今年67歲的張廣德,退休前是洛陽鉬業礦山公司運輸車間礦用車駕駛員。不久前,他回到礦山參觀,當他看到純電動無人駕駛車輛在滿載后按規劃路線能自主完成起步、換擋、加速、轉彎、卸載功能,并且一個人可以同時操控15輛車時,不由得露出難以置信的表情,連聲贊嘆:“好家伙,在之前連想都不敢想的事變成了現實。以前我們三班倒作業,困了就擰一下大腿;冬季柴油凍了,還要用火去烤,現在不用燃油、不用司機就把活干了,真是太先進了。”
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不僅張廣德對無人駕駛車輛感到不可思議,就連原牙輪鉆機、電鏟操作工以及調度員等一批老師傅,對遠程操控穿孔、鏟裝裝備和智能調度系統也感到太神奇。
科技賦能領跑中國礦業
創新贏得先機,智慧開創未來。根據國際采礦業發展趨勢,智能化采礦作業是未來實現礦山無人開采的關鍵技術。2022年8月,應急管理部、國家礦山安全監察局發布的《“十四五”礦山安全生產規劃》指出,要加強礦山智能化關鍵技術的研發、輔助運輸環節無人駕駛等在內的關鍵技術和裝備的重點突破。現階段,我國非煤礦山正處于信息化向智能化轉型的關鍵階段,隨著國家對礦產資源綜合開發利用、環境保護、開采工藝、技術裝備、安全管理等方面的要求越來越嚴格,以數字化、信息化、自動化和智能化帶動傳統礦業轉型和升級,大力發展露天智能乃至無人開采技術,以此革新露采開采模式,減少作業人員,提高生產效率和安全性,是當前我國露天開采的必然選擇和必經之路。
作為我國智慧礦山的領跑者和綠色礦山推動者,近年來,洛陽鉬業立足綠色、安全、和諧、智能、高效的新礦業理念,順應全球智能化趨勢,與相關高校和科研單位合作,將物聯網、云計算、大數據、人工智能、5G等新一代信息技術與傳統礦業相融合,深刻把握新一代人工智能的發展特點,積極探索人工智能創新成果應用轉化,全面推進機械化換人、自動化減人、智能化作業,有效地破解了制約生產的系列難題,有力地推動了傳統產業轉型升級和企業高質量發展。
智能采礦裝備國內領先
早在2016年,洛陽鉬業管理層高瞻遠矚,根據三道莊礦區地質條件、資源賦存形態及生產作業環境進行一系列優化,利用當時的采礦裝備,最大限度地保留原有人工操控系統,進行采礦裝備的遠程及智能化升級改造,逐步建立了一套高效、實用、安全的穿孔、鏟裝和運輸生產設備智能化系統,實現了無人高效作業。“當時,這種改造就是智能礦山建設的雛形,屬于花小錢辦大事。”遙控挖掘機操作工王俊峰說。
2018年6月,洛陽鉬業與河南躍薪智能機械有限公司聯手,研發了40余臺純電動礦用卡車,與同等功率柴油運輸車相比,能耗及維修費用降低了50%以上;利用重載能量回收系統,礦山路況下能量可回收25%~30%,一次充電可滿足8小時運輸需求,完全實現零排放。同年9月,15臺純電動礦用卡車成功開啟智能駕駛新模式,中國礦業進入“智能+綠色”新時代。
2019年,洛陽鉬業首次將5G技術應用在無人礦山領域,利用5G網絡的超高速率、超低時延的特性,實現了基于5G網絡的鏟、裝超遠程精準控制。2020年,洛陽鉬業礦區內9個5G無線通訊基站實現網絡全覆蓋,無人采礦作業的精準度、穩定性得到了大幅提高,徹底解決了礦山特殊復雜環境信號傳輸的技術“瓶頸”,無人駕駛車輛實現了24小時多個裝載點編隊運行,一號破碎站全站運礦實現了無人化,運輸能力達到了450萬噸/年,有力地促進了企業的升級轉型和可持續發展。
為提高純電動車輛的作業效率,洛陽鉬業建成了無人值守新能源換電站,可滿足50臺新能源重卡使用,實現電池3.5分鐘更換,助力運輸作業效率提高了10%,有力地推動了智能礦山向全面低碳邁進。“牙輪鉆機遠程智能控制系統”實現了牙輪鉆機穿孔設計自動上傳,鉆機自動找位,孔深自動控制,進一步提升了采礦裝備全流程智能化水平。
智能調度系統國際一流
洛陽鉬業三道莊露天礦承擔4個鉬選廠、兩個鎢選廠的供礦任務,配礦需綜合考慮鉬、鎢、銅、氧化率、巖性等多重因素,導致均衡供礦難度增加。通過采用新一代前沿信息技術,將無人機動態建模、多金屬多目標配礦、裝運卸智能調度以及生產數據智能進行分析與管理,構建了一套全方位新型現代露天礦智能生產管控決策系統。其中,無人機高精度動態3D建模采用高精度RTK技術和無人機低空攝影技術,在智能航線模式下實現了礦區地形數據的自動采集,對礦區實現了高精度3D模型的構建;利用圖像智能識別技術自動生成了礦區道路路網模型,大幅降低了測量人員現場作業勞動強度,提高了基礎數據采集效率,為無人駕駛和生產管控等實施提供了地形可視化模型。
洛陽鉬業多金屬多目標智能配礦系統利用3DGIS技術構建爆堆品位數據庫,實現了爆堆數據的可視化管理,利用高精度組合定位技術實時動態獲取鏟裝位置出礦品位。該系統根據挖掘機的生產能力、結合當前作業區礦石品位、礦石巖性,及碎礦站入礦量和品位要求,利用多金屬多目標智能配礦模型自動生成當班最優配礦計劃,最大限度利用低品位礦石資源,確保了入選品位均衡穩定。
集群協同卡車智能調度系統運用“滴滴打車”智能感知技術,實現了設備實時位置顯示、歷史軌跡回放以及滿載、空載、等車等工作狀態識別;根據智能配礦計劃,并采用派單方式對運輸和鏟裝設備實時進行科學調度,每運一車接受一次派單,同一車輛可以綁定同屬性多臺鏟裝設備,通過規劃卡車的最優運輸路徑和實時派單調度,減少了裝載和卸載的排隊時間;利用群智能優化算法構建實時調度優化模型,進行最優路徑選擇,以及全局和局部車流規劃。另外,作業人員或無人設備利用移動終端實時接收調度指令,系統動態跟蹤當前作業設備的實時運行情況,對生產過程的突發情況進行動態預警及調整。
礦巖運輸無人計量系統研發配礦—調度—稱重流程化智能管控技術,在卸載稱重時實現卡車、出礦點、出礦品位、噸位等數據智能識別,所有數據實時匯總至云平臺中心數據庫,系統自動將數據與配礦、調度指令進行實時比對,對未按要求進行裝—運—卸操作的卡車進行自動提示,應用后大幅降低了計量勞動強度,保證了配礦及調度執行的準確性。
大數據智能分析及可視化對鏟、裝、運的全生產流程下的數據進行實時采集并上傳到云平臺大數據中心,可實現裝載點、破碎站、鏟裝設備任務完成情況實時數據監控。洛陽鉬業利用大數據分析及可視化技術對破碎站鉬鎢入礦量、入礦品位、運輸功、計劃完成情況進行動態匯總和可視化分析,為生產管理人員掌握礦區總體生產和科學決策提供了依據。
據洛陽鉬業礦山公司經理何亞清介紹,目前,該公司已完成無人車全天全流程測試運行工作,升級了無人駕駛調度系統,智能一體化管控平臺也順利投入使用。該平臺將安全、環保、生產、監控、能源、設備等模塊數據進行了資源整合,實現了同一界面多維度可視化管理,通過對設備安全分析,以及對環境安全監測等多項核心數據進行可視化分析,實現了由“高危生產”向“本質安全”轉變、由“人工干預”向“無人值守”轉變、由“規模產量”向“質量效益”等轉變過程,走出了一條質量更高、效益更好、結構更優、市場競爭力更強的發展新路。
在談及下一步打算時,何亞清表示,7月份,礦山公司要完成礦石管控系統升級工作;10月份,完成多金屬礦BI數據分析及可視化運行,實現電腦和手機端生產管控報表系統實施可視化及異常預警。
未來,洛陽鉬業將以更高的標準、更高的要求,繼續踐行國內智能礦山標桿企業的責任與擔當,繼續引領中國礦業實現高質量發展。
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