在首钢集团有限公司矿业公司（以下简称“首钢矿业”）水厂铁矿印子峪采场，一辆辆绿白相间的无人驾驶电动宽体矿车，在蜿蜒崎岖的道路上来回穿梭不停，从叫车、装载、泊车到翻卸、挪车、启停全流程，均在无人驾驶下按规定动作顺稳有序运行。
记者日前在矿用卡车无人驾驶成果发布暨智能矿山观摩会现场欣喜地看到，随着无人矿卡的规模化应用，首钢矿业已成功实现从燃油高耗向电动低碳、从有人驾驶向无人智能的深度跨越，为传统矿山智能化转型提供了可复制、可推广的“首矿样板”。
这只是首钢矿业智能运输的一个缩影。据了解，自2024年9月起，首钢矿业着力构建“车-路-云”三位一体运行模式，实现了以无人驾驶为核心的运输全流程智能化、无人化管控，目前共投运43台纯电无人驾驶矿卡，已实现常态化运行。
战略升级 智能化成为必答题
“首钢矿业扎根迁安60余载，抢抓数字赋能机遇，锚定‘现场无人化、操控集约化、管理智慧化’目标，不仅以矿山运输智能化为转型突破口，成功实现露天矿山运输全流程无人驾驶、集约化管控，还实现了智能采矿、智能选矿和智能管理，在本质安全、生产效能、绿色低碳、管理变革四大领域取得标志性成果，成功打造出‘创新引领、数智赋能’的冶金矿山智能化建设新标杆，为传统矿山向智慧绿色转型开辟了全新路径。”首钢集团副总经理金洪利介绍。“我们的数字管控中心，可以实现物资流、信息流、资金流三流合一、信息共享，从而实现管理智慧化。”在首钢矿业调度指挥中心，工作人员指着大屏幕上的一组组图标及数据介绍说，大屏左侧是“生产一张图”，侧重显示当天的实时数据；大屏右侧是“经营一张图”，侧重显示月度指标的完成情况。图上还显示主要运营数据、各产线之间的物流关系，以及运营分析等。通过数字管控中心“一张图”，形成可视化、集成化、现场化管控平台，实时掌控整个矿山运行状态，动态分析产量、设备、质量、能源及物资消耗、销售、成本等情况，为管理层提供直观、准确的决策依据。
实现管理智慧化是首钢矿业在智能化矿山建设上迈出的关键一步。早在2006年，国内矿山行业还处于传统生产模式主导期时，首钢矿业便率先上线ERP系统，自主研发 MES系统，按照“纵横结合、兼容互通”的原则，纵向按生产线搭建“管理一张图”，实时掌控产线运行状况，分析运营情况，支撑产线经济运行，营造“不到现场，胜似现场”的管理环境；横向则按专业搭建管理平台，实现业务系统内处置、管控一贯到底、智能预警、智慧分析、辅助决策，提升管理效能。
“智慧化管理是首钢矿业管理手段的重大变革，也是首钢矿业建设智能化矿山的‘先行者’。通过数字管控中心来实施智慧化管理，实现了物资流、资金流、信息流的集成共享，不仅节约了大量的现场成本、人才成本，还能未雨绸缪，防患于未然。”首钢矿业总经理郭志辉介绍，他们通过数字管控中心搭建的“设备健康”系统，可自主评判设备健康程度，定制推送设备健康信息到特定管理人员，推进预知维修、精准维修。目前，平台已覆盖首钢矿业1991台套设备，实时监测19768个设备运行数据，开发了176个健康评价模型。
从智慧化管理先行先试中受益匪浅的首钢矿业，进一步坚定了建设智能化矿山的信心。近年来，随着国家将人工智能列为战略性新兴产业，以及智能化矿山建设浪潮的袭来，智能化建设已成为矿业高质量发展的必由之路。在智能化建设方面已积累丰富经验的首钢矿业于2020年全面启动智能矿山建设，实现了从“数字矿山”到“智能矿山”的升级。
“首钢矿业建设智能矿山，不跟风造势，不贪大求洋，而是基于公司高质量发展需要，针对生产中存在的难点堵点，有计划有组织地推进。一是优化组织，提高效率，推进极低成本运行，助力当下生产经营提质提效；二是释放现有产线人力，减少新产线人员配置，以‘少人化、无人化’打造本质安全型矿山，夯实企业长远发展根基。”郭志辉介绍。
战略方向确定后，实施目标及路径也就水到渠成。首钢矿业确定了现场无人化、操控集约化、管理智慧化的“三化”目标，打造智能采矿、智能选矿、智能运输、智慧管理四大平台，在实践中构建“工控一张图”和“管理一张图”重要载体，努力形成“三化两图四平台”的整体架构。
首钢水厂铁矿纯电无人驾驶矿卡正在装卸作业中。杨伟才 摄
智启新程 持续打造智能矿山新场景
漫步首钢矿业各矿山，从地下到露天，从采矿到选矿，从运料到运人，处处都能看到智能化的影子。近年来，他们坚持科技引领、创新驱动、规范推进，一个集安全、效率、成本、环保等多维度于一体的智能矿山已然成型。
在推进现场无人化方面，首钢矿业对症下药、精准施策。
关于移动设备，他们挑战现场车辆驾驶传统模式，通过攻克无人驾驶难题来实现现场无人化；关于非移动设备，他们则通过搭建“工控一张图”来支撑现场无人操作。
关于井下物料运输的电机车，首钢矿业自主研发铲运机遥控驾驶、自主运行技术，继2014年于杏山铁矿在国内率先实现地面操控后，陆续实施了自动行车、自主控速、溜井自动对位、自动装卸的技术攻关并取得重大突破。目前，首钢矿业3个地采矿山23台电动车已全部实现无人驾驶，减少井下作业人员百余人。
关于井下铲运机，他们继2021年自主研发远程遥控技术并当年实现远控后，2023年又完成井下5G通信技术及井下单体设备集中操控技术在杏山铁矿实现规模化应用，36名操控人员由井下转移至井上，实现作业现场无人化。2025年，首钢矿业又完成半自主运行攻关，实现除铲装环节外自主运行。目前已完成马成铁矿1台铲运机改造并投入生产试验。
对露天采矿运输，首钢矿业也在快速推进。自2024年11月首台无人驾驶矿卡在水厂铁矿建材产线投运以来，首钢矿业持续优化技术，对电动矿车进行可控化改造，水厂、裴庄建材产线的26台电车先后实现无人驾驶，释放人力资源70人。目前，正在实施的水厂采场17台电车无人驾驶混编运行项目，可减少人员60多人。
主副井是地采矿山的“咽喉”和“生命通道”，其安全顺畅事关整个矿山的正常运行。然而，在首钢矿业的矿山主井提升机房，随着无人全自动运行的实现，传统矿山中忙碌的操作工已踪迹皆无。“系统通过视频 AI实时监测箕斗挂钩状态，一旦异常立即预警，比人眼更可靠。”主井系统点检人员指着屏幕上的数据流说。而副井提升系统则如同“矿山电梯”，一键操控即可直达作业水平，并实现罐笼定点自充电，运行效率提升30%。
“地采的副井主要承担人员运送任务，最初每个作业点都要配置1名岗位工人，负责要罐、打开护栏等工作。我们借鉴电梯的运行模式，对副井及附属设施进行联动改造，实现了‘电梯式运行’。仅此一项，3座地采矿山、5个副井就减少人员百余人。”郭志辉颇为自豪地说。
对于非移动设备，首钢矿业则通过搭建“工控一张图”，实现 AI当家“管生产”，无人运行提效降本。他们通过梳理现场操控、值守岗位职责，逐一研究无人化解决方案，以“无人工厂”“黑灯工厂”为载体，实施自动装车、粗破自动监控、滤饼厚度自动检测等一系列远控化、无人化改造，释放人力资源146人。
作为5G工厂的核心场景，马城选矿厂以“全流程无人值守+智能决策”为目标，构建了“黑灯运行”体系。工作人员在控制中心，轻点鼠标即可启动选矿全流程一键启停。从供水系统到磨选系统，20多道工序按设定时间自动运转，全程仅需10分钟，远低于传统模式的20分钟~30分钟。更智能的是系统的“自主调控”能力，依托90余个基于神经网络与 PID算法的调控模型，球磨机转速、矿浆浓度等参数实现自动优化，全程无需人工干预。目前，这座“黑灯选厂”已实现无人运行，释放27个现场岗位，年可节约人工成本数百万元，设备故障率显著下降。
首钢矿业在推行“操控集约化”、打造“高效集控”新模式上也取得了亮眼成绩。近年来，他们聚焦“操控集约化”目标，历经裴庄产线的探索，“一张图”理念的形成，最终在13条产线中实践推广。目前，各主流程产线已全面实现“操控集约化”，并带来了取消分散控制室、推动运行模式、优化操作方式、引领组织机构等一系列变革，为实现操控指挥一体化、首创“即时启动”模式、推动“自动运行”向“智能运行”升级，以及缩编车间和减少人员配置提供了支撑。
价值初显“首矿方案”成为智能化矿山新标杆
聚焦国家智能化发展战略，围绕矿山的现实需要和生产实际中的难点、痛点建设智能化矿山，以智能化打造矿山新业态，实现矿山的绿色化、安全化、高效化。首钢矿业智能化矿山的成功实践，为全国矿业行业提供了示范。
“我国冶金矿山行业正处于智能化转型升级的关键时期。智能化、无人化已经成为冶金矿山突破发展瓶颈、实现提质增效、保障安全生产的必由之路，更是行业高质量发展的核心竞争力所在。矿用卡车无人驾驶技术正是推动矿山智能化转型的关键抓手。”中国冶金矿山协会总工程师雷平喜在观看了首钢矿业矿用卡车无人驾驶成果后感触颇深地说，首钢矿业立足于矿山实际生产需求，分阶段、分批次推进无人驾驶项目建设，累计减少司机150人，每年节约人工成本超过4200万元。项目的成功实施，推动了自动化、智能化、低碳化运输体系的建立，打破了绿色露天矿山单体运输设备人工驾驶的传统模式，既让一线职工从危险繁重的作业环境中解脱出来，又通过智能调度、数字管控提升了管理效能，践行了以人为本、安全发展的理念，彰显了绿色低碳发展的责任和担当。
据粗略统计，首钢矿业启动智能化矿山建设5年多来，不仅孕育出“一张图”“即时启动”“一级调度”“电梯式自助运行”等一批具有矿业特色的智能矿山建设理念，还实现了价值创造，直接减少人员522人，年降低人工成本约1.3亿元，有效支撑了新产线的人力资源需求。
更重要的是，首钢矿业5年来的智能化矿山建设实践，以及形成的智能矿山理念及技术产品化，被业内誉为“首矿方案”，已在国内外50余家矿山企业得到推广应用，提升了品牌形象和行业影响力。
“当前，新一轮科技革命和产业变革加速演变，智能化转型已成为冶金矿山行业高质量发展的必由之路。我们要加快推进矿业板块智能化转型升级，不断巩固和提升智能化建设成果，全力打造国内领先、国际一流的冶金矿山智能化标杆，持续提升安全保障水平、绿色发展水平、资源保障能力，为国家钢铁产业安全、地方经济社会发展贡献更大首钢力量。”金洪利表示。