在大多數(shù)人的印象中,當(dāng)人們的生活方式不再依賴“蜂窩煤”這種頗具時(shí)代色彩的事物后,煤礦在日常生活中出現(xiàn)的頻率已經(jīng)不多了。
但從新聞中,依然不時(shí)看到相關(guān)安全事故。
2月底,內(nèi)蒙古阿拉善新井煤業(yè)露天煤礦發(fā)生特別重大坍塌事故,造成 53 人死亡、6 人受傷。
盡管安全事故依然存在,但總體來(lái)看煤礦生產(chǎn)安全治理水平正在大幅改善。
查詢歷年的《中國(guó)煤炭工業(yè)年鑒》可知,過(guò)去20年中國(guó)每年礦難死亡人數(shù)和百萬(wàn)噸煤死亡率都在急劇下降。
對(duì)于如何讓采礦更安全,國(guó)家礦山安全監(jiān)察局礦山智能化專(zhuān)家委員會(huì)主任、中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)校長(zhǎng)葛世榮在接受媒體訪談時(shí)認(rèn)為,根本辦法在于做到兩點(diǎn)——災(zāi)害提前預(yù)警和無(wú)人化、少人化作業(yè)。
這意味著,礦山迫切需要數(shù)智化轉(zhuǎn)型。
01政策和技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)
對(duì)于煤礦來(lái)說(shuō),正迎來(lái)一個(gè)政策和技術(shù)變革“雙輪驅(qū)動(dòng)”的數(shù)智化時(shí)代。
今年9月份發(fā)布的《中共中央辦公廳 國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)礦山安全生產(chǎn)工作的意見(jiàn)》明確指出,要“推動(dòng)中小型礦山機(jī)械化升級(jí)改造和大型礦山自動(dòng)化、智能化升級(jí)改造……打造一批自動(dòng)化、智能化標(biāo)桿礦山,并推進(jìn)礦山信息化、智能化裝備和機(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用”。
前瞻性的政策之外,類(lèi)似于5G、人工智能、車(chē)路協(xié)同技術(shù)這樣的新技術(shù)出現(xiàn),為煤礦智能化提供了條件和契機(jī),也為有效解決煤礦開(kāi)采過(guò)程中的安全隱患提供了技術(shù)手段。
智能化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以減少危險(xiǎn)的作業(yè)環(huán)境,最大限度地保護(hù)人員的生命安全,還可以提高煤礦的生產(chǎn)效率。
在政策和技術(shù)變革雙重因素驅(qū)動(dòng)下,中國(guó)顯然已經(jīng)成為采礦科技創(chuàng)新最為活躍的國(guó)家之一,涌現(xiàn)了類(lèi)似于國(guó)能北電勝利能源有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“勝利能源”)這樣勇于推進(jìn)智能化的標(biāo)桿。
02闖出高質(zhì)量發(fā)展新路徑
在勝利能源運(yùn)行的無(wú)人駕駛礦卡,已連續(xù)超過(guò)一年投入到無(wú)安全員24小時(shí)生產(chǎn)作業(yè)中,是我國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)礦區(qū)無(wú)人運(yùn)輸作業(yè)“安全員下車(chē)”常態(tài)化的項(xiàng)目,“機(jī)器換人”的安全性與可靠性獲得了驗(yàn)證。
在本年度,項(xiàng)目已累計(jì)拉運(yùn)55000余次,運(yùn)輸里程超25萬(wàn)公里,拉運(yùn)土方量超500萬(wàn)m3,單日裝車(chē)量最高達(dá)358車(chē),小時(shí)效率達(dá)到20車(chē)。
通過(guò)引入無(wú)人駕駛,勝利能源成功實(shí)現(xiàn)了“減人”目標(biāo)。項(xiàng)目具備全棧式冗余、安全員下車(chē)、車(chē)地云高效協(xié)同等特點(diǎn),無(wú)人礦卡能夠自主完成從停車(chē)場(chǎng)發(fā)車(chē)、裝載作業(yè)、路徑行駛、卸載作業(yè)、收車(chē)等作業(yè)任務(wù),無(wú)需任何人工干預(yù),實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化減人、智能化無(wú)人”。
最為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于,通過(guò)無(wú)人化,生產(chǎn)安全獲得了極大提升。
勝利能源無(wú)人駕駛現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人歐陽(yáng)東哲介紹,我國(guó)大部分露天礦運(yùn)輸卡車(chē)數(shù)量多,部分特大型露天煤礦生產(chǎn)高峰期時(shí),作業(yè)車(chē)輛超過(guò)500臺(tái),運(yùn)輸車(chē)輛之間相互影響,增大了安全風(fēng)險(xiǎn)。加快研發(fā)應(yīng)用無(wú)人駕駛礦用卡車(chē),能夠減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員數(shù)量,實(shí)現(xiàn)少人則安、無(wú)人則安。
勝利能源將自身中長(zhǎng)期生產(chǎn)接續(xù)、工藝技術(shù)裝備和現(xiàn)階段資源條件與無(wú)人駕駛技術(shù)深度融合,研發(fā)出極寒春融復(fù)雜條件下無(wú)人駕駛卡車(chē)編組24小時(shí)連續(xù)作業(yè)應(yīng)用技術(shù),保證系統(tǒng)運(yùn)行的高安全性和高可靠性。最終通過(guò)“安全員下車(chē)”,從根本上解決了由于人的不確定因素帶來(lái)的安全隱患。
隨著礦區(qū)無(wú)人駕駛進(jìn)入深水區(qū),經(jīng)濟(jì)效益也愈加凸顯。
今年7月份,勝利一號(hào)露天煤礦一期無(wú)人駕駛項(xiàng)目完成國(guó)能集團(tuán)首個(gè)無(wú)人駕駛重型礦卡的驗(yàn)收。其后,踏歌智行公布繼續(xù)承建該礦28臺(tái)礦卡無(wú)人駕駛系統(tǒng)交付項(xiàng)目,與一期共同組成5個(gè)無(wú)人運(yùn)輸編組。
節(jié)約成本是無(wú)人駕駛技術(shù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值的體現(xiàn)。據(jù)勝利能源測(cè)算,在無(wú)人駕駛項(xiàng)目實(shí)施前,7臺(tái)人工駕駛卡車(chē)采用四班三倒制,共需駕駛員28人。在項(xiàng)目實(shí)施后,減少了3人/班,每年可節(jié)約400萬(wàn)元人工成本。未來(lái),在5個(gè)無(wú)人運(yùn)輸編組全部投入運(yùn)營(yíng)后,預(yù)計(jì)可減少人數(shù)達(dá)到96人,每年可節(jié)約3200萬(wàn)元人工成本。
同時(shí),利用無(wú)人駕駛系統(tǒng)中精準(zhǔn)控制操作、循跡勻速行駛、提前預(yù)判應(yīng)對(duì)、速度自調(diào)節(jié)功能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段可有效延長(zhǎng)車(chē)輛零部件壽命、降低燃油消耗,同時(shí)可降低設(shè)備故障率,極大的降低綜合生產(chǎn)成本。
目前,勝利能源依然在與技術(shù)提供商踏歌智行緊密協(xié)作,對(duì)無(wú)人駕駛系統(tǒng)各種“調(diào)優(yōu)”,以提升每日的有效工作時(shí)長(zhǎng)。
以勝利能源近期披露的技術(shù)細(xì)節(jié)為例,將待裝卡車(chē)預(yù)??课恢霉潭ㄔ诰嘌b車(chē)位置35至40米處,實(shí)現(xiàn)每班增加有效運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)50分鐘左右,每班提高14車(chē)左右的作業(yè)效率;利用雷達(dá)及視頻智能識(shí)別技術(shù),使系統(tǒng)在連續(xù)翻漿及波浪路段進(jìn)行速度自調(diào)節(jié),平穩(wěn)提升車(chē)輛運(yùn)行速度,實(shí)現(xiàn)彎道時(shí)速15公里、直線時(shí)速28公里。
這些措施使無(wú)人駕駛作業(yè)效率提升至超過(guò)有人。
以“安全”為準(zhǔn)繩,“效率”是當(dāng)前賽道共同追求的目標(biāo),勝利能源走在實(shí)踐探索的前列。
勝利能源闖出的這條高質(zhì)量發(fā)展路徑,被認(rèn)為是礦山智能化發(fā)展的趨勢(shì),也預(yù)示了一個(gè)新的礦山運(yùn)營(yíng)模式——礦企與技術(shù)公司共同深度參與,用先進(jìn)技術(shù)從重大裝備、采礦工藝、礦區(qū)管理等方面賦能產(chǎn)業(yè)變革,共同把中國(guó)的智能礦山做大做強(qiáng)。
03智慧礦山前景可期
無(wú)人駕駛技術(shù)的引入,以及持續(xù)進(jìn)化,為煤礦的轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)了巨大想象空間。
歐陽(yáng)東哲認(rèn)為,無(wú)人駕駛技術(shù)已經(jīng)是礦山發(fā)展的未來(lái)。
一方面,國(guó)家政策正在大力推動(dòng)礦山向數(shù)字化、規(guī)?;f(xié)同化發(fā)展,各種利好政策對(duì)礦山無(wú)人駕駛技術(shù)推廣起到了強(qiáng)大的促進(jìn)作用。
另一方面,露天礦無(wú)人駕駛技術(shù)作為智能礦山的重要組成部分和人工智能的一個(gè)重要分支,實(shí)現(xiàn)了礦山運(yùn)輸生產(chǎn)的本質(zhì)安全,也將創(chuàng)造更多價(jià)值,從而獲得蓬勃發(fā)展。
目前而言,勝利能源的無(wú)人駕駛項(xiàng)目,走出了一條堪稱(chēng)穩(wěn)健的漸進(jìn)式發(fā)展歷程,從單一系統(tǒng)、單臺(tái)車(chē)輛,逐步擴(kuò)展到更多編組,直至全礦。
這符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律。
勝利能源作為礦山高質(zhì)量發(fā)展代表,先從封閉場(chǎng)景開(kāi)始,測(cè)試無(wú)人駕駛車(chē)輛,再擴(kuò)大無(wú)人車(chē)隊(duì)規(guī)模,最后與有人車(chē)輛混編;先實(shí)現(xiàn)“安全員下車(chē)”常態(tài)化,這一無(wú)人駕駛技術(shù)史重大里程碑時(shí)刻,再在日常運(yùn)營(yíng)中逐步提速。
礦企相關(guān)制度、規(guī)定也呈現(xiàn)出先固化再優(yōu)化的趨勢(shì),即從管理、運(yùn)營(yíng)等方面先形成一套固定的模板,再根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件、技術(shù)發(fā)展而優(yōu)化,直至復(fù)用的邏輯,這在踏歌智行將相關(guān)經(jīng)驗(yàn)從勝利一號(hào)礦推廣到其他礦區(qū)的過(guò)程中獲得了驗(yàn)證。
截至目前,勝利能源礦用卡車(chē)無(wú)人駕駛項(xiàng)目已被國(guó)家科技部列為重大科研項(xiàng)目,且培養(yǎng)了智能化專(zhuān)業(yè)人才。
勝利能源機(jī)電信息中心經(jīng)理劉喜曾對(duì)媒體表示,勝利能源公司將進(jìn)一步加大智能化建設(shè)投入和成果轉(zhuǎn)化力度,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再拓展35臺(tái)膠帶機(jī)巡檢機(jī)器人、10臺(tái)高低壓停送電機(jī)器人,同時(shí)攻克主要采掘設(shè)備的遠(yuǎn)程操控技術(shù)。
在勝利能源看來(lái),生產(chǎn)力的改革必須放眼科技,生產(chǎn)效能的躍遷必須依托科技,“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的重要論斷始終指引著改革創(chuàng)新道路的方向。圍繞“三項(xiàng)制度改革”,勝利能源“風(fēng)物長(zhǎng)宜放眼量”,正在利用科技解放生產(chǎn)力,助推企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。