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首钢杏山铁矿:建设遥控智能化矿山的典型

2017-07-17 09:15:33   来源:矿业汇

  遥控智能化无人采矿是最好的应对不断恶化的深部开采条件和环境条件,最大限度提高劳动生产率和采矿效率、保证开采安全的最根本、最有效、最可靠的方法。
  目前,国内外仍处于建设“无人矿山”的初级阶段。在此阶段,无人采矿的核心技术仍然是传统采矿工艺和生产组织管理的自动化与智能化。
  新一代高级无人采矿技术必将涉及采矿工艺及生产过程自身的变革。
  一、遥控智能化无人采矿的关键技术
  1、虚拟现实与可视化技术
  利用三维可视化仿真技术,实景动态模拟开采过程,检验和优化采矿设计方案,为无人采矿做准备。
  2、先进传感及检测监控技术
  用于实现井下环境要素采集、地形感知和三维空间识别、定位、导航及目标跟踪,是智能采矿设备运行及工艺过程控制的前提条件。
  3、采矿设备遥控及智能化技术
  包括:采矿设备在采场的置位、定位、生产作业智能控制技术和设备故障诊断与预防技术等。
  4、井下无轨导航与控制关键技术
  包括:井下装备定位与导航控制技术,目标跟踪技术,运动控制技术,远程通讯技术等。
  5、高速数字通信网络技术
  井下通信设施布设空间有限且存在无线通信屏障,需要研究适用井下的高速数字通信网络技术。
  6、地下自动化采矿新工艺
  适应采矿自动控制水平的提高,采矿模式、采矿技术及工艺都必须有创新的发展和变革。
  西方发达国家上世纪80年代就开始实施井下工作面的无人采矿,而目前我国不少矿山就连全盘机械化作业还做不到。加速我国遥控智能化采矿技术与设备的研究与推广应用任重而道远。
  近几年来,以首钢杏山铁矿为代表的一批矿山,借鉴、引进和采用一批现代化高新技术,主要通过自主研发和集成创新,矿山生产的自动化和遥控智能化作业的水平也有了长足的进步。
  二、杏山铁矿的智能化建设
  杏山铁矿隶属于首钢矿业公司,位于迁安木厂口镇。杏山铁矿于1966年建矿,原为首钢大石河铁矿的一个露天采区,露天最大生产规模150万吨/年。
  2007年杏山铁矿由露天转入地下开采,成为首钢矿业第一座地下开采矿山,建设规模320万吨/年。
  2015年底,杏山铁矿补勘后新增资源储量1.1亿吨,为此,首钢矿业公司决定进行杏山铁矿地下开采扩建工程建设,扩建后开采规模将达到350万吨/年。成为我国仅次于梅山铁矿(每年400万吨)的大型地下矿山。
  杏山铁矿分六个作业区,开拓区,采矿区,井巷区,碎运区,提升区,动力区。
  目前,杏山铁矿已建成为国内一流的地下矿山,矿山自动化水平和数字化水平处于国内前列。
  ①坚持“机械化换人”,积极采用国内、外先进设备设施。
  杏山铁矿现有各类设备设施610台套。35台单体设备中,进口设备有27台,占77.1%。其中:
  主井采用箕斗提升,JKM-4×6E型提升机,采用德国西门子公司自动控制系统;
  矿石破碎选用瑞典山特维克生产的CJ815颚式破碎机;
  开拓掘进使用瑞典阿特拉斯公司生产的6台281掘进台车;
  出矿使用美国卡特公司生产的5台R1300G井下柴油铲运机;
  穿孔设备使用瑞典阿特拉斯公司生产的5台1354中深孔凿岩台车,回采出矿使用瑞典山特维克公司生产的4台1400E 电动铲运机;
  喷浆支护采用芬兰挪曼尔特公司生产的1台1050WPC混凝土喷射台车、3台水泥罐车,锚网支护使用瑞典阿特拉斯公司生产的1台235锚杆台车。
  另外,为彻底消除井下二次爆破破坏巷道顶板稳固性,及周边人员安全等安全风险,2014年2月份,投资310万元,引进1台加拿大BTI公司生产的BX30型移动式液压碎石台车,用于处理采区大块,彻底结束了采场人工二次爆破处理大块的历史,实现大块处理本质安全。
  ②坚持“自动化减人”,不断完善矿山机械化、自动化技术装备。
  杏山铁矿通过应用自动化控制、远程遥控技术,自主研究、开发建成采矿生产过程自动化控制系统,把地采生产组织转为地面集中管控,实现管控一体化,最大限度减少井下操作人员。
  投资282.81万元,与计控室联合开发,自行设计、自主实施电机车远程遥控驾驶系统,将机械、电气、通讯、自动化控制、计算机等技术有机合成,形成主控室操作、远程遥控放矿、放矿视频监视、电机车远程操控、远程操控自我保护5个硬件管理系统,以及机车、运行、装矿、卸矿4个软件管理单元,实现网络化、数字化、可视化的生产运行模式。
  电机车运行由井下驾驶变为地表远程操控,不仅改善了岗位工作环境,降低安全风险,而且将电机车驾驶、溜井放矿两个岗位合二为一,优化了劳动组织,井下操作岗位减少16人。
  投资123.31万元,将地表总长2300米的18条干选皮带,从原设计的现场操作改造为主控室集中控制,实现远程启、停皮带。实施远程操控后,取消现场看护性岗位,减少24名从业人员,使职工彻底脱离噪声、粉尘职业危害的作业环境。
  投资358.57万,对井下通风、排水、供电系统进行改造、完善,实现通风系统4个机站的9台风机、井下-330m水仓10台450m3高压水泵以及井下变配电硐室配电柜分、合闸由地面生产指挥中心集中监控、远程开停。
  系统的投入,降低了井下作业风险,取消了井下3个风机站、2个水泵站的10名看管性岗位。
  杏山铁矿等还处于建设过程中,技术还不完善,建成之后,将会超越基律纳,成为又一经典案例!

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