組織，井下操作崗位減少16人。

投資123.31萬(wàn)元，將地表總長(zhǎng)2300米的18條干選皮帶，從原設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)操作改造為主控室集中控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停皮帶。實(shí)施遠(yuǎn)程操控后，取消現(xiàn)場(chǎng)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(wàn)，對(duì)井下通風(fēng)、排水、供電系統(tǒng)進(jìn)行改造、完善，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)4個(gè)機(jī)站的9臺(tái)風(fēng)機(jī)、井下-330m水倉(cāng)10臺(tái)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(xiǎn)，取消了井下3個(gè)風(fēng)機(jī)站、2個(gè)水泵站的10名看管性崗位。

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