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全球首个!带你见识一座5G无人开采矿山

武海炜 中国矿业报 2022-10-07

全球首座5G无人开采矿山,来自洛阳钼业

近日,矿业界在文章《智能矿山,将颠覆整个矿业》中提到:“一场悄无声息的矿业革命已经开始,整个矿业与资源行业迫切需要转型,降本增效、绿色发展已经成为了矿业未来的使命。”

“绿色,智能,安全,高效”八字秘诀,已经成为矿山发展的不二法宝。而诚如矿业界所做出的判断,智能矿山是一把“钥匙”,将开启“绿色、安全、高效”的大门,必将颠覆整个矿业。

洛阳钼业就是这八字秘诀的践行者和验证者。今天,让我们更近距离走进脚踏智能祥云高速飞翔的洛阳钼业,看看他们所拥有的、全球第一座5G无人开采矿业究竟长啥样!

洛阳钼业下属矿山公司是钼钨露天开采现代化大型矿山企业,现开采的三道庄钼矿是全球三大钼矿田之一——栾川钼矿田的一部分,也是中国第二大单体白钨矿,矿体厚大集中,走向长1500m,厚度80-150m,平均厚度125m,主要赋存于箱状背斜轴部及两翼,倾向南西,工业矿石储量5.69亿t,钼金属量57.2万t,原矿平均品位0.1%,钨金属量39.6万t,原矿平均品位0.12%,属于埋藏浅、品位高、易选别的特大型原生钼钨伴生矿。目前露天开采境界长2350m,宽1385m,主要采用牙轮钻机穿孔-电铲铲装-汽车运输台阶式采剥工艺;汽车-破碎-溜井-皮带开拓运输方式。


01智能采矿装备随着全球矿产资源开采领域持续扩展,经济效益的提升和安全环保意识进一步加强,智能开采技术正在逐步成为全球矿业领域的技术热点和发展新动向。

2016年起集团公司高瞻远瞩,聚焦矿业科技“智能”和“绿色”两大发展主题,致力于打造全球领先的无人智能矿山。

2017年挖掘机、钻机、矿用卡车实现远程操控,减少了现场作业人员数量,改善了作业环境,降低了劳动强度,使作业人员从危险区域及恶劣环境中解脱出来,实现了本质安全。

2018年6月,40余台纯电动矿用卡车投入运行,洛阳钼业成为国内首家纯电动新能源矿用卡车研制及规模应用企业,该车型具备能量回馈系统,在车辆制动或滑行时,将动能转化为电能并储存到电池中,既可以延长续驶里程,又减少机械磨损,减轻传统制动系统的压力,有效提高行车安全,与同等功率柴油运输车相比,能耗及维修费用降低50%以上;该车型充电1小时,可持续运行8小时以上,完全实现零排放。

2018年9月,15台纯电动矿用卡车智能驾驶试运行,该技术最大限度利用矿山现有设备,改装成本小于20万元/台,远低于主流市场价格,让智能驾驶在矿山企业规模推广成为现实。

2019年洛阳钼业与华为、跃薪智能等合作伙伴通力合作,首次将5G技术应用在无人矿山领域,对原有智能采矿设备进行基于5G网络的升级改造,利用5G网络的超高速率、超低时延的特性,彻底解決了矿山特殊复杂环境信号传输的技术瓶颈,实现了基于5G网络的钻、铲、装超远程精准控制和纯电动矿用卡车智能编队运行。无人驾驶矿车运行速度从10km/h提升到30km/h,有效解决原有控制系统时延较大、无人驾驶矿车行驶速度和区域限制较大的问题,无人采矿作业的精准度、稳定性和工作效率均得到了大幅提高,极大提高了矿区的生产效率。2019年6月在上海世界移动通信大会现场,操作人员借助5G技术实时操控1200km外的三道庄露天矿挖机进行作业,在各业界引起强烈反响。


02智能生产管控系统均衡稳定是矿石品质控制的核心。三道庄露天矿承担五个钼选厂、三个钨选厂的供矿任务,配矿需综合考虑钼品位、钨品位、铜品位、氧化率、岩性等多重因素,实现均衡供矿难度极高。露天矿智能生产管控系统成功开发与应用,为达成这一目标提供可靠技术手段。该系统采用新一代物联网、大数据、人工智能、5G通讯等系列前沿技术,将无人机动态建模、多金属多目标配矿、装运卸智能调度以及生产数据智能分析与管理集成为一体,构建了一套全方位新型现代露天矿智能生产管控决策系统。该系统具备的特色有:

无人机高精度动态3D建模:采用高精度RTK技术和无人机低空摄影技术,在智能航线模式下实现矿区地形数据的自动采集,实现对矿区高精度3D模型的构建;利用图像智能识别技术自动生成矿区道路路网模型,大幅降低测量人员现场作业劳动强度,提高基础数据采集效率,为后续无人驾驶和生产管控等实施提供地形可视化模型。

多金属多目标智能配矿:利用3DGIS技术构建爆堆品位数据库,实现爆堆数据的可视化管理,利用高精度组合定位技术实时动态获取铲装位置出矿品位。该系统根据挖掘机的生产能力、当前作业区矿石品位、矿石岩性,结合碎矿站入矿量和品位要求,利用多金属多目标智能配矿模型自动生成当班最优配矿计划,最大限度利用低品位矿石资源,确保入选品位均衡稳定。

集群协同卡车智能调度:运用智能感知技术实现设备实时位置显示、历史轨迹回放以及满载、空载、等车等工作状态识别;利用群智能优化算法构建实时调度优化模型,进行最优路径选择、全局及局部车流规划;作业人员或无人设备利用移动终端实时接收调度指令;系统动态跟踪当前作业设备的实时运行情况,对生产过程的突发情况进行动态预警及调整。

矿岩运输无人计量:研发配矿-调度-称重流程化智能管控技术,在卸载称重时实现卡车、出矿点、出矿品位、吨位等数据智能识别,所有数据实时汇总至云平台中心数据库,系统自动将数据与配矿、调度指令进行实时比对,对未按要求进行装-运-卸操作的卡车进行自动提示,

应用后大幅降低了计量劳动强度,保证了配矿及调度执行准确性。

大数据智能分析及可视化,对铲、装、运的全生产流程下的数据进行实时采集并上传到云平台大数据中心,可实现装载点、破碎站、铲装设备任务完成情况实时数据监控。利用大数据分析及可视化技术对破碎站钼钨入矿量、入矿品位、吨公里、计划完成情况进行动态汇总和可视化分析,对于异常情况系统会进行智能预警提示,为生产管理人员掌握矿区总体生产和科学决策提供了依据。

该系统与无人采矿装备融合,形成“露天矿无人采矿装备及智能生产管控系统”,该项目于2019年4月通过中国有色金属协会专家组鉴定,整体已达到国际先进水平,其中矿用新能源电动无人驾驶卡车、5G无人采矿管控等技术已达到国际领先水平。该项目使公司在智能采矿方面成为了有色金属行业的领军者,也为我国露天矿山实现无人开采新模式提供了思路。


         

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