近年來,我國智慧礦區建設提速,無人駕駛礦卡也走上了商用落地之路。以下盤點了2021年國內最新的礦區無人駕駛技術應用成果。
寶日希勒露天煤礦:世界首個極寒露天煤礦5G+無人駕駛項目
寶日希勒露天煤礦位于內蒙古自治區呼倫貝爾草原中部,礦區煤層埋藏淺、傾角小、厚度大、賦存條件好,儲存量達15.82億噸,是國家能源集團煤炭板塊重要的大型煤礦。由于呼倫貝爾冬季常出現極寒天氣,礦場工人經常要在零下40℃-50℃條件下連續作業,作業條件十分艱苦。因此,在極寒礦區完成礦用自卸車“裝、運、卸”典型作業過程的完全無人自主運行,實現“降本增效、減人安全”的重要目標,意義極為重大。
2020年5月,“世界首個極寒工況露天煤礦5G+無人駕駛礦卡編組安全示范工程”正式啟動。該項目由國家能源集團大雁公司(寶日希勒能源)聯合湖北航天重工共同創新研發,內蒙古移動為項目量身打造礦山5G網絡建設服務,青島慧拓智能機器有限公司提供無人駕駛技術支持。
依托5G網絡建設,寶日希勒露天煤礦成功搭建一套無人運輸作業智能管理系統、電鏟協同作業管理系統、路側協同感知系統、遠程應急管理系統和差分定位系統等完整的無人駕駛控制系統,同時對5臺220噸礦卡進行無人駕駛改造,實現礦用自卸車“裝、運、卸”典型作業過程的完全無人自主運行,并與一臺遙控推土機一臺電鏟及灑水車、平路機和指揮車等輔助作業車輛形成一套完整的露天礦無人運輸作業系統。其中無人運輸作業智能管理系統,作為無人駕駛項目的“心臟”,是該項目的核心技術,用5G網絡技術連接礦區各種機械設備至監控中心“大腦”,通過不間斷地計算、規劃、調度、管理,完成礦區運輸智能化調度、設備監測安全管理、數據統計分析管理和地圖數據管理等功能。
在核心網網絡架構設計方面,由于主要需求為本地流量卸載等因素,內蒙古移動因地施策的將相關設備下沉至礦區機房,并建設專用核心網,保障了數據安全和無人駕駛系統的穩定運行。同時,建立了安全保護環境模型,為5G網絡提供了安全防護能力。
今年9月,該項目通過國家工業性示范運行安全評審和科技成果鑒定進入示范運營。項目成果填補了當前極寒地區礦山設備無人化技術領域的多項空白,在相關領域起到引領作用,經驗可復制推廣。
安徽蕪湖海螺水泥礦區:全國首個露天水泥礦山無人駕駛礦車應用項目
安徽海螺水泥股份有限公司,是水泥行業首家A+H股上市公司,在石灰石資源豐富的長江兩岸的蕪湖、銅陵、安慶、池州等地建有大型熟料生產基地。為推動采礦作業智能化轉型升級,2019年11月,安徽海螺集團在蕪湖海螺水泥公司啟動了5G應用探索,完成了5G“超級上行端到端”創新技術的商業應用,為打造礦車無人駕駛業務應用場景提供了可能。2020年1月,安徽海螺水泥股份有限公司與蕪湖格陸博智能科技有限公司共同出資注冊安徽海博智能科技有限責任公司,部署露天礦區無人化項目。
今年8月,20輛無人駕駛礦車投入安徽蕪湖海螺水泥礦區試運行。這些無人駕駛礦車自重達70噸,輪胎的直徑有2.7米,1次能裝載100噸礦石。從裝料點裝載物料到卸料口卸載,無人駕駛礦車僅需13分鐘就可以完成單趟的運輸任務,直行、轉彎、上下坡、裝卸,無人礦車均能輕松搞定。由于不需要人工駕駛,無人礦車可以24小時全天候作業。僅箬帽山礦區,就有13臺無人礦車在開采工作面上來回作業。
項目采用毫米波雷達和激光雷達融合技術,建立基于多傳感器信息與網聯信息融合的環境感知系統,解決了無人駕駛礦車對礦區復雜環境靈敏感知的問題。同時,多元化融合定位技術,實現了厘米級可靠定位精度,礦車能在可控范圍內行駛。先進的5G通訊技術,搭建了礦區高速網絡,實現了應急情況下的遠程接管操作。該項目的成功落地,為采礦業綠色化、智慧化、集約化發展賦能,促進礦山管理從“注重提高效率”向“生產效率+安全可控”轉變。
華能伊敏露天礦:無人駕駛礦卡被列為煤礦智能化建設試點項目
伊敏露天礦是全國第一家大型煤電一體化企業。2020年,在國家發改委、國家能源局提出了智能化技術與現代煤炭產業深度融合,實現煤礦智能化的發展要求后,伊敏露天礦啟動無人駕駛項目,百度Apollo、慧拓智能、踏歌智行等都參與其中。伊敏露天礦被確定為全國首批智能化示范煤礦建設單位之一,其無人駕駛項目也被列為自治區2020年煤礦智能化建設試點項目。
今年3月,華能伊敏露天礦無人駕駛單臺車以20km/h的速度行駛,運輸8車、656立方米,順利通過效率提升第一階段目標驗收,是伊敏露天礦北方股份無人駕駛自卸卡車全面提效的第一個里程碑。
今年10月,華能伊敏礦公布無人駕駛項目最新應用成果,其與百度Apollo、慧拓智能深度合作的無人礦車已完成混編作業測試。經受了地區極端氣候、松軟地質等復雜環境考驗,通過在電氣化、自動駕駛、智能調度、感知定位、高精度地圖等領域不斷進行技術落地,項目已實現了車鏟對位、自主導航、自主卸載、主動避障,可在多岔路口、復雜路況進行無人駕駛,并完成排土場等指定區域的精準卸載,礦山自動化作業的功能種類和效率位居行業領先位置。
如今在項目聯合運營過程中,華能伊敏礦煤礦運輸作業已經實現了“采—運—排”的自動化流程,可實現24小時三班倒連續作業,并保證在全工況條件下自動作業效率基本達到人工水準,為緩解目前東北地區嚴峻的煤炭緊張形勢提供保證。
華能伊敏礦計劃到2025年底,基本實現智能化采剝、連續作業和無人化運輸;到2030年底,全面建成智能化煤礦,達到采掘設備智能化、系統運行自動化、崗位值守無人化、設備監控可視化、信息傳輸集成化、診斷預警動態化、決策分析智慧化的目標,成為全國露天煤礦安全、智能、綠色發展的“排頭兵”,提升煤礦本質安全水平。
黑岱溝露天煤礦:實現國內首臺290噸無人駕駛礦車混編作業連續運行
黑岱溝露天煤礦無人駕駛項目于2020年4月立項,以準能智能化建設方針為指引,由準能集團、航天重工與慧拓智能共同負責研制。今年5月,參與企業聯合攻關改造的國內首臺載重290噸930E無人駕駛礦用卡車,在國家能源集團下屬準能集團黑岱溝露天煤礦與4臺有人駕駛730E礦用卡車、1臺395型電鏟、1臺推土機開展混合編組作業連續運行,期間繞障、跟車、清障、裝載、會車、卸載等全流程典型作業場景運行流暢,無故障、無人工接管。
今年8月,在黑岱溝露天煤礦坑下500米無人駕駛試驗場地,已發展至10臺930E電動輪自卸無人駕駛礦用卡車,穿梭在兩個工作面上進行連續作業。其中,4臺無人駕駛卡車正在與4號395電鏟配合調試,其余的6臺無人駕駛卡車正在與5號395電鏟進行編組運行調試。
國家能源集團高度重視包括礦用卡車無人駕駛技術在內的智能礦山建設,準能集團露天煤礦無人運輸作業系統關鍵技術研究與應用”項目通過搭建一套包括地面控制中心系統、車地無線通信系統、車載控制系統等完整的無人駕駛控制系統,實現礦用自卸車“裝、運、卸”典型作業過程的完全無人自主運行。同時在5G網絡的支持下,可實時對無人駕駛卡車、輔助車輛、智能化調度中心之間高速通信,在保證安全的前提下,縮短車輛編組之間的安全間距,提高整體運行速度與運行效率。
據悉,該項目計劃于2022年底前完成涵蓋黑岱溝露天煤礦和哈爾烏素露天煤礦的10種車型共計165臺卡車的改造和統一智能化平臺的建設工作,并將與現有的挖掘機、推土機、灑水車等1000余臺輔助作業車輛進行協同作業管理。項目建成后,準格爾礦區將成為全球最大的無人運輸露天礦山,也將是全球無人駕駛礦用卡車數量最多、品牌最多、車型最多的智能礦山,將有效提高礦山作業的安全性和生產效率。
哈爾烏素露天煤礦:無人駕駛礦車編組設備安全、平順、穩定運行
哈爾烏素露天煤礦位于內蒙古自治區鄂爾多斯市準格爾旗(薛家灣鎮)東部,為晉陜蒙交界位置,地處鄂爾多斯高原。這里的荒漠草原風沙彌漫,原有地表溝壑縱橫、植被稀疏、風蝕沙化嚴重,自然環境極其惡劣。
2019年,準能集團與株洲中車時代電氣股份有限公司達成合作,進行礦用卡車的無人駕駛系統研制,并在哈爾烏素露天煤礦開展工業性試驗。
今年3月,準能集團無人駕駛卡車混編運行全面開啟,哈爾烏素露天煤礦的無人礦車通過了第一階段的測試驗證。
通過搭建一套包括地面控制中心系統、車地無線通信系統、車載控制系統等完整的無人駕駛控制系統,實現礦用自卸車“裝、運、卸”典型作業過程的完全無人自主運行,并能夠與鉆機、電鏟、推土機、平路機等露天煤礦作業關鍵設備配合工作。該項目能夠有效提升露天煤礦現有運輸裝備工作效率,減少安全事故的發生,帶來更大的經濟效益和社會效益。
準東露天煤礦:無人駕駛礦車安全運行10萬公里
神華新疆能源有限責任公司準東露天煤礦位于吉爾木薩爾縣準東經濟技術開發區。2020年7月,準東露天煤礦和新疆電信昌吉分公司、北京易控智駕科技有限公司合作開始了“5G+無人駕駛礦車”的現場試驗。
在準東露天煤礦,幾輛自卸式礦用卡車正在施工作業。礦用卡車通過搭載中國電信5G與無人駕駛技術,可以輕松實現全程精準路線無人運輸,大大降低了礦區工作人員數量,有效預防人員生命安全事故發生,提高生產效率。
今年4月,礦區參加試驗的一臺挖掘機和六輛礦車已安全運行9.4萬公里,拉運土方30萬立方米。據悉,該礦目前有1300人進行采、裝、運輸作業。一直以來,礦區的安全管理難度較大,無人駕駛能避免因駕駛員疲勞、操作失誤而導致的危險事故,減少現場從業人員數量,降低運輸過程中人員安全事故的發生,而且無人駕駛連續作業效率更高。
據了解,昌吉準東露天煤礦是國家能源集團智能化礦山建設的示范單位,按照相關規劃,準東露天煤礦將用三年實現無人礦山目標。
神東布爾臺煤礦:19座無人駕駛運人車下井路試成功
神東布爾臺煤礦由中國神華能源有限公司投資、神華神東煤炭集團建設,是生產能力、主運輸系統提升能力、煤炭選洗加工能力均世界領先的大型礦井,位于內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮。
今年8月,由常州科研試制中心有限公司制造的19座無人駕駛運人車在神東布爾臺煤礦廠區地面及井下42煤2盤區專用封閉巷道路試成功!該無人駕駛運人車環境自主感知、智能建模自主避障、自動路徑分析、自適應導航、智能預警、緊急停機等多項自主功能,在地面,可依托北斗衛星導航進行精準定位,在井下可依靠前期掃描建模地圖數據雷達傳感及計算機分析系統進行定位及行走動作。