傳統礦山面臨的兩大困境

 

人口老齡化，招工難

 

第七次全國人口普查數據顯示，中國60歲及以上人口占18.7%(其中，65歲及以上人口占13.5%)。與2010年相比，60歲以上人群占比上升5.44個百分點;而15-59歲的人口則下降6.79個百分點。

 

一升一降，凸顯了當下國內勞動力市場的窘境。在礦山領域，這個問題更加嚴峻。

 

早在2007年，西北地區(qū)規(guī)模最大的機械化礦井王平凹煤礦，就遭遇了老齡化問題。當時該煤礦的退休工人數量就超過了4000多，而在礦生產工人只有2400多人，也就是說一名在礦工人要供養(yǎng)近2名退休員工。

 

十多年后的今天，老齡化帶來的問題更加凸顯。礦山的一線工人中幾乎沒有一個是80后，全是70后、甚至60后。年輕人不愿意去礦山從事枯燥又充滿危險的工作。

 

安全問題頻發(fā)

 

國家礦山安監(jiān)局新聞發(fā)布會公布了2020年國內礦山安全事故數據。其中，礦山事故全國共發(fā)生434起，導致死亡573人，同比下降19.1%和22%。盡管整體事故數據呈下降趨勢，但每一次安全事故帶來的都是不小的損失。

 

一旦礦山發(fā)生造成工人死亡的安全事故，必然要面臨停工整頓，少則停工兩個月，多則停工三四個月，甚至有些安全標準不達標的礦山將直接關停。這給礦場帶來的是直接的、高達數億元的經濟損失，同時還會造成惡劣的社會影響。因此安全生產始終是礦山領域的底線。解決方法便是礦山智能化、智慧化建設。

 

智慧礦山從概念到成為現實

 

早在上世紀90年代，礦山行業(yè)便提出了智慧化轉型。在國外，美國的卡特彼勒(Caterpillar)、日本的小松(Komatsu)等公司于上世紀90年代就開始研發(fā)礦區(qū)場景下的自動駕駛，并提出智慧礦山的概念。在國內，1999年也提出數字礦山的概念，其核心就是利用技術使機械化走向自動化，并由計算機網絡對礦山形成統一管控體系。

 

1994年，卡特彼勒公司有2臺無人駕駛礦卡在美國投入使用。1995年，小松公司1臺載重77噸的礦卡在日本的一個采石場進行無人駕駛采礦試驗。

 

2008年，日本的小松和美國的卡特彼勒等工程機械公司陸續(xù)向智利、澳大利亞、巴西、加拿大等國的礦山(主要是鐵礦、銅礦等)投放了約300臺大型無人駕駛礦車，累計運輸礦石總量超過40億噸。

 

國外礦區(qū)無人駕駛礦車實踐所展現出來的巨大潛力，讓國內采礦從業(yè)者對這一模式充滿了信心。因此近年來，大量的初創(chuàng)公司涌入了智慧礦山賽道，落地了一批智慧礦山項目。比如2014年，陜煤化集團黃陵礦業(yè)一號煤礦1001綜采工作面實現無人開采。在工作面割煤、推溜、移架、運輸、滅塵等操作上實現自動化運行，達到了工作面無人作業(yè)的目的。

 

國內智慧礦山進展仍然緩慢是何原因?

 

首先，海外礦山分布較為集中，且單個礦山產量巨大，有能力整體改造，而國內的礦山分散，基礎設施較為落后，改造能力不足。無人礦卡大多是作為智慧礦山整體解決方案的一部分而存在，其運行需要在礦山進行整體數字化和智能化升級后的環(huán)境下才能實現。而且在這類方案中，為了保證整個運輸環(huán)節(jié)的安全性，對有人駕駛的礦卡是排斥的，因為人類司機的不合規(guī)駕駛行為會破壞系統的一致性，也存在安全隱患。

 

這也意味著，要想落地無人礦卡先要對礦區(qū)進行改造，而這將是一大筆費用。其中，礦卡車隊由有人礦卡切換到無人礦的花費是大頭，比如載重量300噸以上的超級礦卡，目前的市場價格在千萬元級別，即便是載重60噸的主流礦卡，其價格也高達數百萬元。如此昂貴的資產，對于普通礦主而言，不是說淘汰就馬上能淘汰的。

 

其次，相比國外，國內礦山的條件更差，這表現在礦區(qū)路況差、碎石多、粉塵多。國內許多礦場依山開采，道路修筑困難，使用期又較短，因此礦區(qū)的路面大多是由碎石鋪成，路況復雜，灰塵大。這反過來更容易損壞車輛部件，縮短車輛壽命。

 

因此國內礦山對自動駕駛技術和車輛的要求比國外更高。而國內無人駕駛技術起步晚于國外，早期技術不成熟，難以適應礦山需求。

 

國內礦山無人駕駛，喜迎轉機

 

首先，礦山的基礎條件發(fā)生了改變。改革開放之后，中國礦山數量的變化主要發(fā)生在兩個發(fā)展階段：2005年~2012年礦山總數在10萬座以上，2013年至2018年受政策影響礦山數量大幅下降，2018年為5.8萬座，預計未來仍保持-5%~-15%的增長率，2023年將減少至4.5萬座。

 

礦山整體數量在減少，同時單個礦山的體量在增加。2018年中國大型礦山數量約為4324座，隨著綠色礦山政策地施行，未來中國的大型礦山數量占比仍將持續(xù)提升。這為智慧礦山的推進打下了基礎條件。

 

其次，國家也在政策方面不斷推進礦山智能化進程。2020年初，國家發(fā)改委、能源局等八部門發(fā)布《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》。其中提到，到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦要基本實現智能化，形成煤礦智能化建設技術規(guī)范與標準體系。而作為礦山智能化體系中重要組成部分的無人駕駛，得益于此前多年的技術積累，更容易快速落地，形成智慧礦山的標桿項目。

 

此外，無人駕駛技術不斷走向成熟。2018年底，無人駕駛在資本市場爆火之后問題也開始顯現，由于受技術、法律、成本等條件的制約，無人駕駛遲遲難以落地，逐漸走入低谷。此后，隨著無人駕駛技術不斷進步，其在商用領域尤其是礦山領域找到了落地突破口。

 

礦山市場達千億級，資本相繼涌入

 

據統計，在礦山運輸領域，礦石和土方的運輸有著萬億噸級市場。在這巨大的市場空間中，尤其以露天煤礦土方運輸市場空間最為巨大。根據《BP世界能源統計年鑒2020》最新發(fā)布的數據顯示，2019年，全球煤炭總產量超過81億噸，中國煤炭產量占到了全球總產量的47%，已連續(xù)30年位居世界煤炭產量榜首。在這其中，中國露天煤礦開采比例從2005年的5.1%增長到2018年的25%，以平均剝采比7立方米/噸的比例計算，國內露天煤炭土方剝離無人駕駛運輸市場規(guī)模大概在450億元/年左右。

 

自2018年以來，陸續(xù)有自動駕駛企業(yè)在礦山實地進行測試與商業(yè)試運營，以踏歌智行、易控智駕、盟識科技為代表的自動駕駛解決方案提供商，聯合北方股份、同力重工等龍頭礦用卡車制造商，積極推進露天礦項目落地測試及商業(yè)運營，使中國無人駕駛技術進入一個新時代。需求決定市場前景中國經濟的高速發(fā)展，帶動了裝備業(yè)的不斷壯大。

 

中國礦山企業(yè)大量的運輸市場，給大型礦卡和寬體車存量帶來了機遇，如今這一市場潛在價值達320億元，另外還正以每年58.75億元的規(guī)模不斷增加。針對中國龐大的市場需求，2016年6月，國家發(fā)展改革委員會和國家能源局發(fā)布了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030)》，明確了能源創(chuàng)新的15項重點任務，包括2030年要實現智能化開采，重點煤礦區(qū)實現無人化、機械化程度要達到95%以上。尤其是2020年國家發(fā)改委等八部委發(fā)布的《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》，明確提出到2025年實現露天煤礦無人化運輸。在相關政策的推動下，礦山自動駕駛從示范到工業(yè)應用將加速落地。

 

如今，全球五大礦用車供應商都在進行無人駕駛礦用車的應用與研究。通過研發(fā)，目前中國無人礦卡技術企業(yè)也如雨后春筍般快速發(fā)展，盟識科技、希迪智駕、慧拓智能等一批技術服務商脫穎而出，為中國礦山運輸產業(yè)帶來了新的“春風”。

 

擁抱新生態(tài)，迎接新未來

 

當前，無人駕駛風起云涌，如業(yè)內專家所說，中國無人駕駛礦車產業(yè)整體市場規(guī)模有望達到千億元級別。然而，目前無人駕駛礦車價格不菲，礦區(qū)環(huán)境復雜，工程實施難度大;技術、成本、規(guī)模和工程能力更是相關企業(yè)需要面對的嚴峻挑戰(zhàn)。當然，對于有備而來者，挑戰(zhàn)即是機遇，中國制造永遠蘊含著無限的可能性。

 

中國礦山智能化任重道遠，國家“新基建”政策正以新的發(fā)展理念引領基礎設施建設，5G相關新技術的不斷涌現將為各行各業(yè)帶來新的體驗和新的機遇。無人駕駛技術創(chuàng)新正在顛覆露天采礦行業(yè)，令我們對未來智慧礦山的發(fā)展前景充滿了期待。見道網

 

標簽：

 

礦山無人駕駛

 

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