国内首个露天矿煤工作面无人化构建完成:慧拓与华能伊敏联袂共建智慧矿山

浏览数:2411 发布时间:2023-03-14

中国华能是“为中国特色社会主义服务的‘红色’公司,是注重科技、保护环境的‘绿色’公司,是坚持与时俱进、学习创新、面向世界的‘蓝色’公司”。华能伊敏煤电公司在积极推进“再电气化”的同时,也在加大绿色矿山建设步伐。伊敏露天煤矿作为中国华能所属的大型现代化煤矿,是国务院批复的第一家大型煤电联营企业。2020年初,中国华能将“伊敏露天矿矿用卡车无人化关键技术研究与示范应用”立为科技研究项目,与慧拓首次进行了深入的合作与交流。在能源开发与科技力量完美地结合和配合下,慧拓技术赋能伊敏露天煤矿,实现安全、智能、绿色和高效的矿山开采。华能伊敏露天煤矿入选国家能源局和国家煤矿安全监察局审核确定的国家首批智能化示范建设煤矿,并通过国家级智能化示范矿山现场核查,是全国露天煤矿行业智能化建设先行先试的“优质试验田”

智能化技术开辟煤矿“减人提效”新途径

项目建设以来,慧拓在2020年内陆续完成了底盘线控改造、静态调试、动态调试、编组运行、单车重载闭环测试、夜间测试等环节,并于2021年2月开始4车编组测试。为了确保车辆的稳定性和可靠性,现场人员认真查找对无人驾驶矿卡产生不利影响的因素,制定了车辆自身转向信号报文时钟精度不足、重点部位监测缺失、车辆无姿态监控等问题的解决方案,解决了对循迹行驶出现深车辙、车铲对位不能自动跟随、车辆到达挡土墙无自适应卸载等问题。


在实现4车编组作业安全稳定运行后,该项目进入效率提升阶段。在仅仅两个月的时间内,慧拓克服了低温环境、扬尘暴雪与松软地质等复杂环境带来的重重考验,利用在电气化、自动驾驶、智能调度、感知定位、高精度地图等领域的领先技术实力,实现了车铲对位、自主导航、自主卸载、主动避障,可在多岔路口、复杂路况进行无人驾驶,并完成排土场等指定区域的精准卸载,大大提升了整体工作效率。


“愚公”移山以智慧赋能安全生产

该项目虽是中国华能与慧拓的第一次合作,但已是慧拓在高纬度极寒环境落地的第三个项目。因此,在此项目实施阶段,慧拓凭借丰富的实践经验、领跑行业的技术实力和卓越的商业化规模落地能力,通过采用业内最高配置的耐低温传感器和航空级别零部件和接口,顺利实现无人驾驶矿卡在矿区复杂环境下稳定可靠地运行。与此同时,慧拓还建设了无人驾驶运营中心,搭建配套仿真、远程控制以及路侧协同系统,形成了较为完整的露天煤矿无人运输作业系统。此外,通过优化工装设计,提高工装在颠簸工况下的稳定性;通过精进挡墙自适应算法,提高卸载质量,减少卸载区维护频次,提高作业时间,提升效率;通过调整工装位置,避免车辆运行过程中的剐蹭,降低维护成本,全方位优化各项技术工作,达到安全高效和“机器换人”的目的,从本质上消除安全生产隐患,有效提升安全管理水平。

 

2021年10月,华能伊敏一期项目基于依托拥有自主知识产权、慧拓自主研发的“愚公YUGONG”平行矿山操作系统,完成了4台172吨级矿用卡车的无人化改造工作,与远程遥控电铲构建了国内首个露天煤矿无人化工作面,并通过了三班连续作业能力验证。


强强联手打造行业标杆

2021年底,华能伊敏煤矿在全工况条件下的自动化作业效率基本达到了人工水准,成为了国内首批面向矿山场景,以超高计算能力为支撑,具有机器学习能力的单车智能方案案例。在项目联合运营过程中,运输作业实现“安全员下车”情况下,有人驾驶车辆与无人驾驶车辆混编作业,自动化作业的功能种类和效率均居于行业领先地位。

2022年下半年,慧拓中标华能伊敏煤电公司无人矿用自卸卡车全工况自动作业项目,与中国华能集团再度携手。短短几个月的时间,慧拓通过软硬件双提升的方式,解决了煤工作面点云稀疏、感知误检、漏检的难题,成功突破关键技术难题,项目最终实现煤工作面的整体稳定运行,顺利通过了二期阶段性验收。在真实生产应用作业中,无人驾驶矿卡在“真无人”条件下,与电铲进行全流程、全自动联合运输作业,在真实日常生产作业的状态下连续72小时无安全员编组运输,达成“采—运—排”全流程生产环节安全作业,同时实现安全员下车运行效率达人工驾驶效率90%以上,再树行业标杆。


中国华能伊敏露天矿计划到2025年底基本实现智能化采剥、连续作业和无人化运输,到2030年底全面建成智能化煤矿,实现采掘设备智能化、系统运行自动化、岗位值守无人化、设备监控可视化、信息传输集成化、诊断预警动态化、决策分析智慧化的目标。慧拓作为中科院自动化所孵化的人工智能、智能控制领域“国家队”高新技术企业,将积极发挥自身技术优势,为推动“安全+科创”模式提供技术保障,助力华能伊敏露天煤矿成为国内一流的安全、绿色、智能、高效的智慧矿山。

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