洛陽鉬業(yè)礦山公司智能調(diào)度管控中心操作現(xiàn)場
科技賦能礦業(yè) 智慧創(chuàng)造未來
近年來，洛陽鉬業(yè)順應(yīng)全球智能化趨勢，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)礦業(yè)相融合，深刻把握新一代人工智能的發(fā)展特點，積極探索人工智能創(chuàng)新成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化，全面推進機械化換人、自動化減人、智能化無人，有效破解了制約生產(chǎn)的系列難題，有力推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
洛陽鉬業(yè)礦山公司在日常生產(chǎn)中需綜合考慮鉬、鎢、銅等原礦品位、氧化率、巖性、產(chǎn)量等多重因素，實現(xiàn)均衡供礦難度較大。而原有的調(diào)度系統(tǒng)為了保證配礦的效果，將車輛、挖掘機和碎礦站綁定，無論是鏟裝還是卸礦都按管控平臺預(yù)設(shè)的程序執(zhí)行，其優(yōu)點能嚴格執(zhí)行配礦計劃，但存在調(diào)度模式簡單和車輛排隊等待時間長、效率低下等弊端，直接影響了運行效率。
為了解決這一難題，洛陽鉬業(yè)與西安建筑科技大學優(yōu)邁智慧礦山研究院實施了露天礦無人裝備及智能管控一體化關(guān)鍵技術(shù)研究，綜合應(yīng)用多傳感器融合技術(shù)、高精度組合導(dǎo)航定位技術(shù)、智能控制及群體智能優(yōu)化調(diào)度等前沿技術(shù)，創(chuàng)新性地研發(fā)了高效無人開采平臺，構(gòu)建了多金屬多目標全要素露天礦精細化配礦模型，用基于云服務(wù)的露天礦無人開采一體化技術(shù)管控平臺進行生產(chǎn)調(diào)度。根據(jù)裝、運、卸的運行情況，自適應(yīng)調(diào)整不同時段下的配礦計劃，升級鏟裝設(shè)備車載GPS，將定位精度提高至厘米級，保證配礦品位均衡，提高了配礦效率。智能派單式調(diào)度系統(tǒng)對原有的系統(tǒng)界面及交互方式以及異常狀況的處理進行相應(yīng)優(yōu)化，尤其對突發(fā)性硬件故障、車輛未按調(diào)度執(zhí)行、緊急停派、破碎站應(yīng)急存礦等異常情況的處理進行相應(yīng)的研發(fā)，實現(xiàn)了設(shè)備實時位置顯示、歷史軌跡回放以及滿載、空載、待車等工作狀態(tài)智能識別。構(gòu)建的實時調(diào)度優(yōu)化模型，進行最優(yōu)化的路徑選擇和車流規(guī)劃，作業(yè)人員或無人設(shè)備利用移動終端實時接收調(diào)度指令，對生產(chǎn)過程的突發(fā)情況進行動態(tài)預(yù)警及調(diào)整。對未按要求進行鏟裝-運輸-卸礦操作的卡車進行智能管控，大幅降低了計量勞動強度，保證了配礦及調(diào)度準確性。通過無人機對采場定時航測，實現(xiàn)了三維礦區(qū)現(xiàn)狀及時采集和更新，提高精準管控水平。
據(jù)洛陽鉬業(yè)礦山公司副經(jīng)理張超介紹，卡車集群作業(yè)智能派單調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)了車隊的實時智能派單調(diào)度，優(yōu)化了車鏟配比，減少作業(yè)設(shè)備70臺，大幅提高了運輸效率。利用5G通信技術(shù)，實現(xiàn)了150輛有人駕駛與30輛無人駕駛純電動卡車混合編隊的自主智能調(diào)度和無人車最優(yōu)道路規(guī)劃導(dǎo)航，車輛運輸效率提高22%，年節(jié)約運輸成本7000余萬元。
?創(chuàng)新贏得先機 轉(zhuǎn)型引領(lǐng)發(fā)展
隨著國家對礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用、環(huán)境保護、開采工藝、技術(shù)裝備、安全管理等方面的要求越來越嚴格，以數(shù)字化、信息化、自動化和智能化帶動傳統(tǒng)礦業(yè)轉(zhuǎn)型和升級，大力發(fā)展露天智能乃至無人開采技術(shù)，以此革新露采開采模式、減少作業(yè)人員、提高生產(chǎn)效率和安全性，是當前我國露天開采的必然選擇和必經(jīng)之路。
據(jù)了解，洛陽鉬業(yè)早在2016年就根據(jù)三道莊礦區(qū)地質(zhì)條件、資源賦存形態(tài)及生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，進行了一系列優(yōu)化，建立了一套高效、實用、安全的露天礦穿孔、鏟裝和運輸生產(chǎn)設(shè)備智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)了穿孔、鏟裝、運輸?shù)臒o人高效作業(yè)，改變了傳統(tǒng)的人工操作模式。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于空區(qū)處理、地震、洪澇、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害以及高原、高溫、高寒、強腐蝕、高輻射等惡劣環(huán)境和高危條件下?lián)岆U救援，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
洛陽鉬業(yè)與河南躍薪、西建大聯(lián)合研發(fā)的純電動礦用無人駕駛卡車，搭載能量回收利用優(yōu)化系統(tǒng)，著重發(fā)揮重載下坡能量回饋效率，在車輛制動或滑行時，將動能轉(zhuǎn)化為電能，儲存到電池中，利用下山能量回饋補償上山消耗的能量，既可以延長單車續(xù)駛里程，又減少機械磨損延長整車使用壽命，一次充電可滿足8小時運輸需求，完全實現(xiàn)零排放，并成功開啟無人駕駛新模式。換電式純電動挖掘機采用高性能磷酸鐵鋰電池，具有安全系數(shù)高、耐高溫、性能穩(wěn)定、使用壽命長、動力強勁等特點，與同類型挖掘機相比，電耗比油耗費用節(jié)約75%以上，為助力碳達峰、碳中和目標的實現(xiàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
為徹底解決礦山特殊復(fù)雜環(huán)境通信信號傳輸?shù)募夹g(shù)瓶頸，洛陽鉬業(yè)在全國率先將5G技術(shù)應(yīng)用在無人礦山領(lǐng)域，實現(xiàn)了基于5G網(wǎng)絡(luò)的鏟、裝、運超遠程精準控制，使無人采礦作業(yè)的精準度、穩(wěn)定性得到了大幅提高，智能系統(tǒng)實現(xiàn)了云服務(wù)器下的精準控制。2020年底，無人駕駛第二代車輛實現(xiàn)24小時多個裝載點編隊運行，一號破碎站全站運礦無人化，運輸能力達到450萬噸/年。2021年，第三代無人電動車全部采用全新車型，大幅度提高運算能力，啟停更加流暢，使無人駕駛更安全可靠。
在全流程無人采礦裝備研發(fā)方面，牙輪鉆機遠程智能控制系統(tǒng)改造實現(xiàn)了牙輪鉆機穿孔設(shè)計自動上傳，鉆機自動尋孔找位，孔深自動控制，降低勞動強度，提高工作效率，進一步提升了采礦裝備全流程智能化水平。
牙輪鉆機操作工趙喜運說：“以前在空區(qū)上部作業(yè)，有種如履薄冰的感覺；在高陡邊坡下部干活，更是提心吊膽，害怕安全區(qū)塌陷和邊坡滑坡。現(xiàn)在好了，坐在智能調(diào)度管控中心，吹著空調(diào)就把活干了，徹底實現(xiàn)了本質(zhì)安全。我們感受到了前所未有的尊嚴。”
特約記者：王海波
