姜建国 胡毅 梁建伟 何仁江 文/图
2023年7月10日，攀钢与中国移动四川公司战略合作协议签约暨5G全连接智能采矿项目启动仪式在攀枝花举行，标志着双方迈入了更加紧密、更深层次、更高水平的合作新阶段。
早在2021年11月，攀钢就携手华为、中国移动攀枝花分公司等单位，以矿业公司朱兰铁矿分公司采场生产为应用场景，率先在国内冶金矿山行业探索实践5G远程采矿，着力解决矿山行业数智化转型的痛点和难点，开启了一场深刻的变革之路。
变革，意味着脱胎换骨的痛苦。干部职工思想观念怎么转变？固有的采矿模式如何打破？现有的设备如何改造？在勇于探索的过程中，攀钢展开了5G远程采矿波澜壮阔的画卷……
矿山之痛
高温季节，采矿职工在炎热环境中作业，给安全生产带来极大挑战
朱兰铁矿分公司位于四川省攀枝花市东区，在雅砻江与金沙江交汇处，共有朱兰和尖山两个采矿区域，其中朱兰采矿区域为露天开采，尖山采矿区域为地下开采，是攀钢主要的原料供应基地之一。
朱兰采区的露天采场来之不易。曾经，这里有5个山头，最高的狮子山位于朱兰采矿区域主矿体之上，要建成露天矿，狮子山要剥离120米才能见矿，剥离量占整个矿山的68%。1971年5月21日10点59分正式起爆，巍峨的狮子山被剥离见矿。这就是我国矿山建设史上最大一次爆破——狮子山“万吨大爆破”。
这片资源丰富的土地，孕育出了英雄的攀钢人。朱兰铁矿分公司自上世纪60年代开工建设以来，已累计完成采剥总量14.83亿吨，输出矿石5.01亿吨。成绩，是攀钢采矿工人一铲一铲挖出来的，也是用汗水换来的。攀枝花市全年日照时间在2700小时左右，高温季节，采场地表温度达50℃以上。高温“烤”验，是每位采矿职工必经的一道难关。
朱兰铁矿分公司采运作业区电铲丁班班长姚仕建，已经开了26年的电铲，对炎热的采矿环境有着切身感受。“电铲驾驶室是用铁皮做的，在室外烈日炙烤和室内发电机散热的双重夹击下，驾驶室内如同蒸笼，电风扇吹出的风都带着一股热气。”姚仕建说，每到高温季节，攀钢和矿业公司把清凉送到采场，有绿豆汤、西瓜、凉茶，还有防暑降温药品等。但酷热的天气，让他每个夏季身上都长湿疹，随着作业环境的不断改善，驾驶室内的风扇换成了空调，湿疹再也没有长过。
除了高温环境，噪音、粉尘以及可能发生的滑坡、滚石、塌方等，也为采矿职工安全作业带来极大挑战。姚仕建还在当学徒的时候，曾遭遇一坨巨大的滚石砸向他驾驶的电铲。姚仕建感叹，如果当时能有自动采矿该有多好。但是，在那个年代，自动采矿无疑是“白日做梦”。
其实，在历史的发展进程中，很多伟大的变革，都是从“做梦”开始的。5G远程采矿项目正是一个做梦、追梦、筑梦、圆梦的过程。对此，攀钢5G远程采矿项目负责人、矿业公司企业管理部总经理黎一冰感受颇深。“今天的朱兰铁矿分公司由曾经的朱家包包铁矿和兰尖铁矿整合而来，我大学毕业就分在原朱家包包铁矿铁运作业区。那时候，采矿职工都年轻力壮，在岗人数也多，矿区周围很热闹，设备使用主要依靠操作经验。”黎一冰说，随着企业人力资源深度优化，采矿职工队伍变得更加精干，当年20多岁的年轻人如今已步入中年，未来5年将有三分之一的人员退休。
随着时间推移，变化的不只是职工队伍，还有采矿环境。目前，朱兰铁矿分公司露天采场进入深坑开采，最大落差达400米，掌子面最窄处仅20米，开采强度越来越大。变革，是企业可持续发展的需要，也是贯彻落实党的二十大精神和《中国制造2025》的需要。
努力抢抓机遇，攀钢深入贯彻落实《数字鞍钢建设方案》要求，按照数字鞍钢“提升自动化、健全信息化、推进数字化、探索智慧化”的指导思想，明确了从“离散作业向连续作业转变”的精益生产总体思路，构建数据治理体系，深度挖掘数据价值，形成了攀钢矿业“智能采矿”“智能选矿”和“智慧管理”三个方面的主要建设内容，共规划20个与智能采矿相关的重点项目。
这注定是一场史无前例的重大变革。每一步，都需精心布局、运筹帷幄；每一步，都需谋定后动、蹄疾步稳；每一步，都需踏石留印、抓铁有痕。特别是攀钢5G远程采矿项目，作为智能采矿的试点项目，得到了鞍钢集团的高度重视。2022年7月6日下午，鞍钢集团党委书记、董事长谭成旭现场调研5G远程采矿项目时强调，要加快落实“双核”战略，加快数字化建设，狠抓5G智能采矿等项目攻坚，为鞍钢集团建设世界一流企业作出贡献。
实施之难
多学科、多领域、多厂商高度集成，共同开展5G远程穿孔、采掘、运输智能化应用研究
2021年11月，攀钢5G远程采矿项目正式启动。攀钢携手华为、中国移动攀枝花分公司、创远高新、伯镭科技等企业，攀钢数字化部、矿业公司企业管理部、星云智联以及朱兰铁矿分公司、采运作业区相关负责人，钻井、电铲、矿用卡车司机组成联合攻关团队，开启了夜以继日的奋战。他们以朱兰铁矿分公司采场生产为应用场景，率先在国内冶金矿山行业探索实践5G远程采矿，着力解决矿山行业数智化转型的痛点和难点。
这是一场多学科、多领域、多厂商高度集成的大会战，每一个参战方都憋足了劲，一定要力保项目取得成功。因为，只有成功，才能打消部分干部职工对5G远程采矿项目的疑虑；只有成功，才能为攀钢打造智慧矿山积累经验。
项目实施难度是非常大的。虽然近年来国内同行企业都在探索露天智能采矿，但仅限于穿孔、爆破、铲装、运输等单点作业，穿、采、运全流程的智能化作业并未打通。攀钢5G远程采矿，就是在实现钻机、电铲、矿用卡车单点智能化作业基础上，打通穿、采、运全流程的智能化，以此改善采矿职工作业环境，提升本质化安全和作业效率。
要实现这一目标，必须推动矿山工程技术与网络通信、信息技术融合应用。面对极其复杂的系统工程，攀钢矿业公司聚焦移动装备远控化、采面作业少（无）人化等重点，梳理业务，提出需求；华为从架构层面入手，明晰了应用层、物理层、网络层、信息管理层的目标任务；中国移动攀枝花分公司搭建了5G专网、5G边缘数据中心等新型基础设施，探索实施2台矿用卡车、1台电铲、1台牙轮钻机协作生产的智能化改造，修建了远程操控中心……
每一项工程的推进，都是摸着石头过河。以5G基站建设为例，基站位置选择的最佳方案，要靠近采矿现场，然而朱兰铁矿分公司采场地形复杂、边坡不稳定等现状，导致基站位置反复调整。中国移动攀枝花分公司通过增加拉远站补强信号等手段，确保了5G网络长期稳定运行和矿区设备不间断连续作业。
在矿用卡车智能化改造过程中，为支持人工驾驶、遥控驾驶与自动驾驶三种模式，避免撞车、翻车等安全风险，联合攻关团队对电源、灯光、油门、换挡、制动、转向、举升，以及矿用卡车作业监测、环境感知、智能算法支持、融合定位、避障检测和安全监控等进行了智能化改造。但是，最初改造后的矿用卡车在行驶过程中，有时会左摇右摆，不能按指令正确行驶。为了解决这一难题，联合攻关团队耗时一个月。据统计，5G远程采矿项目累计攻克了钻机扶杆机构改造、矿用车转向偏移等370项技术难题。
技术攻关难，采矿工人适应远程采矿新模式更难。“缺乏现场体验，操作不习惯。”“视觉效果差，看得不真实。”“因为操作不熟练，对于突发情况不能第一时间判断……”这是5G远程采矿带给朱兰铁矿分公司采运作业区矿用卡车司机唐勇、牙轮钻司机谢超、电铲司机姚仕建的最初体验。但随着项目不断改进和技术升级，远程操作的故障率越来越少，司机操作也越来越顺手。
“一点一滴的进步，来自于群策群力。” 黎一冰介绍，在项目建设期间，鞍钢集团和攀钢主要领导深入现场听取汇报、询问需求、指导工作，极大地鼓舞了团队成员士气。矿业公司班子成员多措并举，为项目顺利推行创造条件。朱兰铁矿分公司和采运作业区的干部职工，在设备改造和相关方安全管控等方面给予了极大支持，项目测试期间管理人员和职工随叫随到，毫无怨言。华为的项目代表还派来了拍摄团队深入朱兰铁矿分公司进行采访、拍摄，把数字攀钢的新理念、新方案推向了全世界。
2022年12月10日，攀钢5G远程采矿项目通过有色金属协会等外部专家的验收，并投入实际生产应用。
成功之喜
开创国内冶金矿山智能采矿先河，实现生产现场少人化和无人化的本质安全，构建了全新的生产模式
在2022年世界移动通信大会（MWC2022）上，攀钢5G远程采矿项目，作为“中国5G垂直行业应用案例”向全球展示，讲述冶金矿山生产的“中国方案”，这在国内冶金矿山领域尚属首例。
荣誉，见证实力。攀钢5G远程采矿项目打通了矿山复杂环境下穿、铲、运远程协同无人化采矿工艺技术。通过对比国内外智慧矿山建设情况，攀钢5G远程采矿项目实现“3项首创”：世界首创冶金矿山穿采运现场作业无人化，世界首创5G云网融合应用于露天采场无人化，国内首创高温电磁环境露天采场无人化。打造“2项领先”：有人、无人车铲混合编组作业国内领先，电铲、钻机自动卷缆技术综合应用国内领先。
攀钢5G远程采矿项目实施后，单体设备运行效率达到甚至优于行业先进指标，构建了新的生产模式。其中，钻机远程自主作业效率已经达到了人工操作的110%，具备了每月钻孔长度8640米的能力；电铲远程操作单体设备运行效率与现场人工操作相当，具备了月产33万吨生产能力；矿用卡车单体运行效率与人工现场驾驶持平。
盘活人力资源，实现降本增效。目前，1名钻机司机可同时远程操控2至3台钻机，1名电铲司机可轮流远程操控多台电铲，1名矿用卡车司机可同时远程管控2至5台矿用卡车。司机远程操作牙轮钻机，70分钟打一个孔，打至2900米才换一个钻头，而人工操作打一个孔需要80分钟，打至1200米就要更换一个钻头，钻头使用寿命延长1倍以上。远程操控让操作人员远离采场，节省了交接班时间，更好地进行错峰生产，移峰填谷，实现了降本增效。
远程采矿更安全高效，职工远离噪音、粉尘、塌方等危险，危险系数大幅降低。
5G上矿山，职工感受到了巨大变化，发自内心拥抱新技术，支持新变革。
电铲司机姚仕建说：“5G远程采矿，圆了我年轻时的梦想。我从攀钢发展进程中得到很深的启发，就是要敢于拥抱新事物，敢于打破自我设限，才能走得更远。”
矿用卡车司机唐勇说：“我有幸参与5G远程采矿项目，开阔了视野，收获了喜悦。我原本以为自己要在矿山采场上工作一辈子，没想到5G远程采矿项目让我从采场走进了办公室，工作更安全，更有成就感。”
牙轮钻司机谢超说：“我开了28年的钻机，见惯了钻机轰鸣和矿用卡车穿梭的采场，从没想过采矿作业环境可以变得如此安静。我一定要苦练内功，把远程操控技能学习好、掌握好，不辜负攀钢对采矿工人的关心和厚爱。”
职工说好，就是真的好。截至目前，攀钢5G远程采矿项目先后获得四川省“5G+工业互联网”标杆、四川省第二届5G创新应用大赛第二名、第五届“绽放杯”四川赛区一等奖、中钢协智能制造典型案例等多项荣誉，入围首届国企数字场景创新大赛决赛，获得社会各界高度关注及认可，中央电视台、新华社、四川日报、中国矿业报等媒体深入朱兰铁矿分公司进行采访报道。
打造数字矿山之路，道阻且长。初心不忘，行而不辍，则未来可期。目前，攀钢正积极开展5G远程采矿二期工程建设，深化5G远程采矿技术研究，探索无人机应用、钻孔自动取样及快速分析、AI智能铲装等技术，打造以矿山三维地质模型为核心，以生产执行系统为“中枢”的5G全连接智能采矿模式，以实际成效支撑鞍钢集团建设世界一流企业目标加快实现。