本報通訊員 馬騰
“作為大型地下開采礦山，首鋼馬城礦業5G工廠構建了覆蓋全礦區的高性能通信網絡，通過部署5G基站、邊緣計算節點和全光終端，形成‘一纖承載、多網并行’的融合架構；通過深度融合5G與礦山生產各生產要素，實現了井下作業面遠程監控、黑燈選廠、專家系統等創新應用；借助5G低時延、大帶寬特性，控制中心可實時獲取各類設備運行數據，毫秒級響應復雜工況變化，大幅提升了生產調度效率與作業安全性。”近日，筆者走進首鋼馬城礦業5G工廠，該礦相關負責人如是介紹。
智能采礦 實現安全生產高效
走進首鋼馬城礦業單體設備智能操控中心，在明亮的操作室內，控制臺前的操作人員正在注視井下情況。屏幕上，井下巷道的實時畫面清晰鋪展，電機車運行速度、實時位置等參數一目了然。無需過多動作，只需在操作臺上下達指令，位于數百米井下的電機車隨即能沿著預設軌道平穩穿梭，整個過程流暢有序。
“在地面就能掌控電機車運行，讓電機車定位準、運行穩，這在以前想都不敢想。”該礦提升作業區電機車司機楊棟梁望著屏幕里平穩作業的電機車說，“技術一升級，我們不用再下井了，工作效率也跟著提了上來，變化真是太大了。”
優選先進設備，筑牢采礦基礎。按照大型化、系列化的原則，該礦精心選取行業一流主體設備，以達到臺時效率最優。該礦購置了E70大直徑深孔鑿巖臺車、DL421中深孔鑿巖臺車、18噸遙控鏟運機、混合動力55T電機車等進口設備31種402臺套，其中14種281臺套為國內首次使用。這些先進設備的投入使用，為提升礦山生產效率和安全水平提供了基礎保障。
地表遠程操控，實現井下少人減人。依托井下5G網絡，該礦大力實施“機械化換人，自動化減人”戰略，中深孔鑿巖臺車、18噸鏟運機等井下采礦設備已實現地表遠程集中操控。對比傳統礦山建設模式，該礦各類設備遠程操控精度達90%以上，減少下井人員217人，極大地提高生產安全水平。
電機車地表遠程放礦，助力經濟高效。該礦工作人員可遠程操控電機車運輸作業，實現機車精準定位，遠程裝礦、自動卸載站卸車；通過設計3‰輕微坡度的礦車運行路線，使空車上坡，重車下坡，降低能耗7.5%；系統自動生成鏟運、裝卸拉運計劃，指揮鏟運機和電機車聯動運行，實現安全高效經濟運行。
融合通信，暢通井下信息渠道。該礦建設井下融合通信系統，實現井下5G信號全覆蓋，并同步部署有線電話與應急廣播系統；通過“光纖+無線”混合組網，實現井下上下盤沿脈、穿脈全域覆蓋，確保手持終端、有線電話和手機三類設備無縫互聯，不同制式終端可雙向通話，應急廣播指令可實時推送至所有接入設備，可分級分區精準推送，聯動觸發應急通話，滿足了井下復雜環境下的全天候通信需求，為礦山安全生產和應急管理提供了可靠的通信保障。
此外，該礦主井提升系統實現無人全自動運行，副井提升系統實現電梯式自助運行，通風機實現地表遠程集中控制、按需通風，排水系統也實現了智能運行。
“黑燈選廠” 實現選礦智能運行
與人們對選礦廠“人員穿梭、機器轟鳴”的固有印象不同，首鋼馬城礦業選礦系統內不見傳統選礦場景里穿梭的操作人員，只有球磨機、高壓輥磨機等設備按既定流程平穩運轉。而在該礦生產指揮中心，大屏幕上則實時顯示著原礦輸送速度、礦漿濃度、精礦品位等關鍵數據，已經應用的選礦專家系統正根據實時參數自動調整設備運行狀態，讓“黑燈選廠”的智能運行場景在筆者面前生動呈現。
“與傳統的公路、鐵路運輸方式不同，我們利用長距離精礦輸送管道，可一站式將礦漿從首鋼馬城礦業輸送至遷安大石河鐵礦終端站，規避了公路貨車、鐵路機車的燃油消耗，大幅降低了碳排放。”該礦選礦作業區區長張云剛向筆者介紹。
首鋼馬城礦業以全流程高度自動化、智能化、無人化生產為目標，積極響應國家智能制造戰略，強化產學研合作，積極探索選礦“黑燈工廠”建設，通過將人工智能、數據治理與選礦工藝深度融合，打造選礦全流程“無人值守+智能決策”示范工廠，推動選礦系統向數字化、智能化轉型。首鋼馬城礦業主要通過基礎自動化建設、全流程一鍵經濟啟停、全流程自主調控、全流程智慧分析及決策進行分步規劃，實施關鍵點位智能精準管控，實現選礦全流程智慧運行。
基礎自動化建設提供數據支持。該選礦系統配置包括在線粒度儀、礦漿流量計、濃度計等先進在線檢測儀表244臺（套），同時以球磨機、立磨機、高壓輥磨機為代表的單體設備設計初期已具有故障診斷和預警功能，配置通信接口，控制系統和智能分析系統能夠隨時獲取產線運行實時數據，為決策調整提供數據支撐。
全流程一鍵經濟啟停、自主調控。該選礦系統通過“監測各設備人工調整頻率次數—總結操作規則—分析影響因素—形成自主調控模型”，使用神經網絡、模糊理論等控制算法，建立約90余個自主調控模型，將單班單設備人工調整次數由幾百次降至幾次；在關鍵工序點位建立設備運行參數與監測數據設定值連鎖數學模型，自主開發恒功率、恒液位等自調節自適應控制系統，杜絕人工干預，為生產流程的持續性和穩定性提供優質技術保障。
全流程智慧分析與決策。該選礦系統與東北大學合作，建設選礦廠智能決策系統，集成在線粒度檢測、流程負荷與AI算法，構建“數據采集—知識庫推理—動態調控”閉環；通過實時解析礦石性質、設備運行參數及生產指標，形成最優調整方案，下發至DCS系統（分散控制系統）執行；在保證精礦品位合格前提下，實現選廠經濟效益最大化，使選礦生產全流程達到“無人化”智慧分析、決策水平。
關鍵點位智能管控。該選礦系統距離精礦管道“預警系統”利用通信光纜中光纖組成測量回路，實時感應光纖聲波、振動變化，傳輸至光纖聲波和振動入侵探測器主機，光纖聲波和振動入侵探測器采集管道光纖的聲波信號，進行全線泄漏和預警監測分析，實現近700立方米/小時流量礦漿68.5千米長距離輸送管道的實時安全監控。
據介紹，首鋼馬城礦業選礦系統“黑燈工廠”建設取得了初步成效，實現了選礦生產流程的全面自動化和決策過程的精準智能化。
一是穩定了精礦粉質量。實現從原礦到鐵精礦的運輸、加工、檢測等全過程的自動化操作，借助大數據、云計算等技術優化生產管控流程，穩定控制精礦粉品位。
二是保障設備運行穩定。利用在線監測、AI識別等技術，能夠對設備進行實時監測和智能調節，實現設備預知維修，可以提前發現設備隱患并及時處理，減少了設備故障的發生。
三是降低人工成本支出。通過設備自動化和智能化改造，釋放現場崗位27人，降低了人工成本600余萬元/年。
四是本質安全水平提升。減少人員在危險環境中的作業，同時，通過智能化的安全監測系統，能夠及時發現隱患，實現本質安全水平的提升。
智慧管理 激活企業效能
“在推進智能礦山建設過程中，我們立足首鋼馬城礦業采礦、選礦、充填三位一體地采礦山實際，緊密結合生產工序涉及的人員、設備、環境、工序等關鍵要素系統思考，不斷優化整合資源，構建智能管控體系，逐步探索出了一條適合首鋼馬城礦業實際的數字化、智能化、綠色化現代礦山發展之路。”該礦設備部副部長沈宇超介紹。
該礦以業務系統內處置、智能預警、自動分析為目標，多角度提升管理智慧化水平，搭建智慧管理平臺。
大數據決策，優化運營降本增效。該礦建設大數據模型，對運營過程中各系統產生的數據進行抽取、轉換、裝載，打造一站式身份認證，實現跨專業、跨部門、跨系統的數據交互；建立調度決策優化模型，做到按需通風、躲峰排水、智能供電，實現能耗能效監控、對標、核算、分析等功能，有效降低了運營成本，提高了生產效率。
“一張圖”系統，實現可視化管控。該礦構建兩個“一張圖”系統。其中，工控一張圖以“現場無人操作、一鍵經濟啟停、流程自主調控、產線經濟運行”為目標，監控全流程設備實時狀態及參數，全產線非移動單體設備均實現遠程操控，依據中間倉料位情況，科學計算實現一鍵經濟啟停。管理一張圖深度融合現場數據及專業管理信息，搭建監控分析系統，形成可視化、集成化、現場化管控平臺，實時掌控整個礦山運行狀態，動態分析產量、設備、質量、能源及物資消耗、銷售、成本等情況，為管理層提供了直觀、準確的決策依據。
一級調度系統，強化生產管控。該礦以智慧管理平臺和生產調度指揮中心為支撐，實行“一級調度系統”。生產計劃直接下達至作業單元，現場信息直接上達管理平臺，實現智能預警和智慧分析；依托“智首礦”平臺，將廠礦調度和作業單元直接對接，生產崗位通過手持終端，實時聯網獲取計劃，反饋動態信息，完成任務后上傳確認，系統自動生成報表，實現了生產一級管控，有效提高了生產協同效率，保障生產任務順利完成。
設備健康管理，保障設備穩定運行。該礦開發設備健康管理系統，構建健康評價模型133個，覆蓋25大類1374臺（套）設備，9619個運行參數實時監測、自動采集。基于大數據分析與機器學習算法，該礦開發AI分析系統；利用歷史數據對系統進行訓練與優化，利用DeepSeek（深度求索）通用人工智能大模型，實現對設備健康的自主評判，定制推送設備健康信息到特定管理人員，推進預知維修、精準維修，有效降低設備故障率，提高設備使用壽命，保障了選廠生產的連續性和穩定性。
《中國冶金報》（2025年09月17日 05版五版）
