在大多數(shù)人的印象中,當人們的生活方式不再依賴“蜂窩煤”這種頗具時代色彩的事物后,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,依然不時看到相關安全事故。
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《中國煤炭工業(yè)年鑒》可知,過去20年中國每年礦難死亡人數(shù)和百萬噸煤死亡率都在急劇下降。
對于如何讓采礦更安全,國家礦山安全監(jiān)察局礦山智能化專家委員會主任、中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(北京)校長葛世榮在接受媒體訪談時認為,根本辦法在于做到兩點——災害提前預警和無人化、少人化作業(yè)。
這意味著,礦山迫切需要數(shù)智化轉型。
01政策和技術雙輪驅(qū)動
對于煤礦來說,正迎來一個政策和技術變革“雙輪驅(qū)動”的數(shù)智化時代。
今年9月份發(fā)布的《中共中央辦公廳 國務院辦公廳關于進一步加強礦山安全生產(chǎn)工作的意見》明確指出,要“推動中小型礦山機械化升級改造和大型礦山自動化、智能化升級改造……打造一批自動化、智能化標桿礦山,并推進礦山信息化、智能化裝備和機器人研發(fā)及應用”。
前瞻性的政策之外,類似于5G、人工智能、車路協(xié)同技術這樣的新技術出現(xiàn),為煤礦智能化提供了條件和契機,也為有效解決煤礦開采過程中的安全隱患提供了技術手段。
智能化技術的應用不僅可以減少危險的作業(yè)環(huán)境,最大限度地保護人員的生命安全,還可以提高煤礦的生產(chǎn)效率。
在政策和技術變革雙重因素驅(qū)動下,中國顯然已經(jīng)成為采礦科技創(chuàng)新最為活躍的國家之一,涌現(xiàn)了類似于國能北電勝利能源有限公司(以下簡稱“勝利能源”)這樣勇于推進智能化的標桿。
02闖出高質(zhì)量發(fā)展新路徑
在勝利能源運行的無人駕駛礦卡,已連續(xù)超過一年投入到無安全員24小時生產(chǎn)作業(yè)中,是我國首個實現(xiàn)礦區(qū)無人運輸作業(yè)“安全員下車”常態(tài)化的項目,“機器換人”的安全性與可靠性獲得了驗證。
在本年度,項目已累計拉運55000余次,運輸里程超25萬公里,拉運土方量超500萬m3,單日裝車量最高達358車,小時效率達到20車。
通過引入無人駕駛,勝利能源成功實現(xiàn)了“減人”目標。項目具備全棧式冗余、安全員下車、車地云高效協(xié)同等特點,無人礦卡能夠自主完成從停車場發(fā)車、裝載作業(yè)、路徑行駛、卸載作業(yè)、收車等作業(yè)任務,無需任何人工干預,實現(xiàn)“自動化減人、智能化無人”。
最為關鍵的一點在于,通過無人化,生產(chǎn)安全獲得了極大提升。
勝利能源無人駕駛現(xiàn)場負責人歐陽東哲介紹,我國大部分露天礦運輸卡車數(shù)量多,部分特大型露天煤礦生產(chǎn)高峰期時,作業(yè)車輛超過500臺,運輸車輛之間相互影響,增大了安全風險。加快研發(fā)應用無人駕駛礦用卡車,能夠減少現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量,實現(xiàn)少人則安、無人則安。
勝利能源將自身中長期生產(chǎn)接續(xù)、工藝技術裝備和現(xiàn)階段資源條件與無人駕駛技術深度融合,研發(fā)出極寒春融復雜條件下無人駕駛卡車編組24小時連續(xù)作業(yè)應用技術,保證系統(tǒng)運行的高安全性和高可靠性。最終通過“安全員下車”,從根本上解決了由于人的不確定因素帶來的安全隱患。
隨著礦區(qū)無人駕駛進入深水區(qū),經(jīng)濟效益也愈加凸顯。
今年7月份,勝利一號露天煤礦一期無人駕駛項目完成國能集團首個無人駕駛重型礦卡的驗收。其后,踏歌智行公布繼續(xù)承建該礦28臺礦卡無人駕駛系統(tǒng)交付項目,與一期共同組成5個無人運輸編組。
節(jié)約成本是無人駕駛技術直接經(jīng)濟價值的體現(xiàn)。據(jù)勝利能源測算,在無人駕駛項目實施前,7臺人工駕駛卡車采用四班三倒制,共需駕駛員28人。在項目實施后,減少了3人/班,每年可節(jié)約400萬元人工成本。未來,在5個無人運輸編組全部投入運營后,預計可減少人數(shù)達到96人,每年可節(jié)約3200萬元人工成本。
同時,利用無人駕駛系統(tǒng)中精準控制操作、循跡勻速行駛、提前預判應對、速度自調(diào)節(jié)功能、大數(shù)據(jù)分析等技術手段可有效延長車輛零部件壽命、降低燃油消耗,同時可降低設備故障率,極大的降低綜合生產(chǎn)成本。
目前,勝利能源依然在與技術提供商踏歌智行緊密協(xié)作,對無人駕駛系統(tǒng)各種“調(diào)優(yōu)”,以提升每日的有效工作時長。
以勝利能源近期披露的技術細節(jié)為例,將待裝卡車預??课恢霉潭ㄔ诰嘌b車位置35至40米處,實現(xiàn)每班增加有效運行時長50分鐘左右,每班提高14車左右的作業(yè)效率;利用雷達及視頻智能識別技術,使系統(tǒng)在連續(xù)翻漿及波浪路段進行速度自調(diào)節(jié),平穩(wěn)提升車輛運行速度,實現(xiàn)彎道時速15公里、直線時速28公里。
這些措施使無人駕駛作業(yè)效率提升至超過有人。
以“安全”為準繩,“效率”是當前賽道共同追求的目標,勝利能源走在實踐探索的前列。
勝利能源闖出的這條高質(zhì)量發(fā)展路徑,被認為是礦山智能化發(fā)展的趨勢,也預示了一個新的礦山運營模式——礦企與技術公司共同深度參與,用先進技術從重大裝備、采礦工藝、礦區(qū)管理等方面賦能產(chǎn)業(yè)變革,共同把中國的智能礦山做大做強。
03智慧礦山前景可期
無人駕駛技術的引入,以及持續(xù)進化,為煤礦的轉型升級帶來了巨大想象空間。
歐陽東哲認為,無人駕駛技術已經(jīng)是礦山發(fā)展的未來。
一方面,國家政策正在大力推動礦山向數(shù)字化、規(guī)?;?、協(xié)同化發(fā)展,各種利好政策對礦山無人駕駛技術推廣起到了強大的促進作用。
另一方面,露天礦無人駕駛技術作為智能礦山的重要組成部分和人工智能的一個重要分支,實現(xiàn)了礦山運輸生產(chǎn)的本質(zhì)安全,也將創(chuàng)造更多價值,從而獲得蓬勃發(fā)展。
目前而言,勝利能源的無人駕駛項目,走出了一條堪稱穩(wěn)健的漸進式發(fā)展歷程,從單一系統(tǒng)、單臺車輛,逐步擴展到更多編組,直至全礦。
這符合技術發(fā)展規(guī)律。
勝利能源作為礦山高質(zhì)量發(fā)展代表,先從封閉場景開始,測試無人駕駛車輛,再擴大無人車隊規(guī)模,最后與有人車輛混編;先實現(xiàn)“安全員下車”常態(tài)化,這一無人駕駛技術史重大里程碑時刻,再在日常運營中逐步提速。
礦企相關制度、規(guī)定也呈現(xiàn)出先固化再優(yōu)化的趨勢,即從管理、運營等方面先形成一套固定的模板,再根據(jù)現(xiàn)實條件、技術發(fā)展而優(yōu)化,直至復用的邏輯,這在踏歌智行將相關經(jīng)驗從勝利一號礦推廣到其他礦區(qū)的過程中獲得了驗證。
截至目前,勝利能源礦用卡車無人駕駛項目已被國家科技部列為重大科研項目,且培養(yǎng)了智能化專業(yè)人才。
勝利能源機電信息中心經(jīng)理劉喜曾對媒體表示,勝利能源公司將進一步加大智能化建設投入和成果轉化力度,在現(xiàn)有基礎上再拓展35臺膠帶機巡檢機器人、10臺高低壓停送電機器人,同時攻克主要采掘設備的遠程操控技術。
在勝利能源看來,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,“科學技術是第一生產(chǎn)力”的重要論斷始終指引著改革創(chuàng)新道路的方向。圍繞“三項制度改革”,勝利能源“風物長宜放眼量”,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。