第20版:矿山·安全

中国能源报 2024年11月25日 Mon

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无人驾驶技术引领露天煤矿智能化

■本报记者 杨沐岩 《中国能源报》(2024年11月25日 第 20 版)

  近日,中国煤炭工业协会发布《露天煤矿无人驾驶技术应用发展报告》指出,无人驾驶技术在露天煤矿的推广应用,具有提升安全保障、降低运营成本、提升运营效率等优势,正在快速覆盖应用到全国各主要露天矿区。5年间,矿山无人驾驶实现了年均倍速增长和实际商用落地,实际生产效率在部分矿区已接近有人驾驶水平。

  露天煤矿的智能化转型不可能一蹴而就,需要结合煤矿自身特点和情况,综合考量基础设施建设、运维模式构建、先进技术应用等,才能发挥智能化“减人、增安、提效”支撑保障作用。矿山企业需要持续探索,如何基于现有的智能化成果,将包括无人驾驶在内的一系列智能设备串联,实现“单机装备智能控制、多机装备智能协同、区域无人化作业”。

  ■■瞄准矿山减人、降本、提效需求

  露天煤矿的开采涉及爆破、采装和运输多个步骤。其中,运输的基本建设投资约占矿山基建总投资的60%,运输成本和劳动量分别占总成本和总劳动量的一半以上,可见运输在露天煤矿开采中的重要地位。

  由于工作位置偏远、劳动强度高等一系列因素,“招人难、留人难”成为露天煤矿运输环节普遍面临的问题。因此,无人驾驶系统的优势逐渐显现。《报告》显示,截至2024年9月,我国已有超50个露天煤矿完成无人驾驶矿卡部署,无人驾驶矿卡数量达到1510辆。

  《报告》估算,矿企采用无人驾驶方案每年可减少司机成本10—15万元/人,百台无人驾驶车辆,至少可节省司机成本4000万元/年。同时,无人驾驶技术也可减少人为操作失误,降低机械磨损,减少设备维护成本。据相关厂商运营数据,露天矿应用无人驾驶技术后运输成本可降低15%、轮胎寿命可提高40%。

  新疆天池能源南露天矿部署的无人矿卡单日单车运行时间平均可达22小时,相较于传统有人驾驶矿卡,其单日单车运行时长多出1小时。该矿内无人驾驶矿卡单日单车运输量为有人驾驶矿卡的1.17倍。

  白音华蒙东煤业公司相关负责人告诉《中国能源报》记者,公司首批40台百吨级混合动力矿用无人驾驶宽体矿卡已完成5编组自动运行。通过5G网络传输,车辆具有定位导航、自动起步、循迹行驶、自动装载、自动避障绕障、自动卸载、平台调度等功能。车辆根据既定路线行驶,采用高精度激光雷达,自主、精准地识别障碍物、行人、有人驾驶设备、无人驾驶设备等根据具体情形作出相应的行驶决策。整车采用的是油电混合动力技术,节油率最高可达30%,每台荷载约为100吨,日车数可达1200车,日剥离量可达6万立方米,综合效率可达人工效率的90%。

  ■■实际应用和理想仍有差距

  目前,矿山无人驾驶的实际应用和理论设想仍有一定距离。以国能准能黑岱沟露天煤矿为例,当前该矿51台卡车无人化改造完成,并计划在2025年10月实现超75台无人驾驶卡车规模化应用,运行超6个月且效率达到人工的110%。准能集团向《中国能源报》记者透露,要实现计划目标,仍要克服诸多挑战。首先,依照国家能源集团相关要求,准能集团计划将下属两矿使用年限接近或达到15年以上的设备逐步更新。这一背景下,很多老旧矿卡即将被淘汰,进行无人驾驶改造得不偿失。已完成改造的矿卡也面临硬件适应性和可靠性相对较低、缺少适配无人驾驶生产组织模式等一系列问题。

  年产能千万吨以下的中小型煤矿占露天煤矿总数比例超90%,无人驾驶在这类矿山的推广也存在挑战。“无人驾驶能否在某个矿落地应用,与矿山原有的环境条件及运营效益密切关联。”易控智驾战略副总裁林巧在接受采访时表示:“往往是矿越小,标准化投入就越少,工况复杂度就会偏高,对无人驾驶技术的挑战也就越高。其次是经济账,无人驾驶技术的落地需要对多项关联的基础设施进行升级改造,矿越小,每辆无人驾驶矿卡均摊的成本也就越高。有些矿就会出现‘算不过来账’的情况。”

  “无人驾驶矿卡正式运营前夕,矿方会对5G基站等基础设施进行新增或升级改造,这在满足无人驾驶矿卡运营的同时,也为矿山后续的智能化改造创造了坚实底座。”林巧指出,同时,无人驾驶矿卡也仅是车辆运行从有人驾驶到无人驾驶的改变,而不是以矿卡为核心的全链条升级。如何利用矿山无人驾驶等上一阶段智能化建设的重点,牵引矿山智慧化建设是矿山企业需要思考的问题。