数字经济｜数智赋能矿山蝶变 ​河钢集团矿业公司倾力打造智慧矿山

图为河钢矿业智能集控中心。通讯员任帅摄

被工信部评为2021年度智能制造示范工厂，成为河北省首家实现5G信号全覆盖的矿井，在非煤地下矿山领域率先建设矿山数字孪生可视化平台……

按照河钢集团技术升级发展战略部署，今年以来，河钢集团矿业公司积极借鉴国际一流矿山企业的经营理念和管理经验，把加快智慧矿山建设作为迈向高质量发展的新引擎，大力推广应用人工智能、数字孪生、5G等新一代信息技术，发展质量和效益大大提升，为行业推进智能化转型提供了成功经验。

图为河钢矿业正在运行的井下无人驾驶电机车。 通讯员任帅摄

高标准打造智能制造示范工厂，人均劳效是行业平均水平的2.5倍

8月25日，在河钢矿业中关铁矿智能集控中心无人驾驶电机车操控台前，电机车司机刘广建右手操纵摇杆，左手点击按钮，远程遥控井下500多米深处的电机车装矿。“以往需要下井人工驾驶电机车，作业效率比较低，矿井环境复杂还有一定的安全风险。现在，通过远程遥控，轻轻松松就解决了。”刘广建说。

智能集控中心里看似简单的操作，背后折射的却是智能制造示范工厂这个庞大系统工程的功效。作为传统的矿山企业，如何快速向产业高端挺进？答案就在智能化转型上。

河钢矿业按照“数据引领、集中管控、智能产线、本质安全、远程共享”的理念，高标准打造了智能制造示范工厂，高起点编制了《智能矿山建设总体规划》，高质量建设了“一路、两平台、四系统”。“一路”即多网合一的信息高速公路，“两平台”即虚拟化和资源共享技术平台、多维融合云应用平台，“四系统”即井下智能开采系统、智能选矿系统、智能高压供电系统、智能物流管控系统。

在司家营铁矿发运现场，根据智慧运输系统提供的路线推荐服务，物流车辆自动装车、过磅，实现销售端与客户端畅通无阻；在研山铁矿露天采场，牙轮钻机在线监测系统让大型采矿设备实现自主监测……

随着人工智能、工业机器人、机器视觉等前沿技术在关键场景成功应用，河钢矿业实现了资源高效协同共享和智能化运营。“智能”给河钢矿业带来了全新的变化，今年以来，人均劳效提高267.65%，是行业平均水平的2.5倍，综合创效达2亿元。

矿井实现5G信号全覆盖，井采效率提高3至5倍

以前，副井提升机每完成一次作业需要等待数据传输和指令传回。搭载上5G网络后，发出指令、网络传输、作业动作实现同步，没有卡顿和间断。

传统网络难以承载包含全工序智能设备的工业环网。随着制造业与数字技术不断融合，河钢矿业以产业数字化、数字产业化为主线，适应新时代工业与社会变革，将目光聚焦在5G技术，依托5G的大带宽、高速度、稳定性强打破数据传输瓶颈，实现全工序“一键启动”畅通无阻。

“目前，我们正在积极推动5G全连接工厂建设，打造基于5G技术的灵活组网模式，提升‘云网边端’一体化协同能力，将5G组模应用到各类工作场景。”河钢矿业电气自动化高级工程师杨洋说。

对于地下矿山来说，5G建设的特殊性在于地面基站无法为井下生产提供信号，狭长的巷道、宽厚的矿体对信号干扰十分严重，这在整个行业都是一大难点。为解决这一难题，河钢矿业将生产系统5G技术方面的需求进行整合，通过加强井下5G基站设备安装与网络环境搭建，进行5G网络架构，最终完成5G网络与现有工业以太网对接，成为河北省首家5G信号全覆盖的矿井。

围绕质量变革、效率变革、动力变革，河钢矿业依靠数字技术解决产线上的关键难题，全面发力、多点突破。河钢矿业研发的5G超融合智能调度系统，为井下采矿工作面智能开采、井下运输无人驾驶、井下高清视频分析、机器人智能巡检等场景，提供高效的边缘计算能力，井采效率提高3至5倍，使矿山更智能、更安全、更高效。

数字孪生技术，破译“时空密码”

河钢矿业下属单位遍布河北省6个城市，点多、面广，管理难度大，数字孪生技术在工业领域的应用，让其找到了破题攻坚的方向。

该公司在非煤地下矿山领域率先搭建了矿山数字孪生可视化平台，集成应用物联网、大数据、数学建模、三维GIS等技术，辅助添加VR智能设备、裸眼3D混合现实空间装置等数字化产品。同时，通过大范围、深层次的数据采集，建立起一套完整的三维矿体模型、地表模型以及勘探数据库，构建矿山应用场景数字“画像”，实现各业务数据之间的协调应用，打破区域管理限制的鸿沟，以真实数据驱动虚拟场景，实现了跨物理时空的数字孪生具象化。

“简单来说，数字孪生就是在数字世界里复刻生产现场。”河钢矿业数字矿山科主管李志磊介绍，通过数字孪生技术构建智能综采、智能掘进、辅助运输等六大虚拟场景，在矿山数字孪生可视化平台就可实时显示矿山生产、管理、调度效益等各方面数据。依托这些数据和模型，管理人员可以更为精准地判断设备运行状态，真正实现智能感知、智慧决策。

数字孪生技术让矿山从“平面式管理”转变为“直播式管理”，可有效提高资源利用效率。

“通过数字孪生技术，可以形象、动态地将矿体空间形态、品位属性表示出来，能提高配矿管理的科学性。”河钢矿业石人沟铁矿地勘作业区测量员王鹏说，以数字孪生技术为基底，综合三维激光扫描、图形化计算、航测影像数据等三维空间数据采集技术手段，河钢矿业创建了矿体资源显示模型，可将矿岩分界误差缩小至1米以内，成为链接虚拟与现实的“时空隧道”。（河北日报记者马朝丽 通讯员李志慧、杨川源）