創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型 科技引領(lǐng)未來(lái)

王海波｜文

洛陽(yáng)鉬業(yè)主導(dǎo)研發(fā)的智能化裝備和環(huán)保技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化裝備與新能源改造的完美結(jié)合，最終將構(gòu)建多智能體協(xié)同智能調(diào)度及自主高效開(kāi)采平臺(tái)。

遠(yuǎn)看，數(shù)臺(tái)鉆機(jī)精確地移動(dòng)至事先設(shè)計(jì)好的穿孔位置，實(shí)施穿孔作業(yè)；一輛輛礦用自卸車(chē)開(kāi)到裝載現(xiàn)場(chǎng)，挖掘機(jī)精確地將礦石鏟裝進(jìn)礦用自卸車(chē)大廂內(nèi)，待滿載后，駛離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。近看，這些大型采、掘、運(yùn)輸設(shè)備竟然全是“無(wú)人機(jī)”！而距作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)1公里外，操作人員正在電子屏前的操作臺(tái)實(shí)施遠(yuǎn)程智能遙控。

“目前在空區(qū)制約及邊坡下部危險(xiǎn)采礦區(qū)域，從穿孔、鏟裝、運(yùn)輸?shù)蕉纹扑?，全部?shí)現(xiàn)了智能化無(wú)人作業(yè)”，在洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“洛陽(yáng)鉬業(yè)”）礦山公司露采作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，智能化裝備操作工王俊峰如是說(shuō)。

智能裝備國(guó)際領(lǐng)先

據(jù)國(guó)際采礦業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)及遠(yuǎn)程遙控采礦技術(shù)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)礦山無(wú)人開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)。2016年，我國(guó)發(fā)布了《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》，明確提出5年內(nèi)要大力推進(jìn)礦業(yè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新。洛陽(yáng)鉬業(yè)作為國(guó)內(nèi)鉬鎢行業(yè)的龍頭企業(yè)，將信息化和工業(yè)化深度融合，走智能升級(jí)之路，是引領(lǐng)傳統(tǒng)礦業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。此前，洛陽(yáng)鉬業(yè)與西安建筑科技大學(xué)聯(lián)合實(shí)施了“露天礦數(shù)字化采礦管理集成系統(tǒng)”項(xiàng)目，鉬鎢露天礦多目標(biāo)優(yōu)化配礦管理系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)組織數(shù)字化，配礦管理動(dòng)態(tài)化，礦巖計(jì)量自動(dòng)化，現(xiàn)場(chǎng)管理可視化，調(diào)度指令信息化，設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化，信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化的目標(biāo)。

但隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)迅速發(fā)展，DM的最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化和高效率，直至遙控采礦和無(wú)人采礦。而國(guó)外露天礦山智能生產(chǎn)設(shè)備的研究起步較早，借助于衛(wèi)星通訊和計(jì)算機(jī)等科技的發(fā)展，部分礦山設(shè)備已實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化操作。但由于礦山地質(zhì)條件與資源賦存形態(tài)等方面的差異，國(guó)外的智能生產(chǎn)設(shè)備并不能完全適應(yīng)我國(guó)的礦山條件。另外，受到多種因素的影響，國(guó)外設(shè)備購(gòu)置價(jià)格平均為國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的2～3倍，后期運(yùn)行成本和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用亦高于國(guó)產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品，加之國(guó)外設(shè)備核心技術(shù)后期使用也存在風(fēng)險(xiǎn)，因此自主研發(fā)三道莊露天礦智能生產(chǎn)設(shè)備勢(shì)在必行。

近年來(lái)，洛陽(yáng)鉬業(yè)經(jīng)過(guò)與河南躍薪智能機(jī)械有限公司合作，根據(jù)三道莊礦區(qū)礦山地質(zhì)條件、資源賦存形態(tài)及生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行一系列的采礦優(yōu)化，按照生產(chǎn)設(shè)備操作遙控化→遙控操作遠(yuǎn)程化→無(wú)人操作智能化的步驟，逐步建立了一套高效、實(shí)用、安全的露天礦穿孔、鏟裝和運(yùn)輸生產(chǎn)設(shè)備智能化系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照“最大限度利用礦山現(xiàn)有設(shè)備，最大限度兼容原有人工操控系統(tǒng)”的技術(shù)創(chuàng)新思路，實(shí)現(xiàn)設(shè)備無(wú)人和有人值守之間的信號(hào)采集、輸送、控制及自動(dòng)切換，其最終目標(biāo)是研發(fā)集智能開(kāi)采基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、智能工業(yè)大數(shù)據(jù)通信、智能開(kāi)采無(wú)人調(diào)度與控制、智能采礦生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、智能開(kāi)采智慧生產(chǎn)決策和智能化采礦作業(yè)設(shè)備于一體的礦山無(wú)人開(kāi)采智慧管控平臺(tái)。

近年來(lái)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和不斷改進(jìn)，克服露天采場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)信號(hào)干擾多，無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜，遠(yuǎn)程遙控及智能化操控難度大等技術(shù)難題，研發(fā)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備遠(yuǎn)程智能操控平臺(tái)，有效操控距離達(dá)到15千米，該平臺(tái)具有安全性高、一人多控、可靠性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)便利、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，極大地降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本。該系統(tǒng)研發(fā)的核心技術(shù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的空白，改變了傳統(tǒng)的人工操作模式，提高了采礦裝備的自動(dòng)化、智能化水平，為提升采礦生產(chǎn)管理水平和企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人開(kāi)采奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)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(qiáng)腐蝕、高輻射等惡劣環(huán)境和高危條件下?lián)岆U(xiǎn)救援，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。經(jīng)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)專家組鑒定，整體技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，榮獲中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，被中國(guó)礦業(yè)報(bào)列入2017年度技術(shù)裝備大事。

操作工王俊峰說(shuō)：“以前在空區(qū)上部作業(yè)，盡管頂板厚度達(dá)到安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，但心里總是不踏實(shí)，有如履薄冰的感覺(jué)，自從使用“無(wú)人機(jī)”（即智能化穿孔、鏟裝、運(yùn)輸裝備）后，徹底把我們從高危作業(yè)環(huán)境中解脫了出來(lái)。”

環(huán)保技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段以及《中國(guó)制造2025》計(jì)劃的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)行業(yè)尤其是礦山行業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級(jí)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，“智能+綠色”成為未來(lái)礦山行業(yè)的發(fā)展主題。與河南躍薪智能機(jī)械有限公司再度聯(lián)合實(shí)施的“純電動(dòng)礦用自卸車(chē)及能量回收系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目，研發(fā)的SY系列純電動(dòng)礦用卡車(chē)?yán)孟律侥芰炕仞伵c上山消耗的能量相互補(bǔ)償，在車(chē)輛制動(dòng)或滑行時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存到電池中，既可以達(dá)到延長(zhǎng)整車(chē)使用時(shí)間及續(xù)航里程，又減少了機(jī)械磨損及能量消耗。與同等功率柴油運(yùn)輸車(chē)輛相比，該型號(hào)車(chē)輛噸公里能耗僅為1/6，維修保養(yǎng)費(fèi)用僅為1/2。經(jīng)過(guò)國(guó)家礦山機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心的檢驗(yàn)檢測(cè)，具有環(huán)保節(jié)能、低成本、投資少、易于推廣的顯著優(yōu)勢(shì)，在“零排放”的基礎(chǔ)上，加速、爬坡、續(xù)航里程等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均處于行業(yè)前列，給露天采礦運(yùn)輸設(shè)備帶來(lái)革命性風(fēng)暴。

王俊峰表示：該型號(hào)車(chē)輛具備智能遙控起步、轉(zhuǎn)彎、換擋、停車(chē)和自動(dòng)卸礦的功能，和人工操作完全一樣，并且采用純電動(dòng)及能量回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能化裝備與新能源改造的完美結(jié)合，該車(chē)已成為集純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、遠(yuǎn)控智能遙控和無(wú)人駕駛為一體的綠色環(huán)保智能采礦裝備。業(yè)內(nèi)專家稱此舉打破了國(guó)外礦山設(shè)備公司的技術(shù)壟斷，開(kāi)啟了中國(guó)建設(shè)智慧礦山的新征程。

智能環(huán)保相互融合

2017年作為人工智能的元年，洛陽(yáng)鉬業(yè)深入貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院《關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》中進(jìn)一步明確提出人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，全面拓展人工智能在礦業(yè)應(yīng)用的深度和廣度。洛陽(yáng)鉬業(yè)再度與西安建筑科技大學(xué)、河南躍薪智能機(jī)械有限公司聯(lián)合組成產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)多金屬露天開(kāi)采智能生產(chǎn)管控、智慧決策及無(wú)人開(kāi)采裝備關(guān)鍵技術(shù)。重點(diǎn)研發(fā)：卡車(chē)自主運(yùn)行感知、決策及控制無(wú)人駕駛技術(shù)、露天開(kāi)采多金屬多目標(biāo)智能配礦、露天開(kāi)采卡車(chē)自主智能調(diào)度、露天開(kāi)采智慧生產(chǎn)決策等。目標(biāo)是將作業(yè)計(jì)劃，采、裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)調(diào)度以及運(yùn)輸自動(dòng)計(jì)量與管理集成為一體，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采、裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自主智能采集、判斷、顯示、控制與決策管理，對(duì)多金屬配礦作業(yè)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)智能動(dòng)態(tài)優(yōu)化，卡車(chē)、鉆機(jī)等設(shè)備自主智能調(diào)度及自主運(yùn)行，對(duì)采礦生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)智慧決策及控制，從而形成一種全方位新型露天礦無(wú)人開(kāi)采管控及智慧決策平臺(tái)。該平臺(tái)相關(guān)技術(shù)目前已經(jīng)在SY系列純電動(dòng)礦用卡車(chē)上試運(yùn)行，卡車(chē)?yán)肦TK/GPS系統(tǒng)和4G局域網(wǎng)絡(luò)，在無(wú)人駕駛模式下，可實(shí)時(shí)進(jìn)行道路規(guī)劃及自主避障，具有無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程駕駛和人工駕駛?cè)N模式自由切換，隨時(shí)執(zhí)行調(diào)度指令，必要時(shí)遠(yuǎn)程操控人工干預(yù)。該系統(tǒng)最終將構(gòu)建多智能體協(xié)同智能調(diào)度及自主高效開(kāi)采平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜礦區(qū)條件下的露天礦無(wú)人高效開(kāi)采，將洛陽(yáng)鉬業(yè)打造成為行業(yè)領(lǐng)先的無(wú)人駕駛及無(wú)人開(kāi)采示范基地,這將對(duì)中國(guó)礦山行業(yè)具有劃時(shí)代的重要意義。