一、智能化建设历程
近年来,安徽芜湖海螺水泥有限公司箬帽山-戴家店矿区水泥用石灰岩矿以少人、无人为导向,以数字化、智能化为抓手,全面开展矿山智能化建设。2019年1月,编制发布了“绿色矿山创建示范项目”蓝皮书,以“质量标准化、生产智能化、管理信息化、决策科学化”为目标,首次提出了“三大平台+两大系统”的智能化矿山建设规划,聚焦基础建设,搭建智能信息系统平台,聚焦提质增效,推进生产管控系统建设。同年10月,箬帽山矿“水泥智能矿山矿车无人驾驶系统的开发与应用”被纳入集团年度重点科技项目,明确了打造“无人驾驶”矿山目标。2020年1月,集团以箬帽山矿无人驾驶项目研发团队为基础,成功孵化出安徽海博智能科技有限责任公司,专业从事智慧矿山建设运营服务。2021年10月,箬帽山矿在矿区5G网络基础上,融合大数据、人工智能、GIS及无人机等技术,开展“矿区AI辅助无人机爆破警戒”项目建设,持续推动矿山开采各系统智能化。
二、智能化建设情况
(一)大力推广无人驾驶矿卡。卡车运输是露天矿山的主要生产环节,面临用工量大、驾驶员劳动强度大、安全风险高等突出问题,是露天矿山智能化改造的关键一环。借力5G、大数据、云计算、人工智能等先进技术,在刚性矿用整车基础上进行无人驾驶感知、计算、规划、控制、通信等软硬件系统改造,成功开发出拥有自主知识产权的“海螺智矿”无人驾驶解决方案,实现一键收发车、道路巡航、铲装协同、卸料协同等功能。截止目前,矿区已实现14台矿车全天候、全时段、全场景无人驾驶常态化运行,累计运行时间超2.5万小时、总计运矿量超750万吨。项目的投用,实现了矿山运输环节现场无人化,单车运行时间由原来的14.5小时提升至22.5小时,投用矿车数量下降33%,驾驶员减少80%;矿区在燃油矿卡无人化的基础上积极开展电动矿卡无人改装,目前矿区有两台100吨载重级电动矿卡,经运行数据对比分析,燃油矿车的吨成本为纯电矿车的4.42倍,更换为纯电矿车,纯电矿车可节省运行成本约140万元/车/年。同时,建设露天矿GPS车辆智能调度及管理系统,对矿区铲装、矿车、破碎站及辅助作业设备实时调度优化,整体出车效率提升了10%。
(二)研发应用AI辅助无人机爆破警戒系统。箬帽山矿区开采区域面积大、爆破作业点多,以往通过传统的警戒旗、对讲机等爆破警戒手段不能完全杜绝安全漏洞,为落实集团“安全生产,防字为先”的要求,箬帽山矿于2021年建设了“矿区AI辅助无人机爆破警戒”系统,全面梳理矿山爆破流程安全隐患点位,通过融合5G网络、大数据、人工智能、GIS、无人机等技术,建成了爆破警戒管控平台。该平台具备低时延、智能识别、高效巡检等优势,将爆破警戒时间由30分钟缩短至10分钟,爆破警戒覆盖范围从500米扩大到2公里,大幅提高了作业效率,扩大了警戒视野,确保了爆破安全。
(三)加快矿山数字升级改造。一是建设数字化配矿系统。通过数字采矿软件采集上传矿区地质资料、炮孔数据,实现矿山三维地质建模、地质数据处理、炮孔样/炮堆数据生成,利用智能算法优化自动化配矿过程,解决了传统人工配矿效率低、资源浪费和质量控制难等问题,提高了精细化管理水平。二是建设质量管控系统。应用跨带分析仪在线检测下山石灰石质量,实时显示每班、每堆品位情况,并对异常状况进行报警,实现成分在线监控和实时调整,有效解决了传统方法检测滞后的问题,做到了质量平衡控制,提高了资源开发利用效率。三是建设矿山生产数据中心,实现对资源储量、矿山生产、设备、矿石质量、质检化验、物料仓储、安全监控等全要素数字化管理,自动生成堆场情况、生产成本、计划完成率等数据报表,推动矿山生产和安全管理向智慧化迈进。
三、智能化建设效果
通过持续资金投入和科技研发,箬帽山矿智能化建设取得了突出成效,近5年累计投入资金超4000万元,实现了无人驾驶编组常态化运行,矿区减员84人,劳动生产率提高20%;白班矿区生产人员投入由46人减少至12人,石灰石生产成本每吨下降0.34元,年节约成本600余万元,初步实现了“数字增效、智能少人”的目标。