内蒙古公司无人驾驶矿卡开启智慧矿山新时代

2025-05-14

  5月10日,国家电投集团内蒙古公司扎哈淖尔煤业公司135台增程式无人驾驶矿卡全部完成组装、正式交付,标志着内蒙古自治区首个超百台增程式无人驾驶矿卡项目正式落地。

▲扎哈淖尔煤业公司百台无人驾驶矿卡交付仪式

  2020年以来,内蒙古公司锚定“安全、智能、绿色、高效”一流矿山建设,组织所属五矿制定了一矿一策的“智能化建设三年行动实施方案”,通过数智化技术的深度应用,公司在露天开采环境感知、装备运行、生产指挥、安全监控等关键领域实现了全面升级。截至目前,公司已实施智能化建设项目231项,总投资达7.2亿元,覆盖矿山12个生产环节和26个工作场景,所属两地五矿投入生产运行的无人驾驶宽体车已超过300台,无人驾驶技术实现常态化规模应用。

▲扎哈淖尔煤业公司无人驾驶矿卡正在进行装车作业

  扎哈淖尔煤业公司现拥有135台无人驾驶矿卡,在编组试运行阶段,33台无人驾驶矿卡累计运行里程超77万公里;南露天煤矿全标段无人驾驶项目于2024年7月20日投产,运行编组为5台7立方米液压挖机配45台增程式无人驾驶宽体车,运行期间道路平均时速25km/h,单日最高产量约7.8万立方米;白音华露天矿剥离无人驾驶项目自2025年2月运行以来,实现87台无人矿卡全天候稳定运行,截至4月底,煤岩运输量达390万立方米;白音华蒙东煤业公司共投入85台无人驾驶宽体自卸车,2025年计划完成土岩剥离量1600万立方米,计划完成原煤破碎400万吨;北露天煤矿现有36台无人驾驶车辆,2025年累计完成运输量达125万立方米。

少人无人降低安全作业风险

  矿山无人驾驶能够有效提升露天煤矿现有运输设备安全水平,最大限度降低人员的参与,特别是在恶劣环境和天气下,在降低人工成本、改善职工作业环境的同时,减少安全事故的发生。

▲南露天煤矿剥离全标段增程式无人驾驶宽体车正在进行装车作业

  “无人驾驶技术的到来,不仅让我们的矿山生产更加安全,也让我们的司机师傅们从繁重的体力劳动中解放出来,提升了本质安全水平。”在矿区工作了大半辈子的老员工自豪地介绍道。以扎哈淖尔煤业公司为例,在135台无人驾驶矿用卡车全面投用后,可减少325名司机,大幅降低了人工成本和安全风险。同时,无人驾驶车辆具备环境感知、融合定位、决策规划和车辆控制等功能,操作人员只需专注于设备管理,车辆的安全预警功能可提前诊断异常情况,实现“少人则安、无人则安”目标。此外,内蒙古公司还大力推动人工智能机器人替代场景应用,目前已实现巡检、焊接、清仓、埋牌等9大类36台套机器人多场景、集群化应用,降低危重岗位安全作业风险,用科技力量助力公司实现本质安全。

无人驾驶生产效率逐步提升

  无人驾驶矿用卡车凭借其智能化、自动化的技术特点,正在深刻变革矿山运输体系,相较于传统人工驾驶模式,其在运输效率方面展现出显著优势,推动矿山行业向数字化、智能化方向转型升级。

▲白音华露天矿宽体自卸车5G+无人驾驶项目可实现全过程无人驾驶运行

  循环作业、动态调度等能力让“人停车不停”成为常态,目前,扎哈淖尔煤业公司无人驾驶矿卡日有效作业时长从19小时提升至最高21小时,极大提高了设备利用率。同时,借助先进的路径规划和车速优化算法,无人驾驶卡车可减少空载时间和等待间隔,单日最高剥离产量可达4.77万立方米,综合效率已达人工驾驶的90%以上。无人驾驶技术正在重新定义矿山生产模式,推动矿山从“劳动力密集型”向“数智驱动型”转型。

绿电开发助力节能减排

  在节能减排方面,内蒙古公司积极探索绿电开发利用,突破矿用设备电能、氢能替代等关键技术研究,为煤炭绿色、清洁生产开拓了新工艺、新装备。2024年,扎哈淖尔煤业公司投入33台无人驾驶矿卡并开始编组试运行,试运行期间,无人矿车节油率可达20-30%。

▲南露天煤矿世界首台120吨级纯电动交流传动矿用电动轮自卸车

  此外,2021年,内蒙古公司完成国内首台120吨级纯电交流传动自卸车研发,率先在蒙东地区开展顶吊式换电站建设,完成100台60吨级电动宽体矿卡置换。同时,基于百吨级纯电交流传动自卸车研发成果,2024年开展规模化推广,单车从消耗270吨柴油转变为消耗150万千瓦时电量,如果将现有的205台百吨级自卸车全部替代,每年可节约燃油直接成本2.2亿元,减排二氧化碳17万吨。

技术支撑夯实无人驾驶基础

  当前,数智化技术与产业发展加速融合,数智化已经成为各行业高质量发展的趋势和共识。内蒙古公司将科技创新与煤炭生产经营实际紧密结合起来,推动无人驾驶项目在露天煤矿落地见效。

▲扎哈淖尔煤业公司4G、5G混编通信网络可满足无人驾驶对信息传输的需求

  而无人驾驶矿卡“来去自如”的关键源于5G通讯技术的加持。内蒙古公司通过引入无人驾驶技术,构建了无人驾驶运输运营体系,部署矿区智能云控中心、4G/5G混编通信专网及路侧基础设施和辅助设备协同作业系统,实现了对无人驾驶矿卡的远程监控和智能调度,解决了挖掘机和矿车精准协同、复杂地形高精地图精确导航等难点问题,保障了无人驾驶矿用车协同作业安全、稳定、高效运行。目前,公司所属五矿投用5G网络基站90个,已覆盖远程操控、无人驾驶、卡车调度等11个生产场景,为智能化应用数据传输提供了保障。

从无人驾驶走向无人矿山

  无人驾驶技术在内蒙古公司露天煤矿的推广应用,对提升安全水平、降低运营成本、提高运营效率以及保护职工健康都有显著优势。现在,从无人驾驶走向无人矿山势在必行,北露天煤矿以建设世界领先、国内首座无人化示范露天煤矿为总体目标,搭建智慧矿山综合管控平台,实现各类设备数据统一接入和管理,为智能生产、智能决策及协同管控等系统运行提供综合技术支撑。开展钻机远程控制改造,液压挖掘机自主装车技术研究与示范验证,推土机、装载机等辅助工程设备智能化操控技术研究与应用,推动构建采区各生产环节无人化作业模式,同时,加快地面系统由传统运行管理模式向“平台监控+在线巡检”模式转变,力争2025年达到自治区级煤矿智能化建设中级水平。

▲北露天煤矿无人驾驶矿卡正在编组运行

  未来,内蒙古公司将继续强化科技创新赋能,不断提升主、辅生产工艺智能化水平,继续探索煤炭生产新工艺和新路径,围绕“减人、增安、节能、提效”目标,持续推动无人少人智能装备技术的研发与应用,为露天矿山数智化转型提供有力支撑。

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来源:国家电投集团
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