王海波｜文

洛陽鉬業(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)度及自主高效開采平臺。

遠(yuǎn)看，數(shù)臺鉆機(jī)精確地移動至事先設(shè)計(jì)好的穿孔位置，實(shí)施穿孔作業(yè)；一輛輛礦用自卸車開到裝載現(xiàn)場，挖掘機(jī)精確地將礦石鏟裝進(jìn)礦用自卸車大廂內(nèi)，待滿載后，駛離作業(yè)現(xiàn)場。近看，這些大型采、掘、運(yùn)輸設(shè)備竟然全是“無人機(jī)”！而距作業(yè)現(xiàn)場1公里外，操作人員正在電子屏前的操作臺實(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)了智能化無人作業(yè)”，在洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱“洛陽鉬業(yè)”）礦山公司露采作業(yè)現(xiàn)場，智能化裝備操作工王俊峰如是說。

智能裝備國際領(lǐng)先

據(jù)國際采礦業(yè)發(fā)展趨勢，自動及遠(yuǎn)程遙控采礦技術(shù)是未來實(shí)現(xiàn)礦山無人開采的關(guān)鍵技術(shù)。2016年，我國發(fā)布了《全國礦產(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。洛陽鉬業(yè)作為國內(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，走智能升級之路，是引領(lǐng)傳統(tǒng)礦業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路。此前，洛陽鉬業(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，配礦管理動態(tài)化，礦巖計(jì)量自動化，現(xiàn)場管理可視化，調(diào)度指令信息化，設(shè)備運(yùn)行自動化，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、自動化和高效率，直至遙控采礦和無人采礦。而國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，國外的智能生產(chǎn)設(shè)備并不能完全適應(yīng)我國的礦山條件。另外，受到多種因素的影響，國外設(shè)備購置價格平均為國產(chǎn)設(shè)備價格的2～3倍，后期運(yùn)行成本和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用亦高于國產(chǎn)同類產(chǎn)品，加之國外設(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)備勢在必行。

近年來，洛陽鉬業(yè)經(jīng)過與河南躍薪智能機(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)備無人和有人值守之間的信號采集、輸送、控制及自動切換，其最終目標(biāo)是研發(fā)集智能開采基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自動采集、智能工業(yè)大數(shù)據(jù)通信、智能開采無人調(diào)度與控制、智能采礦生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、智能開采智慧生產(chǎn)決策和智能化采礦作業(yè)設(shè)備于一體的礦山無人開采智慧管控平臺。

近年來，經(jīng)過試驗(yàn)和不斷改進(jìn)，克服露天采場強(qiáng)磁場、強(qiáng)電場信號干擾多，無線傳播環(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，有效操控距離達(dá)到15千米，該平臺具有安全性高、一人多控、可靠性強(qiáng)、操作簡單、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)核心競爭力，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)智能無人開采奠定了堅(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)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會專家組鑒定，整體技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，榮獲中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，被中國礦業(yè)報(bào)列入2017年度技術(shù)裝備大事。

操作工王俊峰說：“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，自從使用“無人機(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?！?/p>

環(huán)保技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段以及《中國制造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)型升級的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，“智能+綠色”成為未來礦山行業(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“純電動礦用自卸車及能量回收系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目，研發(fā)的SY系列純電動礦用卡車?yán)孟律侥芰炕仞伵c上山消耗的能量相互補(bǔ)償，在車輛制動或滑行時，將動能轉(zhuǎn)化為電能，儲存到電池中，既可以達(dá)到延長整車使用時間及續(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)輸車輛相比，該型號車輛噸公里能耗僅為1/6，維修保養(yǎng)費(fèi)用僅為1/2。經(jīng)過國家礦山機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的檢驗(yàn)檢測，具有環(huán)保節(jié)能、低成本、投資少、易于推廣的顯著優(yōu)勢，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)備帶來革命性風(fēng)暴。

王俊峰表示：該型號車輛具備智能遙控起步、轉(zhuǎn)彎、換擋、停車和自動卸礦的功能，和人工操作完全一樣，并且采用純電動及能量回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能化裝備與新能源改造的完美結(jié)合，該車已成為集純電動驅(qū)動、遠(yuǎn)控智能遙控和無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外礦山設(shè)備公司的技術(shù)壟斷，開啟了中國建設(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，洛陽鉬業(yè)深入貫徹落實(shí)國務(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)動力，全面拓展人工智能在礦業(yè)應(yīng)用的深度和廣度。洛陽鉬業(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)多金屬露天開采智能生產(chǎn)管控、智慧決策及無人開采裝備關(guān)鍵技術(shù)。重點(diǎn)研發(fā)：卡車自主運(yùn)行感知、決策及控制無人駕駛技術(shù)、露天開采多金屬多目標(biāo)智能配礦、露天開采卡車自主智能調(diào)度、露天開采智慧生產(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)對采、裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)過程的實(shí)時數(shù)據(jù)自主智能采集、判斷、顯示、控制與決策管理，對多金屬配礦作業(yè)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)智能動態(tài)優(yōu)化，卡車、鉆機(jī)等設(shè)備自主智能調(diào)度及自主運(yùn)行，對采礦生產(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人開采管控及智慧決策平臺。該平臺相關(guān)技術(shù)目前已經(jīng)在SY系列純電動礦用卡車上試運(yùn)行，卡車?yán)肦TK/GPS系統(tǒng)和4G局域網(wǎng)絡(luò)，在無人駕駛模式下，可實(shí)時進(jìn)行道路規(guī)劃及自主避障，具有無人駕駛、遠(yuǎn)程駕駛和人工駕駛?cè)N模式自由切換，隨時執(zhí)行調(diào)度指令，必要時遠(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)度及自主高效開采平臺，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜礦區(qū)條件下的露天礦無人高效開采，將洛陽鉬業(yè)打造成為行業(yè)領(lǐng)先的無人駕駛及無人開采示范基地,這將對中國礦山行業(yè)具有劃時代的重要意義。