不忘初心、牢记使命 以数字化矿山建设推动中色非矿高质量发展.pdf

18 1 引言中色非洲矿业有限公司（以下简称“中色非矿”）是中国有色矿业集团有限公司和赞比亚联合铜矿投资控股公司为重新开发关闭 13 年的谦比希铜矿，而共同投资设立的矿业公司，成立于 1998 年 7 月。谦比希铜矿矿区由主矿体、西矿体和东南矿体组成，共探明铜金属储量 500 万吨，平均铜品位 2.19%；东南矿体含钴金属 15万吨。中色非矿始终把“中赞合作、共同发展”作为核心理念，把“忠诚、责任”视为自身核心价值观，把建成“安全、绿色、智能、高效”数字化现代化矿山作为公司发展目标，至今公司已累计在赞完成投资 14 亿美元。谦比希铜矿是中国在海外建成的第一座有色金属矿山，被称为“中非合作的标志性项目”，是中国有色金属企业海外开发的一面旗帜，得到党和国家领导人的高度关注。2007 年，胡锦涛主席访问赞比亚时为中国有色集团在赞企业亲笔题词“中赞合作、共同发展”。2004 年 11 月，时任中央政治局常委、十届全国人大常委会委员长吴邦国访赞期间专程到中色非矿视察指导工作，期待公司为国家“走出去”树立典范，并亲笔题词寄语“励精图治、大展宏图”。公司多次被中国有色集团评为先进集体，2006 年公司领导班子被国务院国资委命名为全国“四好班子”，2004 年、2019 年两次被原国家人事部、国资委命名为“中央企业先进集体”。目前，中色非矿已有超过 400 万吨/年的采选能力，年产铜金属量 7 万吨以上，赞方就业人员超过 5300 人。截至 2021 年，累计上缴税收 26，868.664 万美元。公司坚持依法合规经营，模范履行企业社会责任担当，2018 年至 2021 年间为当地教育、医疗、交通等社会公益福利事业捐赠超过 100 万美元，力争更好地服务于赞比亚经济社会和文化进步。2 数字化矿山进程中色非矿的数字矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上，由计算机网络管理的管控一体化系统，它综合考虑了生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，使中色非矿实现了整体协调优化，在保障中色非矿可持续发展的前提下，达到不忘初心、牢记使命以数字化矿山建设推动中色非矿高质量发展杨利刚，王天鑫，初明智（中色非洲矿业有限公司，赞比亚基特韦 22592）摘 要：中色非洲矿业有限公司在坚持主体引导基础上，不忘初心、牢记使命，勇于创新，营造一种勇于拼搏、积极上进的文化氛围，实现队伍整体提升，形成群体的合力和全新的工作状态，扎实有效推进各项改造工作不断攀升新高度，以数字化矿山建设推动中色非矿高质量发展。关键词：数字化矿山；高质量发展；不忘初心、牢记使命 19 了提高矿山整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。站在时代前沿，东南矿体高起点定位全面数字化建设，以数字化设备和工业以太网为基础，从自动控制、远程作业，到工艺路线、生产排程、生产管控、资源优化配置等方面，构建了涵盖采矿、运输、破碎、提升、排水、通风、供配电、炸药和燃油输送、膏体充填、选矿等单体自动化运行、产线联动和高度集成的完整数字化运营体系。主矿体和西矿体同步进行数字化改造，用时 3 年完成了主要采矿生产设备升级、采矿工艺改造、给排水、通风、膏体充填、电能管控、井下监控、生产管理等数字化改造，取得了显著效果。为更加有序推进数字化矿山建设，2019 年中色非矿加强数字化顶层设计，完成了 2020-2024 年信息化总体规划，确立了“三化一驱动”的数字化发展战略，即：数据驱动下的经营管理精细化、生产调度无缝化、人机协同模型化，并明确了数字化“三步走”的建设步骤。同时，总结经验、梳理架构、明确任务，为进一步推进数字化建设指明了方向。总体目标：通过持续建设和优化，生产作业实现设备数字化、过程自动化、井下网络化、操作远程化、调度无缝化、产线互联化；经营管理实现业务流程化、管理精细化、系统集成化、全局可视化；人机协同实现人员聚焦基础建模、实时跟踪、应急处理、分析调整和优化模型。近期目标（2020-2021 年）：完善工控融合、生产管控（MES 等）、经营管理（ERP 等）、技术协同等系统建设，优化 IT 基础架构，完成数据治理和大数据平台建设，改善管理，实现全面信息化管理。中期目标（2022-2023 年）：在全面信息化管理基础上，深化 ERP、MES 等各系统应用和管理融合，开展业务建模和数据分析，优化流程、提升管理，实现系统联通、数据集成和业务协同。远期目标（2024-2025 年）：基于云计算、工业大数据平台，深化业务建模和数据分析，以数据驱动业务发展，最终实现全面数字化运营，即：数据驱动的经营管理精细化，生产调度无缝化，人机协同模型化。总体架构：根据中色非矿数字化战略和总体目标，结合数字化企业运营体系，中色非矿数字化、信息化总体架构如下：可概括为“164”架构，即：在公司层面构建 1 个融合平台、6 类管控系统和 4 个基础支撑。1 个融合平台：生产自动化系统融合联动运行平台；6 类管控系统：决策支持（BI、大数据分析）、协同办公（OA、门户等）、经营管理（ERP 人财物等）、生产管控（MES 等）、技术协同（地质、设计、测量等）、专项管理（安全环保、电能管控、视频监控等）；4 个基础支撑：信息标准、数据中心、网络硬件、信息安全。2.1 采矿数字化2.1.1 数字化采矿技术管理优化一个矿山综合地质数据的精准与否，直接关系到采矿回采的损失、贫化指标的优劣，以及采矿、选矿成本的高低，因此对地质数据更新和模型优化是整个采矿数字化工作的核心。中色非矿利用迪迈三维可视化系统，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析及图形可视化等工具结合起来，形象显示地表、地层、构造、矿体和巷道等三维模型，根据矿体条件对三维模型进行任意剖面或平面切割，并对矿体进行品位估值、矿体体积和储量计算。2.1.2 采矿管理智能化（1）生产管理信息化中色非矿利用迪迈三维模型和生产管控平台 MES的信息，进行年度、月度生产经营计划的编制；采矿部、选矿厂、运转部、充填站根据下发的生产经营计划，负责生产日计划的制定、分解，最终形成班作业计划，班组严格按照班计划指令执行。通过采区 MES 生产管控平台，借助平板 App 实现了交接班安全及技术要点、注意事项和重点工作的有效布置安排，不仅职责更为明确，而且降低了派班时间（交接班时间由 45min 下降至 15min）。同时，生产管理人员根据平台上一班生产完成情况数据、工作面工序状态、设备完好状态、人员情况，制定当班生产计划，计划制定完成后，通过 App 自动下发任务到相关机台，机台长接收到任务后，通过系统告知已接收到的任务，20 并纪录任务开始与结束的信息。在生产过程中，信息化平台还可以实时显示井下生产过程遇到的异常情况，生产管理人员通过系统可及时对异常情况进行处理。所有生产及设备信息实时传输至MES 管控平台并进入后台进行汇总分析，依据不同部门管理职责差异及数据需求，以表格、数据曲线或图形形式进行展示和推送。同时系统兼顾有累计汇总及分析功能，实现各项指标数据横向对比纵向分析，不断发现生产过程中存在的问题，逐步提升专业管理水平。（2）采区人员和设备管理智能化采区人员管理主要包含井下人员信息管理、井下人员报警管理、井下人员考勤管理三个部分。中色非矿利用人员设备定位系统、数字通信系统、App 等信息化手段，对井下人员信息、人员状态进行监控和管理。管理人员可以通过调度 App 平台，实时掌握采区人员设备分布情况，自动获取井下人员报警信息，快速定位报警区域，并及时作出响应，而考勤管理则可对采区井下人员下井时间、出井时间、滞留超时、人员休假和加班等情况进行统计和管理，然后通过平台进行现场调度，合理安排采区作业计划。同时采区设备定位系统可通过二级监控系统上传的数据进行定位显示，实时监控井下采区铲运机、凿岩台车、锚杆台车、装药台车的位置信息、运行状态；针对采区设备定位系统中上传的各种报警信息在管理系统中进行显示，管理人员可以根据报警信息分析原因并及时解决问题。（3）技术协同平台技术协同平台是中色非矿信息化建设的一部分，平台构建了一个业务数据标准化、工作流程规范化的矿山开采全生命周期业务管理平台，为矿山生产和管理提供统一的数字化作业环境，业务数据在平台上自动流转。平台主要实现新建流程、待办提醒、在线审批、成果快速检索与查看等功能。同时，根据需求可定制化开发实现了生产沟通流程线上流转、数据协同。实现采矿、充填、掘进工程量报表线上填报及自动汇总，实现项目资料集中统一管理。2.1.3 生产装备大型化自动化大型设备是无轨化矿山的核心生产力，“工欲善其事，必先利其器”，因此数字化矿山建设核心之一是大型无轨自动化设备的推广应用。主西矿体在强化设备性能和管理基础上，利用数字化平台，结合设备自动化系统，严格按照作业工序，合理安排作业计划。考虑到井下采矿的复杂多变，根据 2018 年 10-12 月试运行的实际情况，继续优化工艺环节的作业时间、设备安排，最大限度地发挥设备效率，实现效益最大化，然后将优化后的作业安排，按照标准化程序基本固化，通过调度App，根据设备状态进行作业下发，最后利用设备自动化功能开展作业。通过采矿数字化，主西矿体不仅采切比降低 25%左右，而且人员和设备实现了集中调度管理，采场回采效率提高了 32%以上。引进的大型无轨自动化设备（M2C、ST14、Cabletec LC 和 Boltec 235），经过人机有效融合，M2C 双臂凿岩台车单循环爆破进尺达到 4.5m，比原有 BOOMER281 台车单循环爆破进尺 3.0m 提高了50%，月度效率由原来 BOOMER281 单臂台车 2455m3/月提高到 M2C 双臂台车 13500m3/月，创造了赞比亚单台凿岩台车月度作业量最高纪录；ST14 铲运机台班效率实现了 900 吨，比采矿合同约定铲运效率提高了 2 倍以上；Cabletec LC 锚索台车单根锚索支护时间缩短至25min/根，支护效率提高约四倍；采用 Getman A64 装药台车装药，提高了装药质量，爆破效率由原来 80%提高到 95%以上，炸药单耗控制在 3.3kg/m3。图1 双臂自动化凿岩台车（M2C）图3 7m2自动化计量称重铲运机（ST14）图2 自动化注浆锚索台车（CabletecLC）21 东南矿体引入世界一流采矿设备、系统技术和管理理念，力争实现“资源与开采环境数字化、智能装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化”。东南矿体与 Sandvik 公司合作，引进了一批智能化、自动化的采掘、运输设备，同时借助Sandvik 生产管理系统和自动化系统，实现智能采矿设备和先进技术高度融合的数字化矿山。无人铲运机应用。为实现出矿作业自动化、无人化，引入 LH514 自动化无人铲运机，与传统铲运机出矿比较，LH514 铲运机系统具备安全、高效、故障率低、使用寿命长、有效作业时间长、油耗更低等优势。在调试阶段，东南矿体自动化团队采取增加扫描路径轮廓，预调传感器距离等多种措施，实现了铲运机自动化出矿，得到了 Sandvik 自动化专家的高度评价。东南矿体自动化铲运机最大出矿效率为 120t/h，彻底解决了中深孔采场高顶板出矿的安全问题。双臂凿岩台车应用。东南矿体引进的 Sandivk 智能全自动凿岩台车 DD422i 是赞比亚乃至整个非洲的首台，是快速掘进技术的最关键装备，先进的电动控制系统，精确性、可靠性能优良，可根据不同的岩石条件调整凿岩动力，在凿岩过程中，操作工无需对任何凿岩参数进行修改。最大作业断面：9m6m，单循环进尺可达 4.6 米，拥有凿岩设计和分析软件 iSURE 和先进定位系统 Navigation，实现快速定位，保证钻孔质量，减少超挖和欠挖。另外，东南矿体建成了全球垂直深度最大的炸药垂直下放系统和非洲垂直深度最大的燃油垂直下放系统并成功投入运行；大流量、高分段膏体充填工艺在赞比亚首次成功实施，彰显了对标数字化矿山的巨大优越性。为实现东南矿体数字化矿山向智能化矿山转型，中色非矿抓住国家“一带一路”发展契机，与北京科技大学、中南大学、中国恩菲工程技术有限公司及国家超级计算天津中心等联合开展“基于大数据的金属矿开采装备智能管控技术研发与示范”研究。通过智能化协同采矿技术体系与主体装备，集成多维时空环境信息及管控信息，构建矿床的深部集约化开采技术体系与矿山数字化行业示范，攻克采矿工业亟待解决的关键技术问题，引领行业发展趋势，契合国家“十三五”发展规划对“数字矿山”和“深部开采”的需求规划，最终可实现矿山设计数字化率提高 50%、矿石损失率和贫化率降低 5%、自动数据采集率高于 90%、生产效率提高 25%、运营成本降低 20%、能源利用率提高 15%。另外企业自立的“东南矿体自动化铲运机空区出矿技术研究与工艺优化”课题，通过自动化铲运机使用标准流程，包括采场图5 LH514无人驾驶装备图4 无人驾驶采矿系统图6 远程驾驶操作台 22 设计、区域自动化准备、操作工培训、车辆点检保养、换班流程等，结合主西矿体新盘区 MES 建设经验，利用 MES-App 和流程管理平台，可将生产流程融入信息化系统中，为生产基础管理和 SOP 工作提供统一的协同工作平台，完成后将实现人员、设备、计划全过程管理，以及对生产管理流程的检点、分类、统计、分析和处理。生产设备大型化，功能多样化，可优化减少生产环节；辅助设备的合理配置，可减少主要设备的无功运耗。通过机械化、自动化与智能化的技术升级与改造，减少人为对设备的损伤与破坏，降低辅助作业时间，这样双管齐下大大提高了主要生产设备的利用率。从中色非矿的建设经验来说，通过大型设备自动化、管理措施标准化，利用较少的人员和设备可实现生产效率的巨大提升。2.2 生产系统数字化和自动化中色非矿借助信息化和自动化手段，不但完成了井下及地表生产系统自动化改造，如电能管控、排水及皮带自动化、大型固定设备在线监控等系统，达到“自动化换人和降本增效”的目的，还建立一套融合系统，将数据平台和自动化平台进行融合，实现了生产管控的标准化，同时也实现了整个生产过程的数字化和可视化。2.2.1 大型固定设备在线监控系统生产调度指挥中心作为中色非矿的管理中枢，不仅生产信息、指挥调度在此集中管理，所有的大型固定设备实时信息和在线运行监控信息也集中在此管理。中色非矿通过 SCADA 数字融合系统，采集了井下排泥、地表排泥、破碎机、振动给矿机、地表风机站、选矿球磨机、充填站深锥等各设备运行状态信号，实现了控制中心远程集中监控。为了将重要的图文、数据、视频信息向控制、调度、管理人员展示，中色非矿在主西矿体和东南矿体生产调度指挥中心设置了大屏幕，将生产过程控制、选矿工业场地及坑内重要工业场地视频图像信息、调度管理画面等都能显示在大屏幕上，采用轮询方式将所有视频信息均可呈现于生产调度指挥中心内，更加方便、直观、流畅地对生产状态进行控制及管理，调度员能更直观指挥生产作业情况。还可通过大屏幕拼接控制器多画面显示不同的内容，同时根据生产指令和下达的计划任务，对现场的设备和人员进行远程优化配置，提升了中色非矿整体生产效率。2.2.2 膏体充填实时监控系统膏体充填系统包含了尾矿浓密、膏体搅拌制备和充填泵送三个子系统。通过一系列技术升级改造，膏体充填系统实现了各子系统的集中化控制和管理。从进料尾矿参数、絮凝剂制备及添加比例、深锥浓密机运行参数、图7 膏体充填实时监控系统 23 水泥下料和料浆制备及输送各环节压力、浓度及流量等均可实现远程监控及操作。系统数据采集到 DCS 后，可进行汇总分析，最终呈现在展示面板中，供操作人员进行实时监控及决策分析。同时通过数字化升级改造，膏体充填系统实现了单台深锥浓密机与两套料浆搅拌槽配合使用，达到井下出矿量 150 万吨/a 膏体充填任务的目标（约 45 万 m3）。升级改造工作一方面完成了充填系统各设备运行参数的有效监控，有利于设备故障性预防、维护保养和充填连续性，另一方面由于对膏体充填料浆各项参数进行了实时监控，对于保障料浆质量、管路充填及井下充填体安全都起到了至关重要的作用。2.2.3 有轨无人驾驶运输系统随着主西矿体开采深度的延伸，原运输能力（135万吨/年）已经无法满足生产需求，为确保有轨运输能力，推进有轨无人驾驶运输系统建设，解决西矿体500ml 有轨运输系统改造前存在单线长距离运输及运输能力低等问题，中色非矿根据生产计划安排，提出采用双编组无人驾驶自动化运输系统将运输能力提升至 190万吨/年。系统建设完成后，500 中段电机车无人驾驶可通过在地面主控室操控台通过数字融合平台远程遥控操作，向电机车发出各种运行指令，实时对运行状态进行监测、判断，对出现的预警信息进行声、光电报警，完善各种自动运行保护。并将井下放矿工、电机车司机等人的工作位置由井下移动到地面，通过数字融合平台合二为一，精简操作，可提高生产组织效率，提升安全水平。2.2.4 排水系统自动化中 色 非 矿 主 西 矿 体 通 过 泵 站（400ml、448ml、500ml、700ml、948ml）的水泵自动化改造，排水泵出口阀门均增加电动执行机构，采用 PROFIBUS DP 现场总线进行数据传输，实现了远程对执行机构进行控制、参数查看、设置、诊断等操作，将原来的手动型改为电动型，每个电动阀门均采用新的控制箱（带就地/远程转换开关），既可现场控制，也可接入泵房 RTU（Remote terminal unit：远程终端单元），实现地表集中控制。目前所有泵站设备运行的数据和现场环境都能在可视化平台上展现，通过水位远程监控实现了水泵远程操作及无人值守，优化了设备控制，提高设备效率，减低了能源消耗。平台可将水泵总运行时间、水泵出口流量、水泵电流、电压、泵振动信号、泵/电机轴承温度、电机定子温度引入融合系统，并绘制各参数的数据曲线。当水泵参数偏离正常区间时系统会报警，管理人员根据报警信息对故障进行提前预判并解决相应故障；当水泵运行效率降低到预先设定的数值后，系统发出对泵进行维修保养的提示，管理人员可根据情况制定泵维修计划。2.2.5 按需通风系统通风效果不但直接影响生产排班的执行情况，还间接影响井下生产作业效率。随着新盘区长距离、大断面、高分段及大型自动化设备的设计使用，如何强化通风管理，改善生产作业环境等因素都关系到生产改造能否达产达标、人员设备效率能否充分发挥。为此，中色非矿一方面针对生产区域下移，强化通风系统建设；另一方面针对新盘区采场“长、大和高”的特点，与专业通风公司平安电气进行合作，针对不同采场特点，设计与实施完成了采场局部通风方案，并建立了后续安装、操作、使用、维保等相关制度和操作规程，彻底解决了采场通风难、温度高、湿度大、风量不足及浓见度低等问题，不仅为生产作业创造了条件，而且有效保障了生产工艺衔接的连续性，经初步核算在不计通风效果改善带来的生产效率提高的前提下，仅通风电费费用节省 20%左右。在完善系统通风与采场局部通风基础上，中色非矿正在积极筹备按需通风系统建设，分两步实施：第一步通风专业化及自动化集中管理，实现不同工序的按需通风。建设方案是借助生产管理系统（MES）及平板 App，根据不同工序需风量差异，通过不同机台上生产作业任务的开始与结束确认，将信号第一时间反馈给按需通风系统，实现风机的启停及变频调节，避免风机常开和常停现象的发生。第二步通风智能反馈控制管理。建设方案是在第一阶段基础上，通过加装风机运行及作业面空气参数传感器，实现对风机运行故障的预警及预维护，同时对生产作业面温度、湿度、有毒有害气体等监测，当超过设定值时，将智能化反馈给系统，对风机运行情况进行有效调节。2.3 选矿系统自动化融合随着矿物资源贫化，选矿设备大型化、智能化和选矿工艺的不断发展，选矿厂也对生产效率、工艺参数的稳定、产品质量、减人增效等提出了更高的要求，由此促进了选矿综合自动化技术的发展，并逐步成为现代化选矿厂不可缺少的技术手段之一。主西矿体采用在线检测仪表、自动执行仪表、DCS 和 PLC 自动控制系统、工业电视监控系统，对工艺流程和主要生产设备进行检测、控制、执行、监视和管理，以达到提高整个生产流程的生产效率和产品质量，减少现场操作人员数量，减低企业生产成本。与此同时，中色非矿与北京科技大学进行了“多目标优化提高谦比希铜矿选矿技术经济指标”的研究，通 24 过流程考查、药剂制度优化及工艺流程优化，在保证铜精矿中铜品位满足冶炼要求的前提条件下，最大限度提高铜回收率。针对能耗和钢耗较大的磨矿分级流程进行系统考查，利用北京科技大学与北京环磨矿冶能效技术研究院共同提出的“碎磨过程诊断、优化一体化集成技术”对磨矿分级系统进行优化，以实现选厂的节能降耗、降本增效的发展目标，切实做到产学研一体，提高了企业的经济效益和社会效益。2.4 信息传输网络化、安全化2.4.1 信息传输网络化兵马未动粮草先行，对于数字化矿山来说网络是整个建设的根本，只有网络通了，整个矿山的数字化系统才能互联互通，才能彻底消除目前国内提到的“自动化信息孤岛”问题，使得系统之间数据互通互联，提高系统之间的协调性。为了实现中色非矿生产远程自动化、生产过程可视化，必须统一构建全矿生产过程控制融合网络，以生产指挥调度中心作为主西矿体和东南矿体的网络核心，构建覆盖全矿地表和地下的网络系统。在生产过程控制融合网络中采用工业以太网环网及星型网络结合的架构，可以提高网络的可靠性。利用现代先进的通信与网络技术，追求全过程的在线监控与管理，这样不但能够提高管理效率，最大限度地实现降本增效，还能提高企业的国际竞争力。2.4.2 网络传输安全化“没有网络安全就没有国家安全。”中色非矿从数字化矿山建设初期，就深深理解这句话的重要含义，因此在网络安全、数据安全、信息安全三个方面加强了顶层设计，并在建设工作中将信息安全工作一一落实。网络安全：对东南矿体、主西矿体现有的生产管控图8 网络安全架构图图9 中色非矿数据安全机制网络、办公管理网络、视频监控网络进行整体优化融合，实现资源优化利用，并在办公网、生产网、生活网的管理上增加了防火墙、上网行为审计等安全设备作为安全边界。数据安全：未来随着中色非矿应用系统不断增多，数据的安全和恢复能力越来越重要，对数据备份和业务恢复能力也将提出很高的要求，为了在设备发生故障或发生其他威胁数据安全的事故时保护数据，中色非矿建立了统一的数据备份机制，确保数据完整性。中色非矿2020 年构建了数据级的备份平台，形成了主西和东南矿体的数据互备，保证了数据安全。同时实现了主西矿 25 体与东南矿体办公数据、生产数据的互相备份，并设置了在业务闲置时段对数据进行异步更新全部生产数据的方式，大大保障了数据的安全性、稳定性和可靠性。信息安全：中色非矿从加强技术防护与管理两方面来保障信息安全。一是通过建立防病毒和防木马等安全系统，对公司网络进行整体防护，让终端服务器能够及时更新病毒定义库，可以采用商用杀毒和安全防范软件或是免费的安全软件；二是在关键部门或是关键业务的出口，安装防火墙或是采用物理隔离的手段加强对这些部门或是系统的保护；三是管控网络与办公网络在物理上进行网络隔断，通过访问防火墙实现数据通信，保障生产管控网络安全。2.5 管理与决策智能化要管理与决策科学化，必须有完善的数据分析平台，通过数据的融合和分析才能给管理和决策提供支撑。中色非矿一方面搭建业财一体化平台，积极推进用友 NC 系统上线，实现了人、财、物系统和数据的全面贯通，环环相连，协同效应充分显现。通过收付款合同、销售模块、采购价格管理、自有报表等模块以及财务历史数据导入、加油站数据采集、劳保用品管理等个性化需求，提升业财一体化水平，强化内部管控能力，提升了管理效率；完善计划上线费用报销、资产管理、发票开具，全面预算管理、移动 App 以及与其他业务系统融合自动抓取数据等模块。对财务信息质量、管理效能、风险管控等方面提升非常明显，业财一体化有机融入公司数字化矿山建设。另一方面中色非矿以生产管理为核心，经全方位、多角度探索研究工序间、数据间的内在关系，整合多元化信息来源，建立了“横向到边，纵向到底”、生产管理由“面管理”向“点管理”转变，从“结果管理”向“过程管理”升级的主西矿体生产管控平台（MES）。为生产提供了一个快速反应、精细化和透明化的管理运行环境，使得整个生产从计划制定-生产执行-生产完成形成闭环管理，降低无效时间损耗，大大提升了生产管理运行效率，为管理和决策提供了数据支撑。2.5.1 数字化融合为管理决策智能化奠定基础为了进一步挖潜各个系统管理功能，在西矿体信息化平台 MES 系统的基础上，针对数据自动采集程度低、跨平台融合性不高、后期数据挖掘深度不够等问题，中色非矿进一步加强研究，确保在解决当前面临问题基础上，开发了采矿过程管理 App，确保生产完成数据“不落地”，提高产量数据的准确性，真正实现了过程的智能化管理与控制，对设备状态、人员行为、现场环境实施完全监控，从设备的交接，路途行驶，现场准备，图11 生产管理系统架构图图10 生产计划流程图图12 数字化融合平台开始作业时间及作业结束时间，完全通过 App 传送到MES 管控系统。出现意外情况，如设备故障、顶板塌方等，第一时间传送到调度中心，管理人员第一时间进行处理安排，使采矿生产效率大幅度提升；通过数字化融合，实现了水泵无人值守，建立了对各个水泵房水泵 26 运行状态监视和远程智能化控制的功能，操作人员可以在地表主控室根据水位状态，合理控制水泵启停；调度人员根据电能负载等信息，平衡选矿球磨机、提升机、水泵等大型设备的合理开动，达到了降本增效的目的。2.5.2 系统融合使管理决策智能化有了数据融合和自动化融合，就需要建立平台实现系统整体融合。中色非矿信息化系统主要有速力公司研发的生产管理系统（MES）、恩菲生产辅助系统（SCADA）、Sandvik 设备管理系统（Automine 系统、Optimine 系统）、Epiroc 设备管理系统（SCIMITAR 系统、CERTIQ 系统）、各类数据存在于不同的应用系统中，为避免产生信息孤岛，减少人工干预，加强生产过程自动控制，中色非矿已将其他系统数据融合到 MES系统中，形成统一的生产数据管控平台，为大数据分析提供数据支撑，这样在综合控制系统的基础上，在技术上实现了各专业各系统（供配电、控制、网络）之间的相互交叉、相互渗透、信息相互引用、资源相互共享层面上的融合。在硬件设备上实现了各个子系统之间交集的共享、最大减少控制设备的品种、统一技术标准和通讯规约。通过软件和硬件两方面，从数字化矿山总体集成、到各个子系统的实施标准开始，基于设备自动化和井下信息化的建设，采用集成化管理模式，将所有系统纳入地下工业网搭建的控制平台全范围进行融合，最后通过控制中心集中管理各种资源，提高了管理效率，达到了管理和决策的科学化。下一步中色非矿将结合现有的 ERP 系统，将生产系统数据与财务数据、物资供应数据、人力资源数据进行融合，形成完整的信息化数据融合框架，使管理决策更智能化。中色非矿通过对标世界一流，按照“高起点、高标准、高效率、低成本”建设理念，以数字化矿山建设为蓝图、矿石流为驱动，大型智能装备、自动化系统为基础，利用自动化、信息化融合技术，结合矿山生产工艺流程，构建了涵盖采矿、运输、提升、选矿等各生产环节的生产管控系统，通过理念创新、技术创新、管理创新，实现了中色非矿的跨越式发展。未来，中色非矿将进一步推进信息标准化工作，利用大数据平台分析、优化各生产流程，智能管控矿山各环节，实现实时感知的透明矿山，全面打造“生产过程可控化、标准化，业务管理精细化”的高质量、具有自身特色、拥有自己标准、世界先进的智能矿山。3 建设成效中色非矿数字化矿山建设，将形成一套基于信息化金属矿山智能管控模式体系，在生产控制精度及稳定性、物料及人力成本、数据利用率和井下输送可视化等方面，与现有同类金属矿山开采过程管控系统相比具有明显优势，其中，生产管控 MES-App 系统及技术协同平台在一定程度上填补了相关领域的空白。因此，随着技术装备的应用示范和产品的推广，将能够为金属矿山企业带来巨大的直接经济效益。因此，中色非矿数字化矿山建设在行业内将起到标杆示范作用，具有很好的推广价值。3.1 科学预期指标与科学价值中色非矿数字化矿山建设通过信息化金属矿山装备智能管控及开采过程参数管理系统、矿山装备健康维护和资源调度以及膏体充填需求导向，解决面向多维度、高扰动、强耦合的金属矿开采过程及装备的多源异构大数据的时空拓扑关系、动态融合机理和状态表征方法这一科学问题，创新数字化地下金属矿开采装备智能管控新模式并初步建立其技术体系。3.2 经济效益中色非矿数字化矿山建设通过研制矿山开采过程的生产管控 MES-App 系统、膏体充填智能化调控系统、技术协同平台和自动化装备智能管控动态调度平台，弥补现如今人工决策的局限性，将提高生产控制精度，提升开采装备的作业效率和作业质量，降低人力和装备维护等劳动成本和能耗，减少在金属矿山开采过程中各方面的投入。因此，项目的研究成果将带来较为显著的间接经济效益。3.3 社会效益和生态效益中色非矿数字化矿山建设通过系统平台智能化和可靠性程度的提升，能够提高设备利用率、降低维护成本、提升生产效率，实现安全高效生产，有助于节能减排，减小对环境造成的破坏和污染的可能性，符合“绿色开采理念”，将产生显著的生态效益。4 意义价值4.1 技术创新程度中色非矿数字化矿山建设研发了大盘区高阶段大型无轨信息化膏体充填采矿新方法，突破了信息化大盘区无轨安全高效生产关键技术难题；建立了赞比亚首套生产信息化管控平台与系统；开发的生产管控MES-App 系统，实现了生产过程的实时精细透明智能化管理；研发了主要生产设备的信息化运维管控系统与新模式；实现了辅助生产系统的信息化升级与应用；突破了信息化大盘区无轨安全高效生产关键技术 27 难题。4.2 数字化转型凸显高质量发展通过主西矿体新盘区 MES 建设经验，利用 MES-App 和流程管理平台，将生产流程融入信息化系统中，为生产基础管理和 SOP 工作提供统一的协同工作平台，完成后将实现人员、设备、计划全过程管理，以及对生产管理流程的检点、分类、统计、分析和处理。将数字化改造经验嵌入东南矿体信息化、自动化建设中来，实部门2016年/人2019年/人差额/人备注1采矿（金诚信）1612958+654含中赞所有员工（中赞=110）2Epiroc042-423运转部369224+1454选矿厂217155+625生产技术部/生产控制中心1519-4含设备管理、测量及赞方人员6合计22131398815表1 主西数字化矿山运营效果表2 人均采矿效率（按2016年实际采矿142.6万吨、2019年实际采矿152万吨计算）2016年2019年比例中方143102减少28.7%赞方1469856减少41.7%生产率2.68吨/天4.81吨/天提升1.79倍2016年2019年比例中方9547减少50.5%赞方979333减少66.0%生产率2.68吨/天7.58吨/天提升2.83倍注：新盘区在2019年四季度达产达标，实现月均8万吨的产能。所以对比计算采用2016年实际产能4321吨/天和2019年达产达标产能2880吨/天。对比2016年，同产能的情况下，仅人工费用年节省600万美元以上。表3 新盘区人均采矿效率（按设计年采矿95万吨、每天采矿2880吨计算）2016年2019年比例中方24增加100%赞方369224 减少39.3%生产率11.08吨/天18.02吨/天提升1.63倍表4 运转人均效率2016年2019年比例中方68增加33.3%赞方211147减少30.3%生产率21.0吨/天29.4吨/天提升1.40倍表5 选矿人均效率现了生产管理系统信息化，燃油、炸药垂直下放系统自动化，膏体充填系统在线监测化，选矿系统自动融合化和供应链信息化管理系统，有效地提高设备使用率、过程有效管控、劳动生产率得到有效提高。成为真正意义上数字化矿山标杆企业，达到世界一流矿山标准，促进赞比亚矿业开采水平进入世界矿业的顶端前沿。4.3 运营管理标杆中色非矿精细化管理水平显著提升。通过东南矿体采矿工艺优化、无轨设备管理和自动化系统的应用研究，实现东南矿体的达产达标、数字化水平和运营水平取得质的突破，通过下向进路膏体充填采矿研究实现主矿体扩产的重大突破；构建一体化信息管理系统，基本实现信息化管理。28 生产主体设备完好率达到 85%，使用率达到 60%；自动化铲运机出矿效率达到 1200t/班，自动化矿卡系统运输能力达到 6000t/d；无人驾驶有轨运输能力达到8000t/d。通过人员实物生产率数据分析和对比，中色非矿主西矿体在 2017-2019 年 3 年技术升级改造中，人员生产率大大提升，全矿直接生产人员减少 815 人。采矿直接人均生产率平均提高 1.79 倍，其中新盘区直接人均生产率提高了 2.83 倍。运转人均效率提升了 1.63 倍、选矿人均效率提升了 1.40 倍。5 经验体会有志者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。“逆水行舟，不进则退”，在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下，矿山行业伴随采掘设备的更新换代和信息自动化管理手段的不断融入，让传统采矿业有了时不我待的危机感和只争朝夕的紧迫感。主西矿体升级改造取得的骄人成绩，得益于非矿人“勇于自我否定”“壮士断腕”的决心和创新精神。转变思想观念、更新思维方式并贯穿始终，奠定了创新的思想基础。“数字化”矿山是一场重大管理变革，是技术创新、管理创新和思想文化创新互融互动的过程，必然对多年来已经形成习惯的管理模式、管理行为和工作作风带来巨大冲击。企业不改革就没有生机，不创新就没有活力，不发展就没有出路。“4+1”发展战略创新引领、做大资源、做精材料、做强工程、做优贸易，要求集团上下注重高质量发展。中色非矿在经营、管理和技术等方面已经走出了改造和创新之路，引入信息化和数字化管理平台，基于先进的科学管理思想和理念，融入“精细化”和“穿透式”的企业管理方法，更好地完成了成本控制、分析和管理，实现了业务流程和生产工艺的优化和创新，全面开启了矿山企业的高质量发展新时代。总之，在坚持主体引导基础上，不忘初心、牢记使命，勇于创新，营造一种勇于拼搏，积极上进的文化氛围，实现队伍整体提升，形成群体的合力和全新的工作状态，扎实有效推进各项改造工作不断攀升新高度。