面對礦難頻發(fā)、私采亂開、污染環(huán)境等礦企痼疾，數字礦山或能提供一條有效的解決途徑。
本刊記者 劉洋
5月21日，神華集團烏海能源公司駱駝山煤礦“3.1”特別重大透水事故終于蓋棺定論。國務院有關調查組公布了事故的三大主要原因之一：前期的地質勘探資料與實際水文地質情況有差異。
無獨有偶，3月28日震驚海內外的山西“王家?guī)X煤礦難”，地質資料不清晰的原因也脫不了干系。
礦難頻發(fā)、私采亂開、污染環(huán)境等，中國礦業(yè)粗放式發(fā)展模式面臨諸多挑戰(zhàn)。
中鋁礦業(yè)相關人士對本刊記者表示：“我國傳統(tǒng)粗放式的礦山開發(fā)模式讓我國地質情況變得非常復雜，許多小礦無序開發(fā)把地下挖得亂七八糟。王家?guī)X的礦難就是因為開鑿礦井的時候把采空區(qū)打通而造成的透水事故�！�
礦業(yè)企業(yè)，尤其是煤礦企業(yè)集中度低是造成地質情況復雜的主因，這種集中度低的情況直接導致礦業(yè)地勘和測繪無法得到有效的規(guī)劃，導致地質情況越發(fā)復雜。
粗放式的發(fā)展模式一方面造成了礦業(yè)地質情況越發(fā)復雜，同時，也給我國礦產的整體開發(fā)造成了無序狀況。中國工程院院士于潤滄告訴《中國經濟和信息化》記者：“我國礦產開發(fā)的粗放模式也直接導致富礦日漸匱乏，而剩下的貧礦則處于開采難度大的境地。”
數字礦山提供了解決途徑�！叭绻谠O計礦井時，隨時都在運用數字礦山的傳感裝置搜集數據并進行監(jiān)控，就不會出現王家?guī)X事故�！敝袖X礦業(yè)相關人士表示。
虛擬礦山
在覆蓋著綠色植被的高山與丘陵上,彎彎曲曲的道路兩旁錯落分布著村莊、房屋,藍色的小河從村莊外流過。隨著鼠標的點擊，畫面緩慢轉動，地下的礦床、巖層，還有根據礦床具體情況初步設計的生產方案等三維立體圖形一一展現出來，形象而又逼真。
這是《中國經濟和信息化》記者在中鋁礦業(yè)有限公司體驗到的虛擬礦山。中鋁礦業(yè)的這項技術已經在其河南的企業(yè)中廣泛應用。
據記者了解，以前在礦山開發(fā)前，礦山企業(yè)采用平面設計方法對礦藏和周邊環(huán)境進行測繪，存在測繪數據不準確等問題。相比之下，虛擬礦山的三維虛擬成像技術可以讓礦山設計變得更直觀、測繪效果更好。
所謂的數字礦山模型是把地質勘探、資源估計儲量、測量數據等導入成三維視圖，能設計多種現場生產方案及采區(qū)閉坑復墾方案，模擬方案實施效果，模擬再現生產現場的調度指揮。
管理者不僅可以通過數字礦山模型比較不同的設計方案，實現優(yōu)化的管理，也可以站在整個礦山或公司的角度，整體評價和修正各個礦山、礦區(qū)、作業(yè)面的生產計劃，合理調配生產所需的各種資源；還可以在整體設計平臺上進行動態(tài)技術信息交流，及時改進測量、采礦、地質工作和生產管理過程中出現的不足和漏洞。各生產單位也可借助整體設計平臺，根據生產現狀科學合理地進行日常生產計劃安排。
嘗試
與前幾任礦長相比，陳艾無疑是幸運的，因為數字礦山的建設讓他的工作輕松起來。
陳艾是神華寧夏煤業(yè)集團羊場灣礦（下稱羊場灣礦）的礦長。每天一打開辦公桌上的電腦，他就能看到羊場灣礦幾大主采區(qū)的監(jiān)控數據和礦區(qū)數據監(jiān)控中心的匯報窗口。曾在采礦專業(yè)學習的他深知這些數據的重要性。
以前，礦井下的儀器儀表的數據是靠人來監(jiān)測，在一些重要數據的儀表面前都是有專人值守，一些不需要實時監(jiān)測的儀器儀表也需要安排人員巡檢。“這樣一來，下井的每個班組人員就很多，大概有200人，一是造成人力成本浪費，二是事故的危險性增大�！标惏瑢Α吨袊洕托畔⒒酚浾哒f。
作為煤礦企業(yè)而言，井下人員越少，發(fā)生事故的等級也就越小。按照國家安全生產監(jiān)督管理規(guī)定，一次死亡在30人以上的事故屬于特別重大事故，需要對相關責任人進行行政處罰甚至追究刑事責任。
據國家安全生產監(jiān)督管理總局頒布的官方數據顯示，2000年以來，我國每年因煤礦事故造成的死亡人數都在2000人以上，礦難不僅僅使煤企管理者面臨強大的處罰壓力，死亡賠償也增加了企業(yè)的經濟負擔，許多煤企因為傷亡人數過多形成巨額賠償而較終導致破產。
2007年初，羊場灣礦在嘗試建設數字礦山之后，每個工作組的人數都控制在100人以內，而每個采煤工作面的人數也降到了30人以內。
據陳艾介紹，在經歷了數字化洗禮之后，如今的羊場灣礦已經是另一番工作場景：工作人員只需輕輕按動開關，監(jiān)控設備就安全運轉。以信息技術為基礎的煤礦安全生產指揮系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)以及煤礦數據庫系統(tǒng)，使瓦斯檢測變得輕而易舉，井下運輸、供電、排水等系統(tǒng)全部實現無人值守，僅運輸系統(tǒng)一條皮帶就減員8人，原來一個機組需要百余人，羊場灣煤礦一個機組只需40多人。
除了提高效率、減少礦難、降低成本等好處，數字礦山還可以提高礦企的產量。據悉，目前加拿大、智利、澳大利亞、瑞典、芬蘭、南非等國家基本上都建設了數字礦山示范區(qū)，示范區(qū)實現了遠程遙控和自動化采礦。智利某一個示范采區(qū)的地下銅礦一天能夠生產礦石135000噸，而現在國內較大的礦山一天的產量是近萬噸。中國銅礦的年生產量是873000噸，而發(fā)達國家礦企如果按照每天一萬噸的礦產量來算，一年銅礦產量高達300多萬噸，差距之大，由此可見一斑。
待解難題
數字礦山這種集約化、規(guī)范化、自動化的采礦方式，或將改變傳統(tǒng)的礦業(yè)生產模式。
“數字礦山的終極目標是實現遠程遙控和自動化采礦。但是中國礦山企業(yè)在數字礦山建設方面僅僅邁出了第一步，目前尚處于初級階段。”于潤滄表示。
國內礦企在數字化建設上面臨著投資成本大、技術研發(fā)能力薄弱等問題。
“年產量幾十萬噸的小煤礦，你讓它上瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)都難，更何況是投資成本較大的數字礦山，其投資少則幾百萬元、多則上千萬元。目前，數字礦山只能在大礦應用�！敝袊禾抗I(yè)協(xié)會的相關人士對《中國經濟和信息化》記者說。
雖然數字礦山對礦山企業(yè)而言確實益處頗多，但小礦企不愿投資數字礦山的現狀非常普遍，對于小礦企而言，數字礦山高額的投資費用讓他們望而卻步。
我國低廉的勞動力成本也是礦企不愿投資數字礦山的原因之一。雖然數字礦山可以減少勞動人員數量，但是，與一次性投資近千萬元建設數字礦山相比，顯然礦企更傾向于維持現狀。這也是我國傳統(tǒng)能源工業(yè)信息化程度推進緩慢的主要原因。
“實際上這種計算成本的方法是錯誤的，礦業(yè)投資成本絕非只是基建和勞動成本那么簡單，未來的計算成本里肯定會加上環(huán)境成本。隨著國家在環(huán)境生態(tài)方面立法進程加快，特別是我國即將實施的生態(tài)補償條例規(guī)定生態(tài)補償費用納入礦山企業(yè)的建設成本。”我國生態(tài)問題專家李文華對《中國經濟和信息化》記者說。這也迫使礦山企業(yè)不得不考慮轉型，數字化顯然是一條途徑。 |
