中国矿企数字化谋变

面对矿难频发、私采乱开、污染环境等矿企痼疾，数字矿山或能提供一条有效的解决途径。　　本刊记者 刘洋　　5月21日，神华集团乌海能源公司骆驼山煤矿“3.1”特别重大透水事故终于盖棺定论。国务院有关调查组公布了事故的三大主要原因之一：前期的地质勘探资料与实际水文地质情况有差异。　　无独有偶，3月28日震惊海内外的山西“王家岭煤矿难”，地质资料不清晰的原因也脱不了干系。　　矿难频发、私采乱开、污染环境等，中国矿业粗放式发展模式面临诸多挑战。　　中铝矿业相关人士对本刊记者表示：“我国传统粗放式的矿山开发模式让我国地质情况变得非常复杂，许多小矿无序开发把地下挖得乱七八糟。王家岭的矿难就是因为开凿矿井的时候把采空区打通而造成的透水事故。”　　矿业企业，尤其是煤矿企业集中度低是造成地质情况复杂的主因，这种集中度低的情况直接导致矿业地勘和测绘无法得到有效的规划，导致地质情况越发复杂。　　粗放式的发展模式一方面造成了矿业地质情况越发复杂，同时，也给我国矿产的整体开发造成了无序状况。中国工程院院士于润沧告诉《中国经济和信息化》记者：“我国矿产开发的粗放模式也直接导致富矿日渐匮乏，而剩下的贫矿则处于开采难度大的境地。”　　数字矿山提供了解决途径。“如果在设计矿井时，随时都在运用数字矿山的传感装置搜集数据并进行监控，就不会出现王家岭事故。”中铝矿业相关人士表示。　　虚拟矿山　　在覆盖着绿色植被的高山与丘陵上，弯弯曲曲的道路两旁错落分布着村庄、房屋，蓝色的小河从村庄外流过。随着鼠标的点击，画面缓慢转动，地下的矿床、岩层，还有根据矿床具体情况初步设计的生产方案等三维立体图形一一展现出来，形象而又逼真。　　这是《中国经济和信息化》记者在中铝矿业有限公司体验到的虚拟矿山。中铝矿业的这项技术已经在其河南的企业中广泛应用。　　据记者了解，以前在矿山开发前，矿山企业采用平面设计方法对矿藏和周边环境进行测绘，存在测绘数据不准确等问题。相比之下，虚拟矿山的三维虚拟成像技术可以让矿山设计变得更直观、测绘效果更好。　　所谓的数字矿山模型是把地质勘探、资源估计储量、测量数据等导入成三维视图，能设计多种现场生产方案及采区闭坑复垦方案，模拟方案实施效果，模拟再现生产现场的调度指挥。　　管理者不仅可以通过数字矿山模型比较不同的设计方案，实现最优化的管理，也可以站在整个矿山或公司的角度，整体评价和修正各个矿山、矿区、作业面的生产计划，合理调配生产所需的各种资源；还可以在整体设计平台上进行动态技术信息交流，及时改进测量、采矿、地质工作和生产管理过程中出现的不足和漏洞。各生产单位也可借助整体设计平台，根据生产现状科学合理地进行日常生产计划安排。　　尝试　　与前几任矿长相比，陈艾无疑是幸运的，因为数字矿山的建设让他的工作轻松起来。　　陈艾是神华宁夏煤业集团羊场湾矿(下称羊场湾矿)的矿长。每天一打开办公桌上的电脑，他就能看到羊场湾矿几大主采区的监控数据和矿区数据监控中心的汇报窗口。曾在采矿专业学习的他深知这些数据的重要性。　　以前，矿井下的仪器仪表的数据是靠人来监测，在一些重要数据的仪表面前都是有专人值守，一些不需要实时监测的仪器仪表也需要安排人员巡检。“这样一来，下井的每个班组人员就很多，大概有200人，一是造成人力成本浪费，二是事故的危险性增大。”陈艾对《中国经济和信息化》记者说。　　作为煤矿企业而言，井下人员越少，发生事故的等级也就越小。按照国家安全生产监督管理规定，一次死亡在30人以上的事故属于特别重大事故，需要对相关责任人进行行政处罚甚至追究刑事责任。　　据国家安全生产监督管理总局颁布的官方数据显示，2000年以来，我国每年因煤矿事故造成的死亡人数都在2000人以上，矿难不仅仅使煤企管理者面临强大的处罚压力，死亡赔偿也增加了企业的经济负担，许多煤企因为伤亡人数过多形成巨额赔偿而最终导致破产。　　2007年初，羊场湾矿在尝试建设数字矿山之后，每个工作组的人数都控制在100人以内，而每个采煤工作面的人数也降到了30人以内。　　据陈艾介绍，在经历了数字化洗礼之后，如今的羊场湾矿已经是另一番工作场景：工作人员只需轻轻按动开关，监控设备就安全运转。以信息技术为基础的煤矿安全生产指挥系统、安全监测系统以及煤矿数据库系统，使瓦斯检测变得轻而易举，井下运输、供电、排水等系统全部实现无人值守，仅运输系统一条皮带就减员8人，原来一个机组需要百余人，羊场湾煤矿一个机组只需40多人。　　除了提高效率、减少矿难、降低成本等好处，数字矿山还可以提高矿企的产量。据悉，目前加拿大、智利、澳大利亚、瑞典、芬兰、南非等国家基本上都建设了数字矿山示范区，示范区实现了远程遥控和自动化采矿。智利某一个示范采区的地下铜矿一天能够生产矿石135000吨，而现在国内最大的矿山一天的产量是近万吨。中国铜矿的年生产量是873000吨，而发达国家矿企如果按照每天一万吨的矿产量来算，一年铜矿产量高达300多万吨，差距之大，由此可见一斑。　　待解难题　　数字矿山这种集约化、规范化、自动化的采矿方式，或将改变传统的矿业生产模式。　　“数字矿山的终极目标是实现远程遥控和自动化采矿。但是中国矿山企业在数字矿山建设方面仅仅迈出了第一步，目前尚处于初级阶段。”于润沧表示。　　国内矿企在数字化建设上面临着投资成本大、技术研发能力薄弱等问题。　　“年产量几十万吨的小煤矿，你让它上瓦斯监控系统都难，更何况是投资成本较大的数字矿山，其投资少则几百万元、多则上千万元。目前，数字矿山只能在大矿应用。”中国煤炭工业协会的相关人士对《中国经济和信息化》记者说。　　虽然数字矿山对矿山企业而言确实益处颇多，但小矿企不愿投资数字矿山的现状非常普遍，对于小矿企而言，数字矿山高额的投资费用让他们望而却步。　　我国低廉的劳动力成本也是矿企不愿投资数字矿山的原因之一。虽然数字矿山可以减少劳动人员数量，但是，与一次性投资近千万元建设数字矿山相比，显然矿企更倾向于维持现状。这也是我国传统能源工业信息化程度推进缓慢的主要原因。　　“实际上这种计算成本的方法是错误的，矿业投资成本绝非只是基建和劳动成本那么简单，未来的计算成本里肯定会加上环境成本。随着国家在环境生态方面立法进程加快，特别是我国即将实施的生态补偿条例规定生态补偿费用纳入矿山企业的建设成本。”我国生态问题专家李文华对《中国经济和信息化》记者说。这也迫使矿山企业不得不考虑转型，数字化显然是一条途径。