創新驅動轉型 科技引領未來

王海波｜文

洛陽鉬業主導研發的智能化裝備和環保技術實現了智能化裝備與新能源改造的完美結合，最終將構建多智能體協同智能調度及自主高效開采平臺。

遠看，數臺鉆機精確地移動至事先設計好的穿孔位置，實施穿孔作業；一輛輛礦用自卸車開到裝載現場，挖掘機精確地將礦石鏟裝進礦用自卸車大廂內，待滿載后，駛離作業現場。近看，這些大型采、掘、運輸設備竟然全是“無人機”！而距作業現場1公里外，操作人員正在電子屏前的操作臺實施遠程智能遙控。

“目前在空區制約及邊坡下部危險采礦區域，從穿孔、鏟裝、運輸到二次破碎，全部實現了智能化無人作業”，在洛陽欒川鉬業集團股份有限公司（以下簡稱“洛陽鉬業”）礦山公司露采作業現場，智能化裝備操作工王俊峰如是說。

智能裝備國際領先

據國際采礦業發展趨勢，自動及遠程遙控采礦技術是未來實現礦山無人開采的關鍵技術。2016年，我國發布了《全國礦產資源規劃（2016-2020年）》，明確提出5年內要大力推進礦業領域科技創新。洛陽鉬業作為國內鉬鎢行業的龍頭企業，將信息化和工業化深度融合，走智能升級之路，是引領傳統礦業企業轉型升級的必由之路。此前，洛陽鉬業與西安建筑科技大學聯合實施了“露天礦數字化采礦管理集成系統”項目，鉬鎢露天礦多目標優化配礦管理系統達到國際領先水平，實現了生產組織數字化，配礦管理動態化，礦巖計量自動化，現場管理可視化，調度指令信息化，設備運行自動化，信息傳遞網絡化的目標。

但隨著物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術迅速發展，DM的最終表現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設備的研究起步較早，借助于衛星通訊和計算機等科技的發展，部分礦山設備已實現了無人化操作。但由于礦山地質條件與資源賦存形態等方面的差異，國外的智能生產設備并不能完全適應我國的礦山條件。另外，受到多種因素的影響，國外設備購置價格平均為國產設備價格的2～3倍，后期運行成本和設備維護費用亦高于國產同類產品，加之國外設備核心技術后期使用也存在風險，因此自主研發三道莊露天礦智能生產設備勢在必行。

近年來，洛陽鉬業經過與河南躍薪智能機械有限公司合作，根據三道莊礦區礦山地質條件、資源賦存形態及生產作業環境進行一系列的采礦優化，按照生產設備操作遙控化→遙控操作遠程化→無人操作智能化的步驟，逐步建立了一套高效、實用、安全的露天礦穿孔、鏟裝和運輸生產設備智能化系統。該系統按照“最大限度利用礦山現有設備，最大限度兼容原有人工操控系統”的技術創新思路，實現設備無人和有人值守之間的信號采集、輸送、控制及自動切換，其最終目標是研發集智能開采基礎數據自動采集、智能工業大數據通信、智能開采無人調度與控制、智能采礦生產執行系統、智能開采智慧生產決策和智能化采礦作業設備于一體的礦山無人開采智慧管控平臺。

近年來，經過試驗和不斷改進，克服露天采場強磁場、強電場信號干擾多，無線傳播環境復雜，遠程遙控及智能化操控難度大等技術難題，研發實現了設備遠程智能操控平臺，有效操控距離達到15千米，該平臺具有安全性高、一人多控、可靠性強、操作簡單、維護便利、節能環保等特點，極大地降低了操作人員的勞動強度和人工成本。該系統研發的核心技術，填補了國內該領域的空白，改變了傳統的人工操作模式，提高了采礦裝備的自動化、智能化水平，為提升采礦生產管理水平和企業核心競爭力，促進傳統產業的轉型升級，實現智能無人開采奠定了堅實的基礎。該系統可廣泛應用于空區處理、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、高輻射等惡劣環境和高危條件下搶險救援，具有廣闊的推廣應用前景。經中國有色金屬工業協會專家組鑒定，整體技術達到了國際先進水平，榮獲中國有色金屬工業科學技術進步一等獎，被中國礦業報列入2017年度技術裝備大事。

操作工王俊峰說：“以前在空區上部作業，盡管頂板厚度達到安全生產標準，但心里總是不踏實，有如履薄冰的感覺，自從使用“無人機”（即智能化穿孔、鏟裝、運輸裝備）后，徹底把我們從高危作業環境中解脫了出來。”

環保技術引領發展

隨著我國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段以及《中國制造2025》計劃的不斷推進，傳統行業尤其是礦山行業面臨著經濟結構調整、轉型升級的嚴峻挑戰，“智能+綠色”成為未來礦山行業的發展主題。與河南躍薪智能機械有限公司再度聯合實施的“純電動礦用自卸車及能量回收系統研發與應用”項目，研發的SY系列純電動礦用卡車利用下山能量回饋與上山消耗的能量相互補償，在車輛制動或滑行時，將動能轉化為電能，儲存到電池中，既可以達到延長整車使用時間及續航里程，又減少了機械磨損及能量消耗。與同等功率柴油運輸車輛相比，該型號車輛噸公里能耗僅為1/6，維修保養費用僅為1/2。經過國家礦山機械質量監督檢測中心的檢驗檢測，具有環保節能、低成本、投資少、易于推廣的顯著優勢，在“零排放”的基礎上，加速、爬坡、續航里程等關鍵技術指標均處于行業前列，給露天采礦運輸設備帶來革命性風暴。

王俊峰表示：該型號車輛具備智能遙控起步、轉彎、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，實現了智能化裝備與新能源改造的完美結合，該車已成為集純電動驅動、遠控智能遙控和無人駕駛為一體的綠色環保智能采礦裝備。業內專家稱此舉打破了國外礦山設備公司的技術壟斷，開啟了中國建設智慧礦山的新征程。

智能環保相互融合

2017年作為人工智能的元年，洛陽鉬業深入貫徹落實國務院《關于新一代人工智能發展規劃的通知》中進一步明確提出人工智能作為新一輪產業變革的核心驅動力，全面拓展人工智能在礦業應用的深度和廣度。洛陽鉬業再度與西安建筑科技大學、河南躍薪智能機械有限公司聯合組成產學研攻關團隊，研發多金屬露天開采智能生產管控、智慧決策及無人開采裝備關鍵技術。重點研發：卡車自主運行感知、決策及控制無人駕駛技術、露天開采多金屬多目標智能配礦、露天開采卡車自主智能調度、露天開采智慧生產決策等。目標是將作業計劃，采、裝、運、卸生產調度以及運輸自動計量與管理集成為一體，采用物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術，實現對采、裝、運、卸生產過程的實時數據自主智能采集、判斷、顯示、控制與決策管理，對多金屬配礦作業計劃實現智能動態優化，卡車、鉆機等設備自主智能調度及自主運行，對采礦生產管理實現智慧決策及控制，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。該平臺相關技術目前已經在SY系列純電動礦用卡車上試運行，卡車利用RTK/GPS系統和4G局域網絡，在無人駕駛模式下，可實時進行道路規劃及自主避障，具有無人駕駛、遠程駕駛和人工駕駛三種模式自由切換，隨時執行調度指令，必要時遠程操控人工干預。該系統最終將構建多智能體協同智能調度及自主高效開采平臺，實現復雜礦區條件下的露天礦無人高效開采，將洛陽鉬業打造成為行業領先的無人駕駛及無人開采示范基地,這將對中國礦山行業具有劃時代的重要意義。