我国露天矿区迈向“零人化” 无锡院智能系统破解传统采矿三大难题

【问题】长期以来,露天矿区运输作业被认为是“苦、脏、险”的集中环节:一方面,矿区道路相对封闭但工况复杂,坡道、弯道、粉尘与颠簸并存,驾驶员长时间重复作业容易疲劳;另一方面,传统运输组织高度依赖经验,车辆空载、等待、绕行等现象增加能耗与成本。安全风险与用工压力叠加,使“运输环节怎么管、怎么省、怎么更安全”成为露天矿智能化的关键问题。 【原因】露天矿区的作业特征,为无人化落地提供了相对可控的场景。封闭道路、限速行驶、固定路线、作业边界清晰,降低了开放道路无人驾驶常见的不确定性。同时,顶层设计持续明确方向。2020年相应机构联合印发指导意见,推动煤矿智能化发展,并将露天煤矿无人化运输等目标纳入时间表。政策导向叠加行业需求,使无人运输从“可选项”加速变为“必答题”。 【影响】在运输成本与安全治理两端,无人矿卡带来的变化特点是带动作用。成本端,传统“高油耗”往往来自装运组织不均衡、空载率偏高以及驾驶风格差异;无人化通过标准化控制与统一调度,有助于减少无效行驶和能耗波动。安全端,露天矿运输事故多与盲区、超速、疲劳驾驶、会车避让不及时等因素有关;无人化系统以多传感器感知与规则化决策替代“靠经验”,有望把风险前移到算法与流程控制。用工端,矿区驾驶岗位长期面临招聘难、流动大、培训成本高等问题;无人化与少人化运行可释放人力,推动岗位向设备运维、远程监控与数据管理转型。 【对策】针对露天矿“装—运—卸—停”链条长、协同复杂,无锡院提出以系统集成为核心的全流程无人化方案,重点在三类系统协同发力。 一是智能驾驶,让单车具备稳定的“感知—决策—控制”能力。据介绍,系统可在一定范围内稳定识别障碍物、行人及工程车辆,并通过融合定位将误差控制在厘米级,满足矿区装卸点精准停靠、坡道起步等要求;同时将调度响应控制在毫秒级,提升车辆在固定路线上的循迹稳定性。 二是智能调度,解决“多车协同效率”问题。露天矿运输不是单车运行,而是由装载、行驶、卸载、回程等环节组成的动态网络。通过调度平台对车辆加油、检修、排队、避障等进行统一组织,并以网格化方式管理矿区地形与道路资源,可提升车队整体周转效率,减少人工指挥的随机性与滞后。 三是智能互联,打通车端、路侧与后台的实时联动。通过无线专网与时间敏感通信等技术,降低指令下发与状态回传延迟,为多车会车、交汇与作业区协同提供稳定通信支撑,减少“信息不通”带来的抢道、误判等问题。 为适应矿区极端环境,该方案在工程化层面更强调可靠性:针对高粉尘工况,采用高等级防护保障传感器稳定;面对坑洼颠簸与大落差,结合悬架与控制策略提升运行精度;在高低温环境下,通过防护与热管理设计保证系统在更宽温域内持续工作,减少对额外改装的依赖。 【前景】从示范走向规模化复制,是矿山智能化的下一道门槛。无锡院披露,该方案已在内蒙古等地露天煤矿及测试场景完成示范运行,累计安全运行里程超过300万公里,单车年节约燃油成本约18万元,并支持在不同品牌、不同吨位的矿用自卸车上快速移植。业内人士认为,随着矿区通信基础设施完善、数字化矿山底座建设加快,以及安全生产监管对本质安全要求不断提高,无人运输有望从“示范矿”走向“常态矿”,并与电动化、充换电体系、设备全生命周期管理相结合,形成“少人化组织+数据化运营”的新模式。

矿山智能化的核心不在“炫技”,而在用技术守住安全底线、提升资源开发效率、降低对高风险岗位的依赖。露天矿无人运输从可行性验证走向规模化应用,既是政策导向与产业需求共振的结果,也是装备制造与数字技术深度融合的体现。将示范经验沉淀为可复制、可推广的系统能力,并在安全与效益之间建立可持续平衡,智慧矿山建设才能在更大范围释放长期价值。