这是平庄煤业以元宝山露天矿为代表的,成功将矿卡无人驾驶、电铲远程操控技术应用到生产实际中、逐步开启矿山智能采剥的一个缩影。
电铲司机在远程驾驶室操控作业。
搭建高水平创新架构
经过多年技术攻关,元宝山露天矿在透明地质、智能设计、集群调度、设备远控和故障诊断等领域取得重大技术突破,目前已构建了集三维测绘、地质语义建模、地图实时更新、模型动态重建为一体的综合管控平台,首创了运输网络动态规划、开采计划智能设计、作业任务自动生成、设备集群智能调度的采剥作业链贯通协同运行技术,并研发了采剥设备零损伤线控改造、位姿精准操控、人机安全保障的远程智能操控技术,有效解决了采剥作业链实现智能高效协同运行面临的地质数据不透明、模型更新不及时、开采设计不智能、远程操控效率低、环节运行不协同等现实痛点问题,形成了行业内具有代表性的智能采剥理论和技术体系,为企业智能高效采剥生产提供了强有力的技术支撑。
无人驾驶矿卡试运行现场。
跑出无人驾驶“加速度”
2022年11月初,在元宝山露天矿采场无人驾驶测试场地,5台全新100吨级宽体自卸卡车进行着最后的安装调试工作,前期经过了低速、高速、转向、制动、空载、重载、卸载等测试,项目的安全性、可靠性、系统稳定性均得到验证,接下来要经过寒冬的考验。
针对露天煤矿作业现场复杂的地理环境,平庄煤业精准施策、靶向发力,经过不断摸索和尝试,相继攻克了包括复杂天气环境感知、湿滑道路精准控制、排土场动态智能边界检测、定位系统及厘米级高精度地图等多项关键技术,累计完成700多项技术的测验查证,现已具备矿用卡车自动倒车入库、停止作业、自动装卸、轨迹运行、自主避障等功能,使其自动按照智能调度指令在运距最短、运力最大、效率最优的条件下进行无人装载、运输和卸载循环作业,实现原煤从装运到破碎料口全过程无人化试运行。
通过与中国移动的合作,该项目攻克了露天矿网络传输速度慢、5G网络部署难的问题;通过开发道路均衡碾压技术,无人驾驶车辆可进行安全可控范围内的横向自移动,从而攻克无人矿卡行驶路线单一、反复碾压造成的车辙问题;通过融合感知技术,精准把握矿区的复杂环境,及时更新地图。
“随着无人驾驶技术落地,原本每班需要5名作业人员减少至仅需2人。不仅减少整体工作强度,还让职工从恶劣的作业环境中解放出来,避免作业过程中接触粉尘、噪声等危害因素,降低职工职业病发病率,极大提升了幸福感。”元宝山露天矿智能化建设智能采剥专班人员感慨道。
元宝山露天矿智能调度指挥中心。
继电铲操作“无人化”后,远程遥控电铲监测系统应运而生。为了全方位监控电铲的运行状态,平庄煤业通过在电铲上加装多个摄像头,确保视频信号传输在大屏幕上清晰展示铲斗的运行、工作面的状况、电铲周围的环境以及内部主要位置的运行情况。同时,对关键部位安装温度、转速及制动器开合状态监测传感器,并利用5G网络实时传输设备运行状态至远程控制室,使操作人员能够随时掌握设备状态,及时处理潜在问题。结合声音回传系统,将现场声音实时传输至远程控制室,与360度无死角视频显示相融合,使电铲驾驶员能够更直观地了解现场实际情况,进一步提升了作业的安全性和效率。
“电铲远控操作主要依赖网络传输,我们在设备上安装数个信号拦截器,当网络延时大于30毫秒,达不到运行需求时,设备就会强制停机,为安全作业提供保障。同时,设备已经实现半自动化,第一铲之后就可以设定自动复位、一键卸料,不需要再找点,而且运行非常精准,能还原现场发出的震动,体验感非常真实。目前,电铲远程操控效率达到有人驾驶、有人操作的84%,基本与之相近。”该矿智能化建设智能采剥专班人员说道。
关山初度尘未洗,策马扬鞭再奋蹄。新征程上,平庄煤业锚定“以煤为基、改革赋能、延链补链、协同发展”发展方向,进一步推动远控电铲与无人驾驶协同作业的普及应用,全面提升企业智能化水平和安全保障能力,为集团全面建设世界一流清洁低碳能源科技领军企业和一流国有资本投资公司贡献智慧力量。
远程操控电铲装车作业。