
我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号正式入列,钻采系统国际领先,最大钻深可达11000米;我国成功研制出国际领先的大型露天矿机器人运输装卸系统,实现单个矿山百台级、总量达3000台级规模化应用,为全球矿业智能化升级提供了“中国方案”……在国务院新闻办近日举行的“十四五”时期科技创新发展成就新闻发布会上,科技部负责人在介绍科技创新赋能传统产业转型升级时讲到的四项成就中两项和矿业有关,这从某种程度上可以看出,科技创新正在赋能我国矿业加速形成新质生产力。
以发布会上提到的我国大型露天矿机器人运输装卸系统为例,记者注意到,此系统并非由单一机构研制成功,而是国家层面支持、产学研用深度融合、多家单位协同攻关的成果。
国务院相关部门在推动大型露天矿机器人运输装卸系统等智能化技术应用方面,出台了一系列支持政策。这些政策主要体现在顶层设计、示范引导、标准构建等方面,旨在推动矿产行业的智能化转型和高质量发展。2020年2月,国家发展改革委、国家能源局等八部门联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出,到2025年,露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。国家发展改革委公布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》,将煤矿智能化开采技术及煤矿机器人研发应用等列入鼓励类项目。国家煤矿安监局公布的《煤矿机器人重点研发目录》,将露天矿电铲智能远程控制自动装载系统、露天矿卡车无人驾驶系统等纳入煤矿机器人重点研发目录。财政部、工业和信息化部、原中国保险监督管理委员会联合实施首台(套)重大技术装备保险补偿机制试点工作,促进首台(套)智能矿山装备的推广应用。

一个完整的“机器人运输装卸系统”远不止无人矿卡本身,还包括了调度平台、挖掘装载设备、网络基础设施等,这背后是多家顶尖企业和科研院所的合力。主系统集成与调度中心,负责对所有无人矿卡、无人挖掘机等进行统一调度、监控和协同管理,是整套系统的指挥中枢。无人矿卡均需接入此类系统才能高效运行。与之配套的无人挖掘机或无人装载机的参与,实现装卸环节的自动化。底层核心算法作为支撑,并通过孵化企业将技术产业化。
大型矿企是大型露天矿机器人运输装卸系统的首批用户和试验田。企业提出需求,参与测试,并与研制单位共同推动系统的迭代和优化。在国家能源集团宝日希勒煤矿、准能集团黑岱沟煤矿以及国家电投集团内蒙古公司南露天煤矿等,已经实现了无人矿卡+有人/无人挖掘机+智能调度系统的完整编组运行,形成了真正的“机器人运输装卸系统”,并创造了多项世界纪录。
由此可见,我国大型露天矿机器人运输装卸系统是国家支持引导下的重大技术攻关成果。
事实上,我国已经实现了无人矿卡的大规模商业化应用,正从“点上示范”向“全面铺开”加速迈进。数据显示,截至2024年9月,我国已有超50个露天煤矿完成无人驾驶矿卡的部署,无人驾驶矿卡数量达到1510辆。初期的“无人化”主要集中在运输环节的矿卡上。而现在,规模化应用正朝着整个装卸运输流程的无人化发展,形成了“装-运-卸”全流程无人化协同作业的完整系统。
规模化应用的驱动力来自其带来的巨大效益。从安全效益来看,它彻底将人员从高风险的矿区运输一线解放出来,实现了“本质安全”,消除了因疲劳、误操作等导致的人员伤亡事故。从经济效益来看,可以节省大量的人力、燃油和轮胎磨损成本等,可以24小时不间断作业,不受交接班、疲劳、天气影响,大幅提升了设备出勤率和利用效率。
尽管规模化应用成果显著,但仍面临一些挑战,这也是未来的发展方向。比如,如何更高效地处理“无人驾驶”与“有人驾驶”设备混编运行的复杂场景,仍是需要优化的难点;在雨、雪、大雾、极寒等恶劣天气下的稳定性和可靠性需持续提升;不同厂家生产的设备(矿卡、挖机)和系统平台之间的数据接口、通信协议需要进一步标准化;除了购买模式,租赁、运营服务等新模式也在探索中,以降低矿企的前期投资门槛……
未来的方向不仅是单台设备的自动化,更是整个矿区的智能化。通过大数据和AI,实现设备群体的自组织、自协同、自优化,进一步提升矿山安全水平和生产效率,最终迈向“智慧矿山”的终极目标。
来源:中国矿业报

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