矿产资源是国民经济发展的 “压舱石”。我国矿山类型复杂多元,既有大规模露天开采,也有大量深部井工开采场景。在有色金属关键金属矿山领域,井下巷道狭窄、粉尘高、光照差,作业空间受限,矿山运输环节安全风险突出。因此推动矿山运输装备智能化、机器人化,实现 “机械化换人、自动化减人、智能化无人”,既是矿山安全生产的刚需,也是落实科技兴矿、保障国家战略矿产保供能力的必由之路。
作为国内为数不多同时具备露天矿、井工矿无人驾驶全栈落地能力的智慧矿山科技企业,中科慧拓依托 “愚公YUKON操作系统” 技术底座,在国家能源神东、陕煤小保当两大标杆项目完成技术验证与工程沉淀,近期联合中国矿业大学(北京)、常州科试、中国科学院自动化所等单位,面向江西省关键金属矿山启动露天-地下一体跨域矿山运输机器人研发与示范项目,瞄准行业共性难题开展技术攻关,打造适配多矿山环境的新一代运载机器人技术体系,助力江西有色金属产业高质量发展,为全国矿山智能化输出可复制方案。
深耕现场:两大标杆项目淬炼井工无人驾驶硬实力
井工矿占据我国矿山总量超八成,开采环境更为严苛:无GNSS卫星信号、巷道狭窄曲折、高粉尘低照度、水汽干扰大,井下辅助运输长期是事故高发环节,无人驾驶落地难度远高于露天矿山。中科慧拓坚持 “技术从现场中来,成果到现场中去”,先后落地神东、小保当标杆项目,一步步攻克井下感知、定位、安全控制等系列卡脖子难题,完成从安全辅助驾驶到全工况无人驾驶的完整技术演进。 在国家能源神东项目当中,中科慧拓建设的辅助运输车辆无人驾驶系统,有效解决现有辅助运输装备存在的安全隐患高、污染高、能耗高、效率低、寿命低、智能化水平较低等问题,逐步改变现有井下辅助运输模式,降低矿井空气和噪声污染,减少井下人员数量,改善矿井工作人员工作环境。为后续全无人驾驶积累大量井下真实工况数据与工程实施经验。

陕煤小保当项目是国内井工矿无人驾驶的里程碑实践。作为国内首个井工矿长距离、全工况无人运输项目,小保当煤矿年产2800万吨,是国家级智慧矿井示范工程,井下巷道环境复杂,完全没有卫星定位信号,弱光、水汽、粉尘多重干扰叠加,对感知、定位、决策控制系统提出极高要求。

项目中,中科慧拓运用多源异构融合感知技术,融合激光雷达、毫米波雷达、热成像、超声波等多类传感器,破解井下低光照、高水汽环境目标识别难题;创新UWB、激光SLAM、井下高精地图融合的高精度组合定位方案,实现无GNSS环境下大范围巷道精准定位;依托5G网络与愚公矿山操作系统,搭建统一调度平台,实现多台无人胶轮车协同运行,完成井下人员接送、物料转运常态化作业。该项目顺利通过省级验收,被纳入国家矿山机器人典型应用场景,标志我国井工矿无人驾驶完成从理论研究走向工程化落地的关键跨越,也为本次江西跨域矿山机器人项目储备了宝贵的井下实战经验。

两大标杆项目的成功落地,印证中科慧拓“露天+井工”双场景技术能力。不同于仅聚焦露天矿无人驾驶的技术方案,中科慧拓同时夯实露天开阔大场景集群调度,以及井下封闭复杂巷道精准导控两类差异化工况,形成完整的防爆硬件、感知定位、调度管控、仿真验证技术栈,为“露天-地下跨域一体化” 技术研发打下坚实基础。
产学研协同攻关:锚定江西关键金属矿山痛点,研发跨域运载机器人
江西是我国有色金属资源大省,有色金属产业是当地支柱产业,正全力冲刺万亿元产业链,打造世界级有色金属产业基地。但省内大量关键金属矿山同时拥有露天开采与地下深部开采板块,矿山运输面临现实挑战:山地露天矿区作业空间局促,多车混行冲突频发;地下矿山巷道狭窄,高粉尘低照度,无卫星信号,运输安全风险高;露天、井下两套智能化系统相互割裂,缺乏统一的技术体系,矿山智能化运输规模与成熟度整体偏低,制约产业安全高效发展。落实 “科技兴赣六大行动”,破解矿山智能化瓶颈,提升国家战略关键矿产保供能力,成为本次项目的核心目标。 项目由中国矿业大学(北京)牵头,联合中科慧拓、常州科试、中科院自动化所多方力量,构建强强联合的产学研用创新联合体。项目在地下井工场景,直面高粉尘、低照度、无GNSS信号恶劣条件,攻关复杂环境特征提取、狭窄巷道长距离定位误差修正技术,创新虚拟轨道视觉导引+多传感器融合方案,攻克深部井下复杂巷道高精度安全导控难题,满足深部开采对设备安全性、稳定性、精准性严苛要求。 项目将构建矿山运输机器人 "露天-地下" 一体跨域无人驾驶技术体系,研发感控系统、管控系统与仿真平台,并针对金属矿场景完成专项适配——相较于煤矿,金属矿矿体形态复杂、开采工艺多样、巷道断面与坡度变化更大,项目在感知算法、定位策略、调度逻辑层面进行针对性优化,确保兼容金属矿种的差异化作业需求。项目落地后将有力推动江西有色金属产业转型升级,提升关键矿产资源供应安全水平,为全省有色金属产业链迈向万亿级提供硬核技术支撑,同时成套技术成果可向全国多类型金属矿山、煤矿复制推广,为国内矿山智能化建设提供全新范式。 中科慧拓始终坚持 “场景驱动、实战迭代”,从露天大型矿卡编组运行,到神东无人驾驶系统落地,再到小保当实现国内首个井工矿全工况无人运输项目验收,持续把现场遇到的技术难题转化为技术创新方向。此次江西跨域矿山运载机器人项目,正是过往项目经验的延伸与升级:把井工井下的感知定位经验,与露天矿多车调度集群管控能力结合,打通露天-地下场景壁垒,实现技术体系的跨越式升级。 未来,中科慧拓将继续发挥自身技术优势,携手中国矿业大学(北京)、常州科试、中科院自动化所等合作伙伴,稳步推进项目研发、平台搭建与示范落地。深耕江西关键金属矿山示范,打磨跨域运输机器人技术。以科技创新守护矿山安全,以智能装备保障资源保供。中科慧拓将持续深耕智慧矿山赛道,坚持产学研协同创新,用自主可控的矿山无人驾驶技术,助力我国矿山行业向着更安全、更高效、更智能的未来大步前行。
来源:中科慧拓
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