我的煤炭网新闻综合信息选矿知识矿山智能化(矿山设备智能化)

  矿业行业技术发展是第四次工业革命的组成部分，其特征是生产效率更加高的机器以及某些操作任务的自动化、数字化、更快更大规模的连接性，以及智能网络在整个价值链的应用。我们期望矿业行业能够变得更智能、高效、可持续，在就业方面变得更高效、灵活。从目前的情况去看，技术创新正在以前所未有的速度提高矿业产能和效率。技术创新是矿业行业面临的一次颠覆性变革。矿业行业之前所经历的变革，与此次变革的速度和规模不可同日而语。这些有几率发生的变革不仅会从根本上改变矿业的面貌，还将深刻地改变人们的生活和工作方式，以及人与机器和工作场所的关系，进而改变整个行业的规则。更重要的是，它将彻底改变行业(矿业企业、供应商)与东道国(政府、地方社区、其他非国家行动者等)之间已建立的关系。新兴技术的主要类在评估技术变革的影响之前，必须清楚地了解矿业行业正在开发和应用的各项技术和影响，这样才可通过这些技术助推矿业行业发展。

  & mdash& mdash基础数字技术。包括传感器技术、互联可穿戴设备技术、无人机技术和全球定位卫星(GPS)技术。并且传感器和可穿戴设备能应用于采矿业价值链的所有环节，并能支持可提升采矿过程的操作性能和效率的其他技术。例如，加拿大黄金公司通过在加拿大Eleonore矿使用智能传感器，每年能节约150-250万美元。联网的可穿戴设备不但可以提高工人的能力，还可以由矿山和工厂管理人员捕获关键的实时信息，促进无缝通信，并在必要时提供远程专家协助，以解决问题和修复损坏的设备。许多澳大利亚矿业公司，如力拓、必和必拓、新克雷斯特矿业公司等。，已经为员工配备了智能头盔等技术，旨在通过监测脑电波来衡量疲劳程度，以降低疲劳造成的伤亡风险。无人机具有多种技术用途，包括获取地质数据、场地规划、岩石表面检查、实时爆破控制、水样采集、天气和环境条件评估以及安全监测。一些企业在钻孔和电缆叉车上安装的GPS系统，有助于实时、准确地获取露天开采中钻孔点或铁锹的三维可视化信息。

  & mdash& mdash利用大数据优化生产力的技术。机器学习，包括机器学习、高级分析、硬件和设备自动化、机器人过程自动化、软件自动化、数字孪生和云计算，能大大的提升执行描述性、预测性和规范性任务的能力，如预测性维护，从而减少停机时间和运营成本，同时提高产量；结合数据分析和算法，矿业企业可以根据他们对数据的了解做出更多的战略决策。机器人和自动化设备由人工智能和机器学习驱动。虽然这些设备仍然需要人工遥控操作，但自动化设备可以代替人类劳动。机器人流程自动化(RPA)工具可以执行重复性任务，如后台财务运营和供应链管理。软件自动化工具有助于持续实施控制操作，从而提高安全性和效率。数字化应用通过准确、电子化和数字化地呈现采矿环境和作业设施，提供了一个身临其境的虚拟环境，可以显著改善规划、管理和决策。

  & mdash& mdash并集成和跟踪大数据以提高性能。包括物联网和工业物联网、区块链和RFID以及实时定位系统标签。(工业)物联网平台能大大的提升效率，最大限度地降低成本，优化设备管理，提高资产利用率，提高作业流程的实时性能监控。5G网络的出现有望释放物联网平台的巨大潜力，提升其性能。2015年，德勤会计师事务所预测，2014年至2022年，全球物联网技术的增量贡献将从4000亿美元增加到1万亿美元，到2022年将达到1.9万亿美元。区块链技术可以提高信用和透明度，可以自动检测欺诈，降低贷款套利和双重融资的风险。Deirs钻石公司开发了一个区块链平台来追踪其钻石的下落，这有助于解决可靠性和合规性问题。

  & mdash& mdash采矿过程优化技术。包括水处理技术和节水技术、尾矿管理和回收技术、智能能源系统、电动采矿设备、生物技术、生物采矿和生物矿化技术。这些新技术正在应用于绿色矿山，可以有效节约水资源，减少碳排放和污染。在智利，加拿大巴里克黄金公司宣布，到2022年，其下属的Zald & IacuteVar铜矿将全部使用可再生能源，每年可减少温室气体排放35万吨。英国资源集团制定了未来智能采矿计划，其中一个目标是在采矿过程中不使用淡水，尤其是在矿石和废物(尾矿)的分离和运输中。

  & mdash& mdash可能影响采购的技术。包括主要的增材制造技术，即众所周知的3D和4D打印技术。他们可以制造更轻更坚固的部件和系统，由此减少生产和交付时间。该工艺可根据需要生产特定的备件，并可根据待更换零件的特点进行定制。由于备件可以在离矿山更近的地方生产，这可以大大减少停工时间。这不仅关系到产品，还有可能彻底颠覆制造业。

  创新技术形式多样，功能复杂。哪些技术最有可能在短期或中期内投入使用？2017年，埃森哲就未来五年最受矿业公司青睐的技术进行了一项调查。调查结果显示，截至2022年，排名前4的技术分别是:一是机器人和自动化(预计超过50%)；二是无人车和无人机的应用；第三，可穿戴设备和其他连接设备的应用；第四，是远程操作中心。这项技术必须建立在前三项技术的基础上。这些技术的结合足以改变采矿业的组织和业务结构，从而改变企业与雇员、供应商、当地社区和东道国政府之间的关系。事实上，采矿企业正在寻求更先进和尖端的中期技术，以最大限度地发挥目前正在实施的数字化、自动化和一体化环境的效益。下一阶段的投资将继续优化先进的过程控制系统，以在采矿作业的不同过程之间，特别是价值链的不同部分之间建立更大的整合和更强的横向联系。在欧洲，对自动化的投资并不少见。在南非北开普省的芬奇钻石矿，全自动无人驾驶卡车已经运行了10多年。2014年，英美资源集团在南非林波波省Venetia地下钻石矿绿地项目中投资了全自动卡车、钻机和运输列车。刚果的Kibali地下矿也在自动化和机械化方面进行了大量投资，以提高生产能力。然而，这些煤矿的盈利能力取决于能否获得负担得起的电力。因此，矿山企业纷纷投资建设水电系统，确保可靠供电。该矿配备了非洲第一套集成自动矿石处理和竖井系统。在刚果黄金，加拿大艾芬豪矿业公司正在建设Kamoa/Kakula铜矿项目，该项目有望成为世界上最大的铜矿，实现高度机械化地下作业。在加纳，由于转向合同采矿，南非的Anglo-Gold公司通过投资于更机械化的作业对Obuasi矿进行了现代化改造。当矿井因翻修而暂时关闭时，有4300个工作岗位。到2014年矿山重新开工时，只保留了550个工作岗位，这意味着劳动力减少了87%。在拉丁美洲，智利过去10年一直在促进采矿业的技术创新。2008年以来，全球最大的铜出口国& mdash& mdash智利国家铜业公司已经将18辆自动卡车样品放入其位于安托法加斯塔的加夫列拉·米斯特拉尔露天矿。在智利，必和必拓成功测试了一种叫做& ldquo智能头盔& rdquo基于的驾驶员疲劳检测技术。在司机的额头上安装了一个电子带，用于测量用来指示疲劳程度的脑电波，其中的传感器与卡车车厢内的一个小型设备进行无线通信，以警告司机和主管。安托法加斯塔地区的Minera Centinela矿正在测试新一代全自动无人机，它将用于绘制地图和测量体积和地形。通过将数据输入数据处理软件，可以进行数据分析、规划和决策。英美资源集团使用digital twin技术监控智利Los Bronces矿的运输绩效。这项技术也被用于监测巴西500公里长的泥浆管道，以防止可能的泄漏。截至目前，公司通过应用数字化技术，业务增长约30%(其中约15%来自产能的增加，约15%来自成本的降低)。在巴西，淡水河谷建立了人工智能中心，可以获取和分析其项目数据，从而提高基础设施的效率。其中一个项目侧重于预测Caraj & AacuteS线铁轨断裂，经常发生严重事故。通过结合数据和分析，淡水河谷在萨洛博矿节省了800万美元，并在一年内将非公路卡车轮胎的使用寿命提高了约30%。在加拿大，越来越多的采矿企业正在使用数字工具和技术来提高生产能力。在嘉能可的onapingDepth矿，数字系统用于计划轮班任务、监控任务进度、跟踪延迟和设备可用性。其目标是通过使用基于人-过程-技术集成的方法来减少操作可变性和提高生产率。在中亚的哈萨克斯坦，Kacharsky Mine投资1000万美元建立了新的模块化生产流程自动化系统，该系统已集成到现有的地理信息系统和企业资源规划系统中。传感器可以对矿井进行实时监控，检测出开采过程中需要改变的地方，从而提高生产率。当地政府在2017年宣布，将支持采矿业的数字技术发展，为第四次工业革命做好充分准备。为什么影响新兴技术发展的因素会产生如此颠覆性的变化？驱动因素和障碍是什么？这些都是矿业健康快速发展必须解决的问题。具体来说，采矿业颠覆性变革的驱动因素主要来自以下七点:第一，采矿业需要降低劳动者的健康和安全风险。一些极端环境或偏远地区的采矿作业不仅耗时，而且费用昂贵，同时对工人的健康和安全构成威胁。因此，在复杂和深部采矿作业或偏远地区大幅减少工人数量的技术有助于提高工人的安全性，降低事故率和伤亡率，这也是采矿企业及其员工的主要关注点。第二，矿业需要降低经营成本，提高资产生产能力。由于市场波动、不可预测的商品周期、全球经济放缓等外部因素。，矿业承受着巨大的现金流压力，不得不提高运营效率来缓解压力。技术创新的目的大多是提高产量和产能，建立更高效的生产组织体系，因此可以为矿山企业提供一种新的经营成本管理方式。第三，采矿业需要降低资产开发的成本。还有大量的矿藏有待勘探开发。然而，随着前期资金投入的不断增加，新资产的位置越来越偏远，开采资源的难度或存储深度的增加，资产开发的成本越来越高。技术解决方案是降低这些资产开发成本的一种方式，但考虑到前期大量的资金投入，前沿技术的成功应用取决于投资项目的经济可行性和技术可行性。第四，劳动力老龄化问题凸显。无论是发达经济体还是新兴经济体，矿业都面临着劳动力快速老龄化和退休率上升的问题。这些动态变化反过来又会因为技能短缺而转化为巨大的工资溢价，这些因素促使人们决定采用新技术。第五，技术开发成本下降。相对于人力成本，技术开发和应用成本大幅下降，对矿业而言具有较高的价格比。此外，采矿周期的很多环节已经非常适合市场化技术的集成(如数据优化、自动车、高风险应用、无人机探索、适合变电站的人工任务等。).诚然，随着技术市场的日益成熟，矿业的某些部分可能会发生更快的变化。第六，矿企改变传统观念，争当领导。传统上，最先实施新技术的企业将承担更大的财务和监管风险，因此许多矿业企业更倾向于成为第二梯队的成员，使用经过测试、低成本和成熟的新技术。然而，如今全球对技术的投资明显增加，科技企业之间的竞争也越来越激烈。矿企态度瞬息万变，急需创新。第七，采矿业面临越来越大的环境保护压力。投资规则和对可持续发展的承诺都大大增加了采矿业面临的环境压力。采矿业越来越多地采用& ldquo在整个供应链中。绿色& rdquo技术，以减少水资源和能源的消耗，减少温室气体排放，增加废物的回收利用等。虽然许多因素推动了矿业技术的颠覆性变革和快速发展，但仍有一些因素会减缓或阻碍新技术在行业中的应用。比如新技术的应用会打破长期形成的价值链，所以在价值链上面临很多障碍，包括经济和政治障碍；新技术的应用也会带来新的安全挑战，可能会给一些不习惯使用新技术的工人带来危险。新技术的应用也会给劳动力转换的管理带来挑战，需要平衡使用较少劳动力的改变和填补劳动力缺口的关系。新技术的开发和应用需要更高的前期成本；新技术的应用需要全新的标准和规范，以实现不同技术的可操作性。即使一些因素阻碍或减缓了技术创新和使用，但从大的发展趋势来看，新兴技术(尤其是颠覆性技术)在矿业中的应用越来越突出。近10年来，技术创新和应用步伐加快，对矿业产生了前所未有的冲击，让企业和政府措手不及。从AI和聊天机器人的兴起到机器人和物联网，新兴技术和创新商业模式正在推动巨大的范式转变。未来，政府和矿企需要& ldquo远见& rdquo只有这样，才能在变革中站稳脚跟，实现跨越式发展。