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“智能+”開啟中國礦業(yè)新征程 看洛陽鉬業(yè)如何打造智慧礦山標桿企業(yè)

每天早上8時，洛陽鉬業(yè)礦山公司生產科調度班班長王鋼準時來到智能調度管控中心，他只需輕點鼠標，各作業(yè)區(qū)域根據(jù)自動化配礦、智能化派單完成的鏟裝量、運礦量及各個環(huán)節(jié)生產設備運行情況便一目了然。

在王鋼的操作下，通過大屏幕看到，一臺臺挖掘機在生產區(qū)域實施鏟裝作業(yè)，一輛輛滿載礦石的運礦車輛有序地將其卸到碎礦站后返到指定位置。將鏡頭拉近后，記者驚奇地發(fā)現(xiàn)這些大型設備竟然全是“無人機器”！這不是科幻大片，而是洛陽鉬業(yè)三道莊礦區(qū)的真實場景。

“此前，上班后第一件事就是到采場內察看各作業(yè)區(qū)生產及配礦情況，往往要耗費一上午，且存在配礦難度大，品位波動率高等問題。通過實施智慧礦山建設實現(xiàn)了自動配礦、派單式智能調度、實時動態(tài)監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析等核心功能，其中智能配礦技術自動生成最優(yōu)配礦計劃，使礦石品位波動率由15.82%下降到3.35%，有效地提高了資源利用率，實現(xiàn)了貧富難易兼采。”王鋼如是說。

科技賦能礦業(yè) 智慧創(chuàng)造未來

作為我國智慧礦山的領跑者和綠色礦山推動者，連年來，洛陽鉬業(yè)順應全球智能化趨勢，將物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新一代信息技術與與傳統(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)新成果應用轉化，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的系列難題，有力地推動了傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級和企業(yè)高質量發(fā)展。

洛陽鉬業(yè)礦山公司在日常生產中需綜合考慮鉬、鎢、銅等原礦品位、氧化率、巖性、產量等多重因素，實現(xiàn)均衡供礦難度較大。而原有的調度系統(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設的程序執(zhí)行，其優(yōu)點能嚴格執(zhí)行配礦計劃，但存在調度模式簡單，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鍵技術研究，綜合應用多傳感器融合技術、高精度組合導航定位技術、智能控制及群體智能優(yōu)化調度等前沿學科，創(chuàng)新性地研發(fā)了高效無人開采平臺，構建了多金屬多目標全要素露天礦精細化配礦模型，用基于云服務的露天礦無人開采一體化技術管控平臺來進行生產調度。根據(jù)裝、運、卸的運行情況，自適應調整不同時段下的配礦計劃，升級鏟裝設備車載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優(yōu)化，尤其對突發(fā)性硬件故障、車輛未按調度執(zhí)行、緊急停派、破碎站應急存礦等異常情況的處理進行相應的研發(fā)，實現(xiàn)了設備實時位置顯示、歷史軌跡回放以及滿載、空載、待車等工作狀態(tài)智能識別。構建的實時調度優(yōu)化模型，進行最優(yōu)化的路徑選擇和車流規(guī)劃，作業(yè)人員或無人設備利用移動終端實時接收調度指令，對生產過程的突發(fā)情況進行動態(tài)預警及調整。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)礦山公司副經理張超介紹，卡車集群作業(yè)智能派單調度系統(tǒng)實現(xiàn)了車隊的實時智能派單調度，優(yōu)化了車鏟配比，減少作業(yè)設備70臺，大幅提高了運輸效率。利用5G通信技術，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度和無人車最優(yōu)道路規(guī)劃導航，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 轉型引領發(fā)展

露天開采是我國礦產資源開采的重要方式，現(xiàn)階段我國礦業(yè)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(fā)利用、環(huán)境保護、開采工藝、技術裝備、安全管理等方面要求的越來越嚴格，以數(shù)字化、信息化、自動化和智能化帶動傳統(tǒng)礦業(yè)轉型和升級，大力發(fā)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(yè)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。

據(jù)了解，洛陽鉬業(yè)早在2016年就根據(jù)三道莊礦區(qū)地質條件、資源賦存形態(tài)及生產作業(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、鏟裝和運輸生產設備智能化系統(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，該技術可廣泛應用于空區(qū)處理、地震、洪澇、滑坡、泥石流等自然災害以及高原、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。該型號車輛具備智能遙控起步、轉彎、換檔、停車和自動卸礦的功能，和人工操作完全一樣，實現(xiàn)了智能化裝備與新能源改造的完美結合，成為集純電動驅動、遠程遙控和無人駕駛于一體的綠色環(huán)保智能采礦裝備。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，充電時間僅需1.85個小時，運行6小時，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。今年7月下旬，由國電投（河南）新動力科技有限公司投資籌建的欒川新能源綠色礦山與綠電運輸項目投運儀式在洛陽鉬業(yè)三道莊礦區(qū)成功啟用，該項目純電動車輛可實現(xiàn)3分30秒電池更換，相比傳統(tǒng)模式對電動車充電1.5個小時，車輛運輸效率提高40%，一期可滿足40輛新能源重卡換電作業(yè)。

為徹底解決礦山特殊復雜環(huán)境通信信號傳輸?shù)募夹g瓶頸，洛陽鉬業(yè)在全國率先將5G技術應用在無人礦山領域，實現(xiàn)了基于5G網絡的鏟、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；添加遠程模擬駕駛艙駕駛功能，優(yōu)化機箱配置，升級為工控主機，大幅度提高運算能力；增加比例閥軟剎車，啟停更加流暢；增加攝像頭和毫米波雷達等輔助駕駛設備，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)，有如履薄冰的感覺；在高陡邊坡下部干活，更是提心吊膽，害怕空區(qū)塌陷和邊坡滑坡，現(xiàn)在好了，坐在智能調度管控中心，吹著空調就把活干了，不僅改變了以前人們對礦工傻大黑粗的認知，而且徹底實現(xiàn)了本質安全，使我們感受到了前所未有的尊嚴”。

（來稿：洛鉬中國區(qū)/郭曉莉）

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