中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
通訊員 姜建國 胡毅
采礦工人坐在遠程操控座艙內，手握操縱桿，鉆孔、抓取、轉向、放置，對礦山一頓“猛攻”……不一會兒，礦車上就堆滿了礦石。
近日，在鞍鋼集團第四屆“數字鞍鋼·數字生態”現場推進會上，專家以攀鋼5G遠程采礦項目為案例，闡述礦山數字化轉型路徑；在現場感受了遠程采礦后，與會嘉賓紛紛點贊攀鋼5G遠程采礦項目，并評價其為“一場偉大的變革”，值得國內冶金露天采礦企業借鑒。
據了解，攀鋼5G遠程采礦項目以攀鋼礦業朱蘭鐵礦采場無人化遠程集中作業為應用場景，對1臺YZ-35B牙輪鉆機、1臺WK-4B電鏟和2臺TR60礦用卡車實施智能化改造，并配套建設1套5G專網、1個邊緣數據中心和1個遠程操控中心，實現采場穿孔遠程半自主無人化作業、鏟裝遠程操控混裝作業、運輸自動駕駛混跑作業，為解決全國冶金露天礦山智能化采礦作業痛點和難點問題積累了寶貴經驗。
“變革”的背后，不僅僅是技術上脫胎換骨的變化——干部職工思想觀念怎么轉變？固有的采礦模式如何打破？現有的設備如何改造？在直面問題中，攀鋼拉開了5G遠程采礦項目波瀾壯闊的變革序幕。
礦山之痛 安全、可持續作業面臨挑戰
攀鋼礦業朱蘭鐵礦位于四川省攀枝花市東區。攀枝花市全年日照時間達2700個小時，高溫季節朱蘭鐵礦采場地表溫度在50℃以上，作業環境惡劣。此外，采場還存在安全隱患。已經開了26年電鏟車的攀鋼礦業朱蘭鐵礦采運作業區電鏟丁班班長姚仕建還記得多年前目睹的巨石滾落場景。“那時候想，要是能自動采礦該多好。但也不敢奢望，覺得這簡直是白日做夢，誰能想到今天竟然實現了。是5G遠程采礦項目讓我們告別了‘苦臟累險’。”
在人力資源深度優化的背景下，該礦采礦職工隊伍變得愈發精干，未來5年，將有三分之一的人員退休，礦區面臨人手緊張問題，企業技術升級需求迫切。
隨著時間推移，變化的不只是職工隊伍，還有采礦環境。目前，攀鋼礦業朱蘭鐵礦露天采場進入深部開采階段，開采強度越來越大。變革，是企業可持續發展的必然要求。
為此，按照數字鞍鋼“提升自動化、健全信息化、推進數字化、探索智慧化”指導思想，攀鋼集團沿著“礦石流”維度，明確從“離散作業向連續作業轉變”的精益生產思想；沿著“數據流”維度，構建數據治理體系，深度挖掘數據價值。雙流融合，最終形成“智能采礦”“智能選礦”和“智慧管理”3個方面的主要建設內容，共規劃20個與智能采礦相關的重點項目。
探索之艱 多方合作開展智能化應用研究
2021年11月份，攀鋼5G遠程采礦項目正式啟動。攀鋼攜手華為、中國移動攀枝花分公司等數字生態伙伴，攀鋼數字化部、攀鋼礦業企業管理部、星云智聯，以及朱蘭鐵礦分公司、采運作業區相關負責人，鉆機、電鏟、礦用卡車司機組成聯合攻關團隊，夜以繼日，探索實踐5G遠程采礦，著力解決礦山行業數智化轉型的痛點和難點問題。
這是一場多學科、多領域、多廠商高度集成的大會戰。然而，項目實施難度也“不容小覷”。近年來，國內礦山企業積極探索露天智能采礦，但大多僅限于穿孔、爆破、鏟裝、運輸等單點作業，穿—采—運全流程智能化作業并未打通。攀鋼5G遠程采礦項目，就是要在鉆機、電鏟、礦用卡車單點智能化作業基礎上，實現穿—采—運全流程智能化作業，改善采礦工人作業環境，提升本質化安全水平和作業效率，項目難度可想而知。
要實現這一目標，必須推動礦山工程技術與網絡通信、信息技術融合應用。面對這一復雜系統工程，攀鋼礦業聚焦移動裝備遠控化、采面作業少（無）人化等，梳理業務、提出需求；華為從架構層面入手，明確應用層、物理層、網絡層、信息管理層目標任務；中國移動攀枝花分公司搭建5G專網、5G邊緣數據中心等新型基礎設施，探索實施2臺礦用卡車、1臺電鏟、1臺牙輪鉆機智能化改造，修建遠程操作中心。
每一項工作的推進，都是摸著石頭過河。以5G基站建設為例，基站位置的最佳選擇方案需要靠近采礦現場，但由于地形復雜、邊坡不穩定等，該團隊不得不反復調整基站位置，最終通過增加拉遠站補強信號等方式，確保5G網絡長期穩定運行和礦區設備不間斷連續作業。
在礦用車智能化改造過程中，為支持人工駕駛、遙控駕駛與自動駕駛3種模式的順利運行，規避撞車、翻車等風險，該團隊對電源、燈光、油門、換擋、制動、轉向、舉升，以及礦用卡車作業監測、礦用卡車環境感知、智能算法支持、融合定位、避障檢測和安全監控等進行智能化改造。但改造后的礦用車在行駛過程中始終左搖右擺，不能按指令正確行駛。僅解決這一問題，就耗時1個月。據統計，攀鋼5G遠程采礦項目累計突破鉆機扶桿機構改造、礦用車轉向偏移等370項技術難題。
技術攻關難，采礦工人適應遠程采礦新模式也難。“缺乏現場體驗，操作不習慣。”“視覺效果差，看得不真實。”“操作不熟練，對于突發情況不能第一時間處理。”這是5G遠程采礦帶給該礦采運作業區礦用卡車司機唐勇、鉆井司機謝超、電鏟司機姚仕建的初體驗。但隨著不斷改進和技術升級，遠程操作的故障率越來越低，司機操作也越來越順手。
“一點一滴的進步，來自群策群力。”攀鋼5G遠程采礦項目主要負責人、攀鋼礦業公司企業管理部黎一冰說。在項目建設期間，鞍鋼集團和攀鋼集團主要負責人深入現場聽取匯報、詢問需求、指導工作，極大地鼓舞了團隊成員士氣。攀鋼礦業多措并舉為項目順利推行創造條件，朱蘭鐵礦分公司和采運作業區干部職工在設備改造和相關方安全管控等方面給予大力支持，項目測試期間管理人員和職工隨叫隨到，毫無怨言。
2022年12月10日，攀鋼5G遠程采礦項目通過外部專家驗收，投入生產應用。
成功之喜 構建全新生產模式
在2022年世界移動通信大會（MWC2022）上，攀鋼5G遠程采礦項目作為“中國5G垂直行業應用案例”向全球展示，講述智慧礦山的“中國方案”。
攀鋼5G遠程采礦項目突破了復雜環境下穿—采—運遠程協同無人化采礦工藝技術。通過對比國內外智慧礦山建設情況得出，攀鋼5G遠程采礦項目實現3項首創和2項領先，即世界首創冶金礦山穿采運現場作業無人化、世界首創5G云網融合應用于露天采場無人化、國內首創高溫電磁環境露天采場無人化，有人、無人車鏟混合編組作業國內領先和電鏟、鉆機自動卷纜技術綜合應用國內領先。
該項目單體設備工作效率達到甚至優于現場人工作業效率。其中，鉆機遠程自主作業效率為人工操作效率的110%，具備月鉆孔長度8640米的能力，而人工操作月產最長長度僅5000米；電鏟遠程操作單體設備效率與現場人工操作相當，具備月產量33萬噸的作業能力，而人工操作最高月產量僅為17萬噸；礦用卡車運行效率與人工駕駛持平。
同時，該項目可盤活人力資源，實現降本增效。1名鉆機司機可同時遠程操控2~3臺鉆機，1名電鏟司機可輪流遠程操控多臺電鏟，1名礦用卡車司機可同時遠程管控2~5臺礦用卡車；司機遠程操作牙輪鉆機打孔時間較人工操作縮短10分鐘，且鉆頭使用壽命提高1倍以上；遠程操控讓人員遠離采場，縮短交接班時間，且支持錯峰生產、移峰填谷工作模式。
截至目前，攀鋼5G遠程采礦項目先后獲得四川省“5G+工業互聯網”標桿、四川省第二屆5G創新應用大賽第二名、第五屆“綻放杯”5G應用征集大賽四川賽區一等獎，中鋼協智能制造典型案例等多項榮譽，入圍首屆國企數字場景創新大賽決賽，獲得社會各界高度關注及認可。
當前，攀鋼正快速開展5G遠程采礦二期工程建設，深化5G遠程采礦技術研究，探索無人機應用、鉆孔自動取樣及快速分析、AI智能鏟裝等技術，打造以礦山三維地質模型為核心，以生產執行系統（生產配礦模型）為“中樞”的5G全連接智能采礦模式，以實際成果支撐鞍鋼集團建設世界一流企業目標加快實現。
