信息化 系统化管理 推动矿山创新绿色发展
——记广州市越堡水泥有限公司矿山部
一眼望不到边际的连绵的山峰,郁郁葱葱的绿色植被,数不胜数的知名的、不知名的的花草树木,一条车路蜿蜒于山间,渐渐消失于绿色之中。这是广州市越堡水泥有限公司青龙岗石灰石矿山,如果不是亲眼所见,记者会误认为是一个风景区或旅游点。而在2014年之前,矿山的生产与管理还是影响公司全局的瓶颈,仅仅三年时间,越堡矿山部实现了跨越式的发展。这一切是如何取得的?为更充分了解其管理措施和发展详情,记者至矿山现场进行查勘。
陪同记者的胡乾威部长用“五化”回答了记者的问题:2014年以来,我们围绕采矿系统化、工艺管理指标化、运营管理信息化、生产衔接数据化、系统控制模型化,逐步突破生产限制的瓶颈,获得长足发展。
越堡公司矿山2004年开始投产,计划年生产量275.5万t,设计开采标高:+3~-135m,实际生产能力可达360万t/y。该矿山采用露天台阶式开采, Atlas D50穿孔爆破全液压潜孔钻机、利勃海尔R9100和卡特彼勒7方液压挖掘机铲装,卡特彼勒和TEREX自卸车运输,石灰石与覆盖层粘土混合破碎,并应用中子源在线分析仪预配料后,经由10km胶带运输至厂区均化库堆存。现采区储量12599万t。矿区第四系覆盖层厚度一般为2.00-30.82m,平均厚度15.87m,可用作硅铝质、硅质原料。
胡乾威部长介绍说,受开采技术条件和采矿工艺布置等因素影响,2014年出现矿量无法满足生产,矿石品级低,生产质量和有害成本控制严重不达标,矿石中SO3含量偏高,公司面临严重环保排放压力等严重问题。具体表现为:资源赋存条件及采矿方法的限制,导致采剥失衡,三级矿量严重不达标,陷入无矿可采的困境;边坡成型及运输道路系统无管理标准和要求,安全风险较大;台阶布置与穿孔、铲装设备不匹配,导致铲装安全风险大,效率低;穿孔爆破工艺与台阶高度不符,孔径过小,爆后底部地脚、地根现象严重,爆堆高度和块度难以控制;爆破效果同铲装设备参数不匹配,铲装效率偏低;采矿设备能力与破碎台产无相关性,生产衔接严重脱节;工程机械设备完好率持续较低,难以保供;采区各品级矿石分布交叉,有害成分集中出现,质量管控失效;粘土混入比持续走低,导致后续剥离工作量加大,采区推进压力大;开拓运输系统布置同出矿点不协同,运距浪费较多;采区起尘点多,洒水降尘工作量大,而相关设备配置根本无法满足等。
记者注意到,2014年是矿山部的转折点。对此,胡乾威部长解释说,这一年是公司机构改革年,改革调动了职工的生产积极性,矿山部客观分析面对的诸多问题,理清主次和紧急程度,制定针对性的长、短期兼顾解决措施并实施全面改造。而信息化和系统化管理,将作为越堡矿山走出困境的方法和持续发展的方向。
越堡矿山部在越堡水泥公司领导的大力支持下,对越堡矿山的管理进行了大胆的创新与探索。首先根据自身资源条件和开采技术条件,划分矿山生产管理工艺,以对应的生产计划和控制系统设定对应生产组织架构,全面实施关键指标数字化管理,进而通过网络等通讯方式,实现数据指标的实时信息化。围绕各工艺环节的大数据分析,以系统成本最低为目标,进行工艺衔接上的优化,实时系统化管理,有效、直接地解决存在问题。
具体实施的措施有:
1.采矿工艺系统优化,剥采平衡,最小化剥离投入同时解决三级矿量平衡问题。
2.设定经济剥采比,采区开拓运输道路系统改造,增加采区台段个数,由原来的-35、-55、-75三个台阶增加至5个台阶,每剥离出露一平方,所增加开拓矿量提高1.6倍,进而缓解年剥离任务以及费用压力。
3.建立物料暂存堆棚,实现剥离粘土的干化,提高粘土的混入比,同步减少年度剥离量。
4.采区资源分布与生产线质量控制管理的兼顾及优化。
5.采区开拓运输道路系统改造,围绕运距最优化,及时调整临时运输道路布置,实现柴油单耗的稳定降低。
6.制定并实施运矿道路建立、维护以及安全防护设施三同时标准,确保运矿道路日常管理以及调整的标准化、本质安全化。
7.台阶布置与穿孔、铲装设备的匹配。
8.明确穿爆环节管理目标,优化穿孔设备,确保其同生产任务的高效匹配。
9.爆破效果同铲装设备的相适应。
10.铲装设备的优化配置和更新,实现铲装设备生产能力与破碎台产的高效匹配。
11.铲装与运矿设备能力、效率的经济性匹配,减少空机待料时间,提高设备有效利用率。
12.采矿工程机械设备完好率同破碎生产能力的匹配。
13.建立爆破效果、运距同工程机械设备完好率的影响关系,进而实现采矿生产管理同设备管理协同控制,实现运营和维修的平衡。
14.采矿生产无尘化管理同洒水降尘设备的匹配。
设定无尘化管理目标,匹配设计对应控制措施,灵活采取固定、移动洒水设备设施。
15.建立质量控制管理模型,充分发挥中子源在线分析质控作用,实现石灰石和粘土的精确预配料。
16.全面掌控分析采区高低品味矿石的分布,兼顾长远,设定经济质量控制指标,稳定石灰石入库品位,在保证混合料LSF的稳定合格的基础上,稳定并提高粘土的混入比,进而大幅减少后续覆盖层的剥离量,节省剥离费用。
17.智能化、系统化管理的逐步应用,实现矿山管理自机械化向数字化、信息化的转变,后续配合信息采集和处理的自动化,逐步向智能化采矿迈进。
自2014年始,矿山部分步骤、按计划,逐步投入并应用了多项信息化管理系统,胡乾威部长如数家珍般地一一道来:数字化、信息化控制技术应用于优化资源综合利用率;露天台阶爆破模型应用于爆破设计、分析及控制;应用爆破、运距、质量控制一体化模型实现对于矿山生产的各工序管控;应用中子源在线分析,实现石灰石和粘土的预配,有效提高矿石资源的搭配和资源的综合利用;破碎生产线全自动化中央控制及监控分析系统;应用视频集控系统实现全生产工艺及关键危险源的实时监控;运矿车及人员绩效实时全自动化管理,矿山安全、绩效、运营管理系统平台化。
通过对工序环节的数字化、信息化处理,系统化分析方法的应用,解决了2014年所面临的矿量、安全、质量、环保、生产衔接、成本等各方面的严重管理瓶颈,采区边坡等安全管理标准化,风险等级达到A级水平,质量控制合格率接近100%;成本自2014年的20.2元/吨,降低至2017年的15.8元/吨,于2018年实现剥采平衡。其中:数字化控制应用于优化资源综合利用技术,于2015年通过国土资源部专家组评审,列为“第四批全国矿产资源节约与综合利用先进示范技术”,并做推广。数字化、信息化技术的应用,优化矿山资源综合利用率项目,被评为2016年广东省建材行业技术革新奖特等奖,2016年全国建材行业技术革新奖技艺工法类二等奖。
当记者问到矿山今后的发展趋势时, 胡乾威部长语气铿锵地说: 继续推进长期可持续的开采规划是首要的职责。通过生产全过程工艺数字化、系统优化控制、单生产环节技术革新、精细管理等手段,以及原破坏区域的生态恢复,培养高素质工程技术人员,实施规划化管理,推广信息化、系统化平台管理,应用大数据分析技术和方法,环境整治和保护统一结合,创新绿色发展,逐步建设为现代化的生态文明、资源节约、环境友好的数字化绿色矿山。
绿色,意味着生机勃勃,生命旺盛;绿色,在南方的艳阳天里恣意地生长、蔓延;绿色,是越堡公司矿山始终如一的主题,延续着矿山的今生、明世。
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