院士呼吁“智能采礦”

謝惠英 本刊記者 張小紅|文

我們國家的工業化水平已經進入后發展期，但與此不相適應的是，礦業還處于中端發展期，尤其是金屬礦業總體水平相對落后。中國工程院院士、采礦專家古德生認為，我國礦業想要在短時間內趕上發達國家的水平，必須走“工業化與信息化相融合發展的道路”。

最近電視臺熱播《歷史轉折中的鄧小平》，其中直接反映轉變大家思想路線的情節，前后用了4、5集的篇幅，從理論到實踐，我們的黨自上而下付出了巨大的心血。

而此刻，中國工程院院士、中南大學教授、資源工程專家古德生希望盡快在傳統礦業實現“信息化”恐怕也是這樣的心境吧。“從目前來看，經過20多年的發展，智能采礦在一些發達國家已經做得不錯。引進、建設智能采礦，像蒙古、菲律賓這樣的小國家也開始干這項工作，但在我國，即便今天，還是有些人甚至是高校的教師認為，‘搞什么信息化，信息化不是我們的方向’。我國1985年就提出‘用信息化改造傳統產業’，很多行業企業都在討論信息化發展，恰恰礦業討論得太少。如果我們礦業還不提信息化，將會犯下歷史性錯誤。”古德生院士在“2014年全國有色金屬科技工作會”上再次呼吁“智能采礦”。

“智能采礦”應大力推廣

我國工業總產值1979年為4600億元，2011年達到85萬億元，增長了184倍。據美國商務部報告：2010年中國有221種工業品產量居世界第一，制造業產值是美國的1.4倍，工業產值是美國的1.23倍。可以說，我國工業發展規模前所未有。根據社科院文件，我們國家的工業化水平已經到了后發展期階段，但與此不相適應的是，礦業還處于中期發展階段（古德生認為），尤其是金屬礦業總體水平相對落后，主要表現在以下幾方面：

一是礦業定位問題長期沒有得到解決。現在礦業定位仍為第二產業，由于不是第一產業，所以國家對礦業的重視程度還沒那么高。當然，有關部門已經開展論證，并準備將報告上呈國務院，報告指出應把礦業列入國民經濟第一產業。

二是中、小礦床占80%，采用傳統小規模開發模式，嚴重制約礦業發展。比如在云南錫業600平方公里的礦區曾經有46個小礦，整改合并以后變成26個礦，但這26個礦仍然是規模小，裝備落后，管理落后，所以資源回收的也只是主產品，其他副產品都浪費了。當然，這26個礦現在又被整改為5個大礦，實現了智能化采礦。“如果礦業不重視中小礦山的改造，不把它們引入現代化發展的軌道上，我們的礦業前途堪憂，因為小礦山是沒有現代化的未來。”古德生說。

三是礦山設備的研發、加工水平低，廣大中、小礦山的裝備水平得不到提升。古德生指出，材料、加工業、冶金行業的技術和裝備水平不斷更新，但礦業二三十年甚至半個世紀都沒有更新。這一點記者也深有體會，今年在銅陵有色集團鳳凰山銅礦采訪時，記者看到工人們使用的仍然是上世紀50年代的設備。

四是科研能力相對薄弱，缺乏創新性的成果，工藝技術相對落后。必須承認，我們的礦業是大了，得到了發展，但主要是量大了，量大的原因也主要是依靠資源、資本、勞動力要素投入，而不是科技水平的提高。

另外，作為礦業大國，缺少具有競爭力、影響力的跨國公司，國際上少有話語權；在礦業全球化的競爭中，高端工程技術與管理人才嚴重不足；安全與生態環境問題突出；資源浪費嚴重、綜合利用率低。這一切都說明我國的礦業是相對落后的，無論是跟國內其他礦產行業比還是與國外的礦業比。

改造傳統礦業，迫在眉睫。

“智能采礦”是未來目標

古德生認為，礦業要趕上發達國家，必須實現跨越式發展，走工業化與信息化融合發展的道路，這既是實現礦業經濟現代化的需要，也是適應經濟全球化的需要。古德生解釋，在礦業沒有完全實現工業化的情況下，如果按照常規的路線圖，像國外的發展模式（發達國家現代化是先工業化后信息化，用了50～80年），我們實現信息化至少需要50年。我國礦業的工業化還沒有完成，而2050年要趕上發達國家水平，就不能走他們的老路，而要充分利用后發優勢，走“兩化融合”的跨越式發展道路。

“礦業信息化”是信息技術與礦業技術相互融合的發展過程，是用信息化改造傳統礦業，提升礦業科學技術與經營管理的信息化水平，一般包括七部分：礦產勘查信息化；潛在礦產資源評價信息化；礦床開發與生產過程信息化；礦業投資信息化；信息咨詢業務信息化；礦產資源管理信息化；國家礦產資源宏觀決策信息化。

其中，“礦床開發與生產過程信息化”是自然采礦業的核心內容，也是礦業的未來目標，即“智能采礦”。在礦床開采中，以開采環境數字化、采掘裝備智能化、生產過程遙控化、信息傳輸網絡化和經營管理信息化為特質，以安全、高效、經濟、環保為目標的采礦工程，稱為智能采礦，包含三項核心內涵：一是構建礦產評估、采礦設計、生產過程控制、安全監測、企業管理等一體化的綜合信息平臺，以實現資源共享，充分發揮人的智力與資源潛力。二是開發智能化采、裝、運設備的遙控與自動定位以及地下無線通訊系統、安全遙測系統，以支撐集約化、連續化、規模化的現代采礦技術。三是創新與智能化采礦設備相適應的規模化開采系統和集約化連續采礦方法與工藝技術，以實現生產過程遙控化的安全、高效、低成本采礦。將來的采礦會更集中，產量更大，更深部開采。“智能采礦不是遙遠的事，不是慢慢來的事。”古德生強調（見圖1）。

根據古德生多年的研究認為，我國發展智能采礦有廣闊空間。我國金屬礦山數以萬計，大型礦山固然是推進智能采礦的主力，中小礦山也可依據自身條件，有選擇地開發、集成、移植相關成果，一樣可以實現產業升級，大幅提高采礦科技水平，特別是礦床稟賦多、小、散的礦區，可采用“區域礦山”建礦模式，實現集約化、規模化開采后，發展智能采礦。“智能采礦也不是千篇一律，而是根據不同的礦床條件定制不同的個性化方案。”

如何實現智能采礦？古德生建議走引進-消化-吸收-再創新的合作開發道路，建設智能采礦示范區，以重點礦山為依托，建設示范工程，示范工程要著眼于引進技術和產業升級，通過示范推動我國礦業轉型升級。同時，注重培養新型的礦業人才，優化礦業人才知識結構，礦業高校要開設“數字礦山技術”等課程。總之，智能采礦體系是一個復雜的系統工程，是高水平的綜合系統設計，需要多學科、多部門合作。作為智力高新產業雛形的智能采礦，需要有礦業軟件、礦山裝備與礦山通訊信息等學科及產業部門的大力支撐。

“智能采礦”的深遠影響

芬蘭、加拿大、瑞典等國家，開展“智能采礦”研究與應用已有20多年，給礦業發展帶來深遠影響：

（1）實現采礦作業室內化。大批礦工遠離井下，特別是深井“三高”環境，極大地改善了作業條件，從根本上解決生產安全問題。

（2）實現生產過程遙控化。大量減少井下作業人數和工傷事故，大幅提高井下勞動生產率，降低井下通風、降溫等費用。

（3）實現礦床開采規模化。信息化程度高，采礦作業相對集中，產能大幅提升，成本下降，低品位礦床也將得以充分利用。

（4）實現技術隊伍知識化。礦業信息化的實現，使職工素質大幅提高，隊伍結構和待遇大大改善，礦工這一弱勢群體的社會地位將發生根本性的變化。

（5）推動礦業的全面升級。根本改變高危行業的作業環境，使礦業向知識型經濟過渡，并帶動礦山機械、信息等產業鏈的延伸和發展。