慧拓利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)推動我國礦業(yè)向安全、高效、經(jīng)濟(jì)、綠色與可持續(xù)的目標(biāo)發(fā)展
中煤平朔集團(tuán)大型露天礦智能卡車無人駕駛項(xiàng)目荊樹濤 攝
□ 陳學(xué)謙
“十四五”時期，我國能源行業(yè)進(jìn)入了關(guān)鍵發(fā)展階段。在國家提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)后，能源企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展更是成為了行業(yè)的熱點(diǎn)話題。由于資源稟賦、發(fā)展條件、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等多方面原因，經(jīng)過多年的發(fā)展，以煤礦資源為基礎(chǔ)的煤電成為我國的主力能源，在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。今年3月1日，在碳達(dá)峰碳中和工作領(lǐng)導(dǎo)小組全體會議上，國務(wù)院副總理韓正強(qiáng)調(diào)，要合理規(guī)劃煤電建設(shè)規(guī)模和布局，推動煤炭清潔高效利用，發(fā)揮好煤炭在能源中的基礎(chǔ)和兜底保障作用。
對于煤礦企業(yè)來說，保障能源供應(yīng)穩(wěn)定和推進(jìn)節(jié)能降碳改造升級均是“十四五”期間的重要任務(wù)，煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，對實(shí)現(xiàn)煤礦減人增安提效、促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。
2020年2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局等八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出，到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，到2035年，各類煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化。
近幾年，一批大型國有煤礦以人工智能技術(shù)為依托，積極推進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，而智慧礦山無人化領(lǐng)導(dǎo)者——青島慧拓智能機(jī)器有限公司（以下簡稱“慧拓”）利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從本質(zhì)上提升自身核心競爭力，真正做到“穩(wěn)中求進(jìn)”，從而推動我國礦業(yè)向安全、高效、經(jīng)濟(jì)、綠色與可持續(xù)的目標(biāo)發(fā)展，在日益激烈的市場競爭中脫穎而出。
產(chǎn)研結(jié)合助力智能化發(fā)展
“中國改革開放試驗(yàn)田”再結(jié)碩果
隸屬于中國中煤能源集團(tuán)有限公司的中煤平朔集團(tuán)有限公司（以下簡稱“平朔集團(tuán)”），是我國目前規(guī)模最大、資源回收率最高、多項(xiàng)指標(biāo)位居全國領(lǐng)先水平的露井聯(lián)采的特大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)。作為中煤集團(tuán)的主力軍，中煤平朔集團(tuán)始終走在我國煤礦行業(yè)發(fā)展前列，公司所轄的安太堡露天煤礦是中國改革開放的第一家中外合資企業(yè)，是當(dāng)時引進(jìn)外資額度最大、現(xiàn)代化程度最高的中外合作項(xiàng)目，被譽(yù)為“中國改革開放試驗(yàn)田”。
平朔集團(tuán)以安太堡露天煤礦為首批智慧礦山開發(fā)測試基地，建設(shè)以轉(zhuǎn)向遺留采坑為基礎(chǔ)建設(shè)的智慧礦山測試基地，通過真實(shí)模擬露天礦不同氣候條件下的各種作業(yè)場景并對自動化機(jī)械進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測試，助力構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)規(guī)范，為行業(yè)技術(shù)落地提供可參考的安全保障。2020年11月，中煤平朔集團(tuán)公司在國內(nèi)首個智慧礦山無人運(yùn)輸測試基地——安太堡露天礦卡車無人駕駛試驗(yàn)場地，對大型露天礦單臺智能卡車無人駕駛項(xiàng)目進(jìn)行了階段性驗(yàn)收，通過開展對礦卡采排、感知系統(tǒng)、循跡控制精度與車鏟功能的測試，詳細(xì)驗(yàn)證了大型露天礦單臺智能卡車無人駕駛項(xiàng)目在露天生產(chǎn)作業(yè)中的安全性、操作性、實(shí)效性等。
該大型露天礦單臺智能卡車無人駕駛項(xiàng)目由中科院孵化的“國家隊(duì)”科技企業(yè)——慧拓執(zhí)行落地，在有著30余年智能控制領(lǐng)域研究經(jīng)驗(yàn)的首席科學(xué)家王飛躍教授的指導(dǎo)下，以其世界首創(chuàng)的ACP平行理論為支撐，慧拓自主研發(fā)了以云端智能調(diào)度與管理系統(tǒng)、礦車無人駕駛系統(tǒng)、挖機(jī)協(xié)同作業(yè)管理系統(tǒng)等六大核心子系統(tǒng)組成的平行礦山操作系統(tǒng)——“愚公YUGONG”。作為世界唯一全機(jī)型、國內(nèi)唯一多礦種、全場景適配的智慧礦山操作平臺，“愚公YUGONG”平行礦山操作系統(tǒng)將核心技術(shù)攻關(guān)與真實(shí)場景需求牢牢結(jié)合，在“卡脖子”的關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。
基于慧拓行業(yè)領(lǐng)先的人工智能技術(shù)能力、卓越的產(chǎn)品設(shè)計與工程商業(yè)化落地實(shí)力，平朔集團(tuán)與慧拓聯(lián)合建立無人標(biāo)準(zhǔn)化測試基地，在礦區(qū)系統(tǒng)智能化改造方面，共同研究智慧露天礦涉及的一系列關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)形成智能化礦山的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，為大規(guī)模的行業(yè)落地應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。2022年，基于安太堡露天煤礦大型露天礦單臺智能卡車無人駕駛項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，平朔集團(tuán)與慧拓在2021年入選國家首批智能化示范煤礦建設(shè)名單的東露天煤礦，開展礦用卡車無人駕駛控制技術(shù)改造項(xiàng)目，擬建成山西省最大規(guī)模5G+無人駕駛智慧礦山。
2017年以來，在國家政策的鼓勵下，大批技術(shù)型公司如雨后春筍般出現(xiàn)在了智慧礦山賽道，無人駕駛礦車乃至無人礦山整體方案的發(fā)展不斷加快，應(yīng)用表現(xiàn)也越發(fā)得到礦企的認(rèn)可，規(guī)?；逃弥饾u成熟。慧拓作為中科院孵化的國內(nèi)領(lǐng)先的礦山無人化整體解決方案服務(wù)商，2019年9月便在大唐集團(tuán)寶利煤礦完成了國內(nèi)首個無人運(yùn)輸系統(tǒng)的商業(yè)化落地運(yùn)營。近幾年，慧拓憑借過硬的技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力，結(jié)合規(guī)?；涞剡^程中積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)資源，開啟了我國自主研發(fā)的平行礦山操作系統(tǒng)全面賦能智慧礦山的新時代。
卓越技術(shù)突破礦種限制
一流交付推進(jìn)井工礦智能化進(jìn)程
我國煤炭資源分布廣、煤層埋藏深，在數(shù)量上井工礦占比高達(dá)80%，遠(yuǎn)超露天礦，但開采相對困難，地質(zhì)環(huán)境也更為惡劣復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)無人化需要卓越技術(shù)與高質(zhì)量的商業(yè)化交付能力的雙重護(hù)航。
2020年，慧拓便開始布局井工礦無人化，通過一年多的實(shí)踐完成了關(guān)鍵技術(shù)的落地轉(zhuǎn)化。2021年9月，慧拓與陜煤集團(tuán)小保當(dāng)煤礦、中國電信攜手建設(shè)的中國首個井工礦無人運(yùn)輸項(xiàng)目——小保當(dāng)“5G＋智慧礦區(qū)”通過驗(yàn)收。驗(yàn)收組專家表示，該項(xiàng)目在井工礦無人駕駛領(lǐng)域，取得多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破，多源異構(gòu)融合感知技術(shù)，可以適應(yīng)井下巷道弱光照和水汽干擾工況；多模態(tài)的高精地圖等多項(xiàng)技術(shù)研制的高精度組合定位系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在無GPS信號環(huán)境中的大范圍精準(zhǔn)定位。項(xiàng)目為小保當(dāng)?shù)V區(qū)“智能裝備、智能交通、智能管理”的總體框架提供了無人運(yùn)輸完整解決方案，積極推動國內(nèi)井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的智能化改造，助力煤礦生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級。
據(jù)了解，截至目前，慧拓已交付超過200輛無人駕駛車輛，全面服務(wù)包括國家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)、國家電投、大唐集團(tuán)、中國寶武、中煤集團(tuán)、金隅集團(tuán)、華潤集團(tuán)等國內(nèi)頂級能源集團(tuán)和礦企，落地30余個礦區(qū)。同時，慧拓盡心竭力推動整個礦山無人化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，在大量項(xiàng)目的落地過程中打造了一套業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的交付流程?；谝陨蠘?biāo)準(zhǔn)，慧拓與華能集團(tuán)伊敏煤電公司、百度合作，僅用規(guī)定時間的一半便完成了項(xiàng)目交付，并在行業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)“安全員下車”級別無人駕駛與有人駕駛礦用卡車混編作業(yè)。
成熟的技術(shù)方案和一流的標(biāo)準(zhǔn)化交付流程，讓慧拓在多個礦山場景實(shí)現(xiàn)了快速規(guī)模化復(fù)制。不到兩年時間，慧拓參與了近八成的全國前十名煤礦的智慧礦山無人化項(xiàng)目，并且在冶金、有色、水泥行業(yè)分別打造了具有標(biāo)桿意義的商業(yè)落地項(xiàng)目。
政策助力科技創(chuàng)新
煤礦智能化建設(shè)進(jìn)程加速
煤礦智能化是國家重點(diǎn)支持的能源技術(shù)創(chuàng)新方向。2020年以來，國家能源局聯(lián)合國家發(fā)展改革委、教育部、科技部、工業(yè)和信息化部、財政部、應(yīng)急管理部、國家礦山安監(jiān)局印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，建立了煤礦智能化發(fā)展協(xié)調(diào)機(jī)制，以提高煤炭保供能力為目標(biāo)，以示范項(xiàng)目為抓手，邊健全制度邊推進(jìn)工作，煤礦智能化建設(shè)全面鋪開。在政策鼓勵下，煤炭企業(yè)全面啟動煤礦智能化升級改造。據(jù)國家能源局初步統(tǒng)計，截至目前，全國有近400座煤礦正在開展智能化建設(shè)，總投資規(guī)模超過1000億元。國家能源局遴選的71處國家首批智能化示范建設(shè)煤礦，總產(chǎn)能近6億噸。在日前召開的國家能源局一季度網(wǎng)上新聞發(fā)布會上，國家能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，經(jīng)過兩年探索和實(shí)踐，煤礦智能化已成為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，“少人巡視，無人操作”智能采煤工作面邁向常態(tài)化應(yīng)用。
“十四五”期間，科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級是煤炭行業(yè)的重要發(fā)展方向，煤礦智能化建設(shè)代表著煤炭先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展方向，是行業(yè)邁向更高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。2022年2月28日，國家能源局發(fā)布的關(guān)于政協(xié)第十三屆全國委員會第四次會議第0229號提案答復(fù)函摘要指出，國家能源局正聯(lián)合科技部組織研究編制《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，擬將一系列煤炭清潔高效利用技術(shù)列為“十四五”時期重點(diǎn)任務(wù)，并將會同相關(guān)部門并組織相關(guān)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校和國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺，積極推動規(guī)劃落地，推進(jìn)煤炭利用清潔低碳、高效智能轉(zhuǎn)型，為碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供科技支撐。
毋庸置疑，在國家政策的引導(dǎo)和推動下，會有越來越多的科研機(jī)構(gòu)和像慧拓一樣擁有雄厚技術(shù)實(shí)力的科技創(chuàng)新企業(yè)加入到推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)的事業(yè)中，勇?lián)蓬^兵重任，持續(xù)推進(jìn)科技創(chuàng)新，全面加速規(guī)?；a(chǎn)業(yè)落地進(jìn)程，共同構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用一體化的無人礦山、智能礦山產(chǎn)業(yè)生態(tài)布局，服務(wù)國家能源安全戰(zhàn)略，為國家能源礦企高質(zhì)量發(fā)展、加快制造強(qiáng)國建設(shè)、發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略等方面提供有力支撐。
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