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無人機(jī)整機(jī)
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設(shè)備與工具作為“中國(guó)銅工業(yè)的新坐標(biāo)”，中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司（下稱“烏山”）積極響應(yīng)國(guó)家政策，始終將科技創(chuàng)新作為企業(yè)的工作重點(diǎn)和高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，展示黃金礦山企業(yè)科技創(chuàng)新的新風(fēng)貌。科技創(chuàng)新對(duì)烏山的發(fā)展有很大的推動(dòng)作用，為企業(yè)帶來了巨大的效益。
▲中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司始終將科技創(chuàng)新作為企業(yè)的工作重點(diǎn)和高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力
探尋高緯度選礦最佳工藝
通過科技創(chuàng)新，采用新材料、新工藝、新技術(shù)等來進(jìn)一步降低成本，提質(zhì)增效，是企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的基礎(chǔ)之一。
烏山在國(guó)內(nèi)首次建立了三維地質(zhì)物理性質(zhì)模型，在爆破參數(shù)優(yōu)化、科學(xué)合理供配礦中起到了關(guān)鍵性數(shù)據(jù)支持作用，為建立采選指標(biāo)聯(lián)動(dòng)調(diào)整機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，做到選礦生產(chǎn)指標(biāo)波動(dòng)后調(diào)整改變?yōu)槭虑翱刂啤?/p>
烏山選礦廠是我國(guó)高緯度、高寒地區(qū)第一個(gè)現(xiàn)代化大型選礦廠。目前年處理礦石能力2475萬噸，銅綜合回收率88％，鉬綜合回收率70％以上，年產(chǎn)銅金屬6.5萬噸，鉬金屬6000噸。
烏山屬于特大型低品位斑巖型銅鉬礦床，礦床整體銅平均品位0.16％，鉬平均品位0.034％。低品位下保持開采，并取得良好效益，在世界范圍沒有先例，且多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
烏山選礦廠以PCS系統(tǒng)為核心，對(duì)選礦全流程和所有設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控；同時(shí)對(duì)半自磨鋼球充填率進(jìn)行探索優(yōu)化，有效的提高了半自磨處理能力，產(chǎn)能提高近30％；改進(jìn)半自磨機(jī)頑石窗，將半自磨格子板頑石窗縮減至8塊至10塊，大大提高了半自磨磨礦效率。
▲烏山選礦廠以 PCS 系統(tǒng)為核心，對(duì)選礦全流程和所有設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控
2019年上半年，選礦廠銅鉬分離銅精礦含鉬超標(biāo)，造成鉬金屬流失，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，給公司經(jīng)濟(jì)效益帶來一定影響。選礦廠黨員創(chuàng)新工作室第一時(shí)間成立《選礦廠銅鉬分離藥劑制度創(chuàng)新優(yōu)化及產(chǎn)品質(zhì)量提升》QC攻關(guān)小組，進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)，并在選礦廠一、二、三系列得以成功應(yīng)用。2020年1月至5月，較上年同期降低成本共計(jì)562萬元。
選礦廠從2009年投產(chǎn)以來，一直對(duì)磨礦工藝流程進(jìn)行優(yōu)化、提高磨礦工藝技術(shù)水平。其創(chuàng)新性SAB碎磨工藝流程的成功應(yīng)用，開啟了國(guó)內(nèi)有色金屬礦山在大型半自磨機(jī)、球磨機(jī)應(yīng)用先河，將國(guó)內(nèi)與世界磨礦工藝水平差距縮短了至少20年。
未來，烏山選礦廠將持續(xù)開展選礦試驗(yàn)研究探索新藥劑、新工藝，提高銅鉬的綜合回收率；開展中礦再選工藝研究，改善中礦循環(huán)方式，減少有用礦物表面的礦泥覆蓋，提高鉬回收率；開展選礦專家控制系統(tǒng)的研究，通過對(duì)選礦控制的深度研究，進(jìn)一步數(shù)字化過程指標(biāo)，實(shí)施專家級(jí)選礦控制；加強(qiáng)流程自動(dòng)化，助推智能化礦山建設(shè)。
▲選礦廠一直對(duì)磨礦工藝流程進(jìn)行優(yōu)化、提高磨礦工藝技術(shù)水平。圖為雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)半自磨機(jī)
通過近年來的積極探索，烏山在科技創(chuàng)新方面取得了較好的成績(jī)，共獲得省部級(jí)以上科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)25項(xiàng)，獲得國(guó)家專利授權(quán)47項(xiàng)，其中發(fā)明專利10項(xiàng)。成功取得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)稱號(hào)，確立烏山在行業(yè)的領(lǐng)先地位。
其中，三維模型的露天開采智能管控系統(tǒng)、高次生銅礦石銅鉬分離工藝創(chuàng)新研究與應(yīng)用、尾礦高濃度排放與回水創(chuàng)新回收應(yīng)用、城市中水選礦研究與應(yīng)用、選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)、選礦數(shù)據(jù)平臺(tái)等多項(xiàng)科技成果在行業(yè)內(nèi)成功推廣應(yīng)用，為同類型有色金屬礦山提供了值得借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，烏山對(duì)大型國(guó)產(chǎn)礦山設(shè)備的成功應(yīng)用與優(yōu)化升級(jí)，也為我國(guó)重大裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新和發(fā)展注入了一劑有力的“強(qiáng)心劑”。
無人機(jī)尾礦庫(kù)巡壩的應(yīng)用
“無人機(jī)技術(shù)在尾礦庫(kù)巡壩中的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)礦山屬于首創(chuàng)?！睘跎近h委書記、董事長(zhǎng)石玉君說。
烏山尾礦庫(kù)規(guī)模大，氣候條件惡劣，常規(guī)的人工巡檢效率極低，且零星工程較多，巡檢人員分身乏術(shù)，身兼多職，時(shí)常沒有時(shí)間巡檢或不能按時(shí)巡檢。巡檢項(xiàng)目眾多也導(dǎo)致巡檢質(zhì)量不高，只能化繁為簡(jiǎn)，挑重點(diǎn)巡檢。而長(zhǎng)期在極端惡劣的氣候條件下作業(yè)及晝夜不間斷巡檢，對(duì)人員的身體狀況和精神狀態(tài)也是沉重的考驗(yàn)。
“這里冬天寒冷，氣溫零下40攝氏度的時(shí)候，人在外邊站兩分鐘都冷得不行。這對(duì)安全巡查有很大的影響?！惫究偨?jīng)理康春德說。烏山尾礦庫(kù)由西區(qū)庫(kù)及東區(qū)庫(kù)構(gòu)成，壩軸線總長(zhǎng)10千米，庫(kù)區(qū)總面積近400萬平方米。人工整體巡壩時(shí)間長(zhǎng)，冬季及夜間巡壩受氣候及光線條件限制，人工巡壩難度及風(fēng)險(xiǎn)大。
為尋求能夠有效提高巡檢效率和巡檢質(zhì)量，同時(shí)降低人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度的巡檢方法，烏山于2019年末啟動(dòng)無人機(jī)巡檢項(xiàng)目，并于2020年7月份正式投入運(yùn)行，同期建造110平方米二層結(jié)構(gòu)無人機(jī)起降平臺(tái)。
無人機(jī)巡壩范圍包括尾礦排放點(diǎn)、壩體、排洪系統(tǒng)、尾礦輸送管線、回水設(shè)施、在線設(shè)施、排滲設(shè)施、庫(kù)區(qū)周邊環(huán)境等，巡查標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，例如在線設(shè)施除了檢查在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況、壩上照明、警報(bào)器、視頻監(jiān)控是否正常等，還要檢查人工監(jiān)測(cè)設(shè)施是否完好等。
▲尾礦庫(kù)區(qū)壩體浮船三維實(shí)景建模
巡檢無人機(jī)可將常規(guī)巡檢項(xiàng)目整合成多條目的明確的巡檢航線，一鍵起降，自主巡檢，巡檢過程不需要人為干預(yù)，自主巡檢基本不受環(huán)境溫度影響。機(jī)載的高清數(shù)碼鏡頭白天發(fā)揮可見光鏡頭30倍變焦優(yōu)勢(shì)，可將航線范圍內(nèi)的巡檢項(xiàng)目一覽無余；夜間利用紅外熱成像鏡頭形成顏色對(duì)比分明的圖像，便于在視野受限的情況下檢查管線漏點(diǎn)及壩體滲水點(diǎn)。在遇到危險(xiǎn)部位或險(xiǎn)情巡視時(shí)，人工抵近巡視較為困難，無人機(jī)可以通過懸停、變焦全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控，能立即到達(dá)險(xiǎn)情發(fā)生地，實(shí)時(shí)反饋情況；可將航拍圖像實(shí)時(shí)網(wǎng)上推送，方便查看、存檔及安全管理；實(shí)時(shí)圖傳視頻可供公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、職能部室查看，及時(shí)了解尾礦庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)。
人工單次巡壩需要1.5小時(shí)，巡檢無人機(jī)單次巡壩將時(shí)間縮短至20分鐘，需要3架次即可完成全部的尾礦庫(kù)巡檢任務(wù)，總耗時(shí)1小時(shí)，較人工巡檢效率提升10倍以上。
“相對(duì)于人工，無人機(jī)巡查的范圍更廣，也更安全?！笨荡旱抡f。例如，遇到干灘、水域面積、庫(kù)容參數(shù)測(cè)量等，人工無法準(zhǔn)確測(cè)量，無人機(jī)可以形成實(shí)景三維模型，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。不同于通常的局部點(diǎn)定位測(cè)量、表面貼照片的虛擬三維，由無人機(jī)航拍圖像處理后生成的全要素三維模型，立體呈現(xiàn)如同肉眼般的視覺效果。宏觀之處，能夠感受俯視大壩的雄偉震撼。細(xì)微之處，可以清晰地看到每塊石頭的紋理和陰影。
“無人機(jī)巡查不是簡(jiǎn)單的代替員工，而是擴(kuò)大了很多安全檢查內(nèi)容，將采礦場(chǎng)、排土場(chǎng)、選礦廠等全部涵蓋起來。將來我們會(huì)建立一個(gè)礦區(qū)整體數(shù)字模型，能夠起到直觀的數(shù)字化管理作用?！笔窬f。
目前，烏山應(yīng)用無人機(jī)自主巡壩、庫(kù)區(qū)三維實(shí)景模型，結(jié)合GNSS表面位移和浸潤(rùn)線、內(nèi)部位移的在線監(jiān)測(cè)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)建了先進(jìn)的、全方位的尾礦庫(kù)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，切實(shí)推動(dòng)了創(chuàng)建一流礦業(yè)公司的進(jìn)程，并對(duì)促進(jìn)整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新環(huán)保管理、加快實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了現(xiàn)實(shí)參照。
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