洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司(下稱洛陽鉬業(yè)),看到三道莊露天礦區(qū)采掘作業(yè)有條不紊地進行,工作人員在控制中心通過多金屬露天礦智能生產管控系統(tǒng),便輕松實現(xiàn)了采礦、配礦、運輸全過程遙控。一座全球領先的無人智能礦山已崢嶸初露。
水首溝排渣場生態(tài)恢復治理
1、智能:鑄就礦山未來
近年來,洛陽鉬業(yè)通過“綠色+智能”雙輪驅動,擦亮了綠色品牌,夯實了綠色根基,拓展了綠色內涵,引領著我國露天采礦行業(yè)的智能化、綠色化發(fā)展。
洛陽鉬業(yè),處處都能看到智能化的影子。露天采區(qū)鮮見人影,礦區(qū)車輛無人駕駛,選礦車間無人值守,就連礦山穿孔、鏟裝、車輛編組、礦巖計量等一些比較復雜的工序,也實現(xiàn)了無人作業(yè)。
近年來,洛陽鉬業(yè)以建設一流綠色礦山為目標,以礦山的智能開采為方向,以實現(xiàn)本質安全、降本增效、改善勞動環(huán)境等為目標,在露天礦智能生產管控系統(tǒng)、露天開采智能裝備研究與應用、選礦全流程自動化等方面推進智能礦山建設,致力于打造全球領先的無人智能礦山。
三道莊露天礦承載著5個鉬選廠、3個鎢選廠的供礦任務,需綜合考慮鉬品位、鎢品位、銅品位、氧化率、巖性等多重因素,實現(xiàn)均衡供礦難度極高。該公司聯(lián)合西安建筑科技大學在2012年多金屬露天礦數(shù)字化采礦集成系統(tǒng)的基礎上,利用新一代物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等系列前沿技術,將三維地質模型、智能配礦、智能調度、智能計量和大數(shù)據(jù)決策分析集成為一體,構建了基于云平臺的多金屬露天礦智能生產管控系統(tǒng)。
智能生產管控系統(tǒng)好比礦山的‘大腦’,擁有智能感知、智能計算、智能分析和智能決策的特點。此系統(tǒng)投用后,配礦管理、生產調度、礦巖計量、現(xiàn)場管理更智能、更科學,大幅提高了礦山生產作業(yè)效率和管理水平,解決了多目標、多因素均衡供礦難題。
為進一步解決采空區(qū)的嚴重安全隱患,該公司還強健“四肢”,強化露天礦智能開采裝備的研發(fā)與應用。2016年,他們與河南躍薪智能機械有限公司合作,按照生產設備操作遙控化→遙控操作遠程化→無人操作智能化的步驟,逐步建立了一套高效、實用、安全的露天礦智能采礦裝備系統(tǒng),實現(xiàn)了從穿孔、鏟裝到卡車運輸?shù)倪h距離遙控操作。智能采礦裝備高效作業(yè),不僅多回收殘礦82萬噸,新增產值1.64億元,而且改變了傳統(tǒng)的人工駕駛模式,實現(xiàn)了本質安全的目標。該技術榮獲中國有色金屬工業(yè)科技進步一等獎。
礦山智能永無止境。2018年以來,公司又在智能開采領域再開行業(yè)先河,利用研發(fā)的無人駕駛系統(tǒng)對原設備進行改裝,實現(xiàn)了15臺純電動智能無人礦用卡車成功試運行。2019年,與華為、躍薪等合作伙伴通力合作,在全國率先將5G技術應用在無人礦山領域,對原有智能采礦設備進行基于5G網絡的升級改造,利用5G網絡的超高速率、超低時延的特性,徹底解決了礦山特殊復雜環(huán)境信號傳輸?shù)募夹g瓶頸,作業(yè)的精準度、穩(wěn)定性和工作效率均得到了大幅提高,實現(xiàn)了基于5G網絡的鉆、鏟、裝超遠程精準控制和純電動礦用卡車智能編隊運行。2019年6月,在上海世界移動通信大會現(xiàn)場,該公司操作人員借助5G技術實時操控1200千米外的三道莊露天礦挖機進行作業(yè),操作延遲控制在幾十毫秒之內,誤差在10余厘米,在業(yè)界引起了強烈反響。
未來的礦業(yè)將是智能與綠色的完美結合。公司與河南躍薪智能機械有限公司聯(lián)合實施了“純電動礦用自卸車及能量回收系統(tǒng)研發(fā)與應用”項目,研發(fā)的SY系列純電動礦用卡車利用下山能量回饋與上山消耗的能量相互補償。在車輛制動或滑行時,將動能轉化為電能,儲存到電池中,既可以達到延長整車使用時間及續(xù)航里程,又減少了機械磨損及能量消耗。與同等功率柴油運輸車輛相比,該型號車輛噸公里能耗僅為1/6,維修保養(yǎng)費用僅為1/2。經過國家礦山機械質量監(jiān)督檢測中心的檢驗檢測,該車輛具有環(huán)保節(jié)能、低成本、投資少、易于推廣的顯著優(yōu)勢,在“零排放”的基礎上,加速、爬坡、續(xù)航里程等關鍵技術指標均處于行業(yè)前列,給露天采礦運輸設備帶來革命性風暴。
該車輛采用純電動及能量回收系統(tǒng),實現(xiàn)了智能化裝備與新能源改造的完美結合,已成為集純電動驅動、遠控智能遙控和無人駕駛為一體的綠色環(huán)保智能采礦裝備。業(yè)內專家稱此舉打破了國外礦山設備公司的技術壟斷,開啟了中國建設綠色智慧礦山的新征程。
2、科技:激發(fā)資源無限潛能
在資源開發(fā)方面,他們針對三道莊礦區(qū)極復雜空區(qū)群,研發(fā)并形成了露天采礦與空區(qū)處理協(xié)同技術,開展了空區(qū)處理與殘礦回收利用示范工程,近5年累計處理空區(qū)殘礦139萬立方米,實現(xiàn)了殘礦回收和露天礦安全持續(xù)開采。
經過20多年的探索和技術攻關,公司在資源綜合利用方面取得了一系列重大成果,實現(xiàn)了鉬礦伴生鎢資源綜合利用產業(yè)化和高效化,在低品位白鎢礦選礦方面填補了國內空白,達到國際領先水平,榮獲“國家科技進步二等獎”“第四屆中國工業(yè)大獎提名獎”“中國有色金屬工業(yè)科學技術一等獎”。研發(fā)的“硫化銅活化、浮選回收超低品位銅工藝”,實現(xiàn)了極低品位伴生銅的回收利用及產業(yè)化(銅品位0.01%,僅為綜合評價指標的1/10),2018年從鉬精選尾礦中綜合回收品位為20%的銅精礦5451噸。他們開發(fā)出的“淋洗凈化、交換吸附、解吸附、蒸發(fā)結晶”鉬精礦焙燒尾氣錸綜合回收工藝,實現(xiàn)錸資源綜合回收產業(yè)化。
公司的低品位白鎢、極低品位銅、焙燒尾氣錸綜合回收技術均入選第六批‘礦產資源節(jié)約與綜合利用先進適用技術推廣目錄’,對于技術的推廣應用和提高市場競爭力具有借鑒和示范意義。共伴生資源綜合利用現(xiàn)在已是公司重要的利潤增長點,公司也由此被評為原國土資源部40個資源綜合利用示范基地之一和全國礦產資源合理開發(fā)利用先進礦山企業(yè)。
對冶煉尾氣,該公司也是想法化害為利,回收利用。在鉬冶煉尾氣治理方面,分別采用合作研發(fā)的“回轉管窯焙燒鉬精礦低硫煙氣非穩(wěn)定狀態(tài)制酸工藝”和引進的丹麥TOPSOE公司WSA濕氣制酸工藝,實施尾氣二氧化硫綜合治理和回收利用,年產工業(yè)硫酸35849噸,年減少二氧化硫排放量23411噸。同時,開展了極低品位鐵綜合回收改造項目,項目投入運行后,將實現(xiàn)極低品位鐵規(guī)模化回收。在螢石回收方面,公司與多家科研院校聯(lián)合開展科研攻關,現(xiàn)在也取得了積極進展。
3、綠色:扮靚礦區(qū)美家園
公司高度重視環(huán)境保護、生態(tài)恢復工作,堅持人與自然和諧相處、生態(tài)保護與企業(yè)效益共贏、資源開發(fā)與環(huán)境協(xié)調發(fā)展,結合三道莊鉬礦開采實踐,按照邊開采、邊恢復、邊治理原則,開展生態(tài)恢復治理工作。
2005年底,經過長期排放,水首溝排渣場形成了面積達20萬平方米的“人造平原”。2006年元月,洛陽鉬業(yè)按“保護生態(tài)環(huán)境,打造秀美山川”的環(huán)保思路和建設礦山公園的標準,投資700多萬元,出動挖掘機、鏟車等各類設備1000余臺次對排渣場場地進行平整,并結合當?shù)貧夂驐l件在排渣場內種植了30000余株適合高寒山區(qū)生長的雪松、刺柏、紅櫨、青桐等10余種樹種。為確保其成活率,他們采用定期澆灌、地膜覆蓋保濕等措施,如今這里形成了紅花與綠葉交相輝映、喬木與灌木互相映襯、古樸典雅的亭子點綴其中的秀美園林景觀,不僅開創(chuàng)了豫西地區(qū)礦山行業(yè)植被恢復的先河,為營造和諧礦山起到了促進作用,而且為欒川的旅游業(yè)增添了新亮點。
公司借鑒水首溝渣場綠化的經驗,專門邀請科研院校針對達到使用年限的排渣場和邊坡進行專項研究,并根據(jù)各區(qū)域土與石塊的比例,分別選用了本土、耐寒和耐旱的葛藤、刺槐、忍冬、紫苜蓿等3種藤類、3種木本及7種草本植物,對達到使用年限的廢棄排渣場進行綠化。在植被恢復管護方面,堅持承包負責與確保成活率相結合的原則,明確任務,責任到人,確保恢復一片,成活一片。截至2019年底,三道莊鉬礦在排土場、最終邊坡、固定工業(yè)場地等累計植被恢復面積達191萬平方米,有效地保護了動植物生存環(huán)境,避免了水土流失,達到了生態(tài)修復的目的,促進了人與自然和諧相處,形成了“功能性工程構建—排渣—固化渣場整治覆土—植被恢復—排渣服務期滿—全面封閉整治覆土—全面植被恢復”生態(tài)恢復治理模式。