洛钼智慧矿山建设“领跑”中国矿业

王海波｜文

智慧矿山正给全球采矿业带来一场前所未有的革命。连年来，洛阳钼业作为智慧矿山的领航者和创建者，绿色矿山的践行者和推动者，先后与西安建筑科技大学、河南跃薪科技公司以及华为集团深度合作，研发出露天矿无人采矿装备及智能生产调度系统，倾力打造出国内首家智慧矿山标杆企业。

在洛阳钼业矿山公司生产科工作了16年的刘电波，先后从事过生产调度员、配矿班班长和生产科科长等职务，并经历了采场现场调度、调度中心遥控指挥调度模式。如今不需要在夏季头顶烈日，冬季脚踏冰雪现场奔波和在调度中心通过视频指挥铲装及运输作业，仅利用智能化调度系统便可轻松下达铲装、运输、卸矿调度指令，同时所有车辆实现自动派单模式。

即将退休的碎矿工范六群在1 号碎矿站见证了运矿车辆从有人驾驶到无人驾驶的智能化运行，深有感触地说：“干了一辈子矿工，真是开了眼界了，运矿车辆实现无人驾驶，这在以前想都不敢想”。

在调度中心远程作业

聚集行业发展 引领技术进步

随着国家对矿山资源综合开发利用、环境保护、开采工艺、技术装备、安全管理等方面要求得越来越严格，以数字化、信息化、自动化和智能化带动传统矿业转型和升级，打造安全、绿色、高效、智能矿山，提高核心竞争力，是中国矿山行业的必由之路。

发展成就梦想，变革方能言胜。近年来，洛阳钼业深入贯彻落实国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等国家相关政策，按照《国家智能制造标准体系建设指南》的总体要求，实现了生产组织数字化，配矿管理动态化，矿岩计量自动化，现场管理可视化，调度指令信息化，设备运行自动化，信息传递网络化的目标。

与西安建筑科技大学合作实施的集群协同卡车智能调度及矿岩运输无人计量系统，实现设备实时位置显示、历史轨迹回放以及满载、空载、待车等工作状态识别。利用群智能优化算法构建实时调度优化模型，进行最优化的路径选择、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，对生产过程的突发情况进行动态预警及调整。矿岩运输无人计量利用配矿——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，大幅降低了计量劳动强度，保证了配矿及调度准确性。

2015年，实施的“三道庄露天矿智能化装备及其关键技术的研发”项目，根据该矿区矿山地质条件、资源赋存形态及生产作业环境进行一系列的采矿优化，按照生产设备操作遥控化→遥控操作远程化→无人操作智能化的步骤，逐步建立了一套高效、实用、安全的露天矿穿孔、铲装和运输生产设备智能化系统，按照“最大限度利用矿山现有设备，最大限度兼容原有人工操控系统”的技术创新思路，实现设备无人和有人值守之间的信号采集、输送、控制及自动切换，研发集智能开采基础数据自动采集、智能工业大数据通信、智能开采无人调度与控制、智能采矿生产执行系统、智能开采智慧生产决策和智能化采矿作业设备于一体的矿山无人开采智慧管控平台。打破了国外的技术垄断，实现了穿孔、铲装、运输的无人高效作业。该系统研发的核心技术，填补了国内该领域的空白，改变了传统的人工操作模式，提高了采矿装备的自动化、智能化水平，为提升采矿生产管理水平和企业核心竞争力，促进传统产业的转型升级，实现智能无人开采奠定了坚实的基础，可广泛应用于空区处理、地震、洪涝、滑坡、泥石流等自然灾害以及高原、高温、高寒、强腐蚀、高辐射等恶劣环境和高危条件下抢险救援，具有广阔的推广应用前景。

2018年6月，洛阳钼业与河南跃薪再度联手，成功研发40 余台纯电动矿用卡车，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，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；利用重载能量回收系统，矿山路况下能量可回收25%～30%，一次充电可满足8 小时运输需求，且完全实现零排放。同年9月，15 台纯电动矿用卡车成功开启智能驾驶新模式，让智能驾驶在矿山企业规模推广成为现实，中国矿业从此进入“智能+绿色”新时代。该项目被中国产学研合作促进会评为2019年度创新成果一等奖。

创新赢得先机 智慧创造未来

进入2019年，洛阳钼业牵手华为，在全国率先将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，彻底解决了矿山特殊复杂环境信号传输的技术瓶颈。2019年以来，通过多次改进和调试，实现了无人电动车编队运行和挖掘机的远程操控，智能系统通过升级实现了云服务器下的精准控制，进一步加大二代无人电动车研发力度，提高运行效率和安全性能，不断满足复杂供矿条件下的高效运行。目前15 辆无人驾驶二代车辆已实现多个装载点编队运行，一号破碎站实现全站运输无人化。

自动派车及车铲协同作业效率优化项目是当前国内智慧矿山深入研发的必然趋势，也是实现大规模无人车智能生产的关键。该项目是在原生产智能管控系统的基础上，依据智慧矿山和软件工程的相关理论和方法，进行系统的优化分析设计，结合云服务下露天矿智能管控平台，对车辆智能派单、车铲作业效率优化等关键技术进行系统开发。而智能调度是露天矿生产组织的“超级大脑”，是从有人驾驶作业车辆、有人+无人混合作业到无人驾驶作业的主要环节。

由于原有的调度系统为了保证配矿的效果，按照配矿计划人工绑定的方式进行，卡车每班严格按照调度指令进行装——运——卸操作，调度模式简单，容易造成车辆排队等待时间长、效率低下等问题。为了解决这一问题，实施的全新卡车调度系统，根据当前装、运、卸的实时状态，进行智能调度，并以配矿计划为依据，保证配矿品位均衡，提高了作业效率。智能派单式调度管理模式，对原有的系统界面，系统交互方式以及异常状况的处理进行相应调整开发，尤其对突发性硬件故障、车辆未按调度执行、紧急停派、破碎站应急存矿等异常状况的处理进行相应的研发。

为了支持运输成本核算，在对当前的卡车移动终端软件进行了升级开发，在支持车辆实时路线里程统计的同时，通过软件系统对车辆的装载点——卸载点的重载里程进行实时汇总分析，自动生成报表。为确保调度算法的实现，进行全新的数据感知（输入）模块设计，系统全面监测当前卡车状态（待命、故障、主动停运、空车待装、重车待装、重车待卸等）、无装点状态（正常装载、故障、主动停装）、卸载点状态（正常、故障、主动停卸）、配矿计划及实时完成情况、指派优先等进行实时感知。为获取相应的状态，开发了对应的挖掘机、破碎站和车辆等三个APP 应用程序。

据了解，该项目在4月份已完成系统设计、编码开发和校园内系统模拟和现场调度测试，逐步接入所有挖机和卡车，完善了调度模型、应急调度、应急存矿、分组指派等特殊场景支持，并全面切换到智能派单系统，下一步将完成与磅房的集成与对接、数据同步等功能，根据应用情况，逐渐完善和处理细节问题，继续对智能管控平台升级改造，与现有智能装备对接，实现集成管控，并通过无人机对采场定时航测，实现三维现状及时更新，提高精准管控水平。