什么是露天礦山？礦山也會有智慧？

? 礦山開采可以分為露天開采和地下開采兩種方式。將覆蓋在礦體之上的浮土和圍巖剝離，從裸露的礦體上采掘礦石的方法被稱為露天開采。

露天開采工藝可以分為穿孔、爆破、采裝、運輸、排土等幾個環(huán)節(jié)，其中運輸環(huán)節(jié)占比達到70%以上，是露天礦開采的核心環(huán)節(jié)。“采運排”也是成本占比最高的環(huán)節(jié)，拿煤礦舉例，“采運排”成本占比超過總成本的80%-90%。

? “智慧礦山”是2010年之后提出的一個新興概念。2020年之后，隨著政策的大力支持，智礦行業(yè)已經(jīng)進入高速發(fā)展應用落地的階段。智慧礦山的核心是利用信息、通信及AI大數(shù)據(jù)算法等技術，感知、分析、整合礦山運營系統(tǒng)的各項關鍵信息指標，從而對包括安全、生產(chǎn)、車輛調(diào)度、自動化、監(jiān)測監(jiān)控、人員定位在內(nèi)的各種需求作出智能響應。通過大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)和5G技術的全面應用，未來將實現(xiàn)礦山智慧式管理和運營，為礦山行業(yè)從業(yè)者創(chuàng)造更安全、更美好的工作環(huán)境，促進礦山開采的和諧、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。

怎樣才能讓礦山變“聰明”？

? 智慧礦山的建設是一個龐大的系統(tǒng)工程。我國地大物博，礦種眾多，每個礦種，甚至同一種礦所在的位置不同，都會存在地質(zhì)條件的重大差別，因此智慧礦山的建設會根據(jù)礦山具體的條件進行定制化設計。具體實現(xiàn)的過程中會應用到先進的信息技術，包括計算機信息處理、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡、車輛自動駕駛及編組運營等，從而實現(xiàn)從生產(chǎn)監(jiān)督、安全監(jiān)測到運營管理的全面自動化、信息化和智能化。

?上文提到過露天礦山在開采過程中“運輸”環(huán)節(jié)占比非常高。因此礦山無人駕駛解決方案作為整體解決方案的一環(huán)，有著舉足輕重的地位。礦運作業(yè)安全事故頻發(fā)、招工用工困難、人力成本高企此前一直都是礦區(qū)運營的痛點和國家監(jiān)管部門的難點。需求端刺激，加上感知技術、線控技術、車云協(xié)同、云端智能和調(diào)度及大數(shù)據(jù)等在自動駕駛技術中的應用逐漸趨于成熟，“礦山無人駕駛系統(tǒng)”的建設和應用為智慧礦山整體解決方案的實現(xiàn)注入了強勁動力。

提到自動駕駛，不得不介紹三一智礦的法寶，露天智慧礦山的“變形金剛”——SKT90Ei 無人駕駛電動寬體車。

? SKT90Ei無人駕駛電動寬體車，采用滿足礦區(qū)復雜工況的雙電機和大扭矩4擋AMT變速箱動力組合，輔以領先的純電動整車集成技術，具有高效節(jié)能的顯著特點，特定工況下具有傳統(tǒng)燃油車無法比擬的優(yōu)勢。

?三大核心技術：

制動能量回收策略

電動寬體車最突出的優(yōu)點就是能夠?qū)崿F(xiàn)再生制動能量回收，即在制動或重載下坡時，將寬體車行駛的慣性能量或重力勢能通過傳動系統(tǒng)傳遞給電機，電機以發(fā)電方式工作，為電池充電，實現(xiàn)制動能量的再生利用。

雙電機匹配策略

純電動寬體車雙電機匹配策略，主從電機通過轉(zhuǎn)矩耦合控制，針對起步、中高速運行、倒車、制動能量回饋、重載爬坡、單電機跛行等不同工況，分別制定控制策略，實現(xiàn)單雙電機匹配運行。

整車能量控制策略

整車能量管理，對電驅(qū)動系統(tǒng)和電輔件系統(tǒng)進行綜合能耗管理，優(yōu)化分析，在保證安全前提下實現(xiàn)整車效率最高，電耗最小。

?感知定位技術：

SKT90Ei通過搭載的毫米波雷達、激光雷達等傳感器，可以準確地記錄檢測車輛周圍障礙物情況，并能對運動或者靜止目標障礙物進行識別。

?車輛控制技術：

控制器通過CAN 總線與主控控制器、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)連接，用于控制指令和系統(tǒng)狀態(tài)的傳輸，并通過硬線與無人駕駛請求開關連接，用于控制有人狀態(tài)和無人狀態(tài)切換。

?車聯(lián)網(wǎng)技術：

通過LTE-V的通信方式，實現(xiàn)無人駕駛礦車與挖機之間及多臺無人駕駛礦車之間的近程通信，無人駕駛礦車與挖機設備之間通信無人駕駛礦車運行數(shù)據(jù)與挖機控制礦車的指令數(shù)據(jù)，多臺無人駕駛礦車之間通信礦車運行數(shù)據(jù)，通過車控算法軟件實現(xiàn)無人駕駛礦車與挖機的設備交互和多輛無人駕駛礦車的防碰撞功能。

?智能遙控駕駛技術：

車載視頻盒子通過4路1080P60攝像頭采集車輛周邊視頻信息原始數(shù)據(jù)，通過壓縮算法進行視頻壓縮，再通過5G進行視頻回傳，遙控端通過解壓縮算法實時顯示車輛周邊信息。

比“老司機”更懂駕駛

無人駕駛純電礦卡投放率行業(yè)內(nèi)率先突破80%

引入新能源技術，打造礦山節(jié)能環(huán)保“能量生態(tài)圈”

? 集群調(diào)度系統(tǒng)核心是圍繞著車輛的無人化運營展開，使所有車輛從上電開始，就要實時上報自己的各種信息。其中車輛調(diào)度模塊會根據(jù)上報的數(shù)據(jù)，綜合判定并調(diào)用gis系統(tǒng)計算出車輛運行的軌跡，然后下發(fā)給車輛，使車輛按照預定軌跡開始執(zhí)行，系統(tǒng)全程進行實時監(jiān)控以便對突發(fā)事件作出及時響應。

?自2020年開始，三一智礦已在青海、內(nèi)蒙古等多家煤礦累計投放近30臺SKT90Ei系列無人駕駛電動寬體車，實現(xiàn)了挖機、礦卡、裝卸載區(qū)的編組自動運行等功能。其中與鄂爾多斯潮腦梁煤礦、民達煤礦和東明煤礦開展深度合作，實現(xiàn)商業(yè)化運營。預計2022年底，三一智礦可實現(xiàn)50臺以上無人駕駛礦車獨立運營，未來3年投放量計劃突破500臺。

?三一智礦目前已與華為、騰訊、中國移動、中國聯(lián)通等企業(yè)達成生態(tài)合作，共同建設礦山智能網(wǎng)聯(lián)基礎設施，形成“車-地-云”一體化協(xié)同的露天智慧礦山整體解決方案及行業(yè)標準。

? 三一智礦踐行“綠色礦山”核心理念，積極布局應用純電、換電、氫燃料等新能源技術的挖掘機、裝載機等設備；同時利用礦區(qū)天然優(yōu)勢建立光伏發(fā)電站，可直接用于電動礦車等設備，形成高效低成本的新能源閉環(huán)應用，真正實現(xiàn)綠色，智能的“自給自足”。智礦未來還將引入更多新能源技術，提高礦山開采過程中的能量再生與循環(huán)利用，將建設“能量生態(tài)鏈”也作為智慧礦山建設的重要一環(huán)。

礪行 致遠

無人駕駛累計里程突破10萬公里

運營土方量突破80萬立方

? 截至2022年六月底，三一智礦已投入使用的30臺礦車，累計實現(xiàn)無人駕駛商業(yè)化運行里程超過10萬公里，累計運營土方量已超過80萬立方米。

?三一智礦已與多家知名礦企實現(xiàn)合作，在全國多個礦區(qū)打造運營樣板。

礦山智能化建設并非一蹴而就，行駛的每一公里、排土的每一立方，背后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息對于智慧礦山未來的建設和高質(zhì)量發(fā)展都具有重要的意義。隨著產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的協(xié)同升級、技術綜合度的提高、要求進一步提高的經(jīng)濟效益和工程化能力、以及面向項目交付后市場的數(shù)據(jù)積累與運維工作，是智礦需要面對的更高的要求和考驗。在國家“雙碳”目標的大背景下，三一智礦提出了“數(shù)字礦山、綠色礦山、智慧礦山”的核心理念，涵蓋了從初期設計、系統(tǒng)及基礎設施搭建、礦山數(shù)據(jù)采集到生產(chǎn)過程的智能化運營管理的露天礦山整體解決方案的明確目標，這不僅是對礦山運行效率和安全性的保障，更是沉甸甸的社會責任。

未來，三一智礦將積極尋求與更多頭部礦企建立深度合作，共同打造礦區(qū)無人化標桿項目，建立建設產(chǎn)學研用一體化的智慧礦山體系，為國家能源高質(zhì)量發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟建設以及雙碳戰(zhàn)略的實現(xiàn)，提供強有力的支撐。（本文來自三一智礦科技有限公司，點擊鏈接閱讀原文）

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