我国露天煤矿无人驾驶技术取得重大突破 中国矿业大学(北京)科研成果入选能源行业十大创新成果

问题:露天煤矿运输是矿山生产的关键环节。矿卡作业强度大、运行线路长、工况复杂,受天气、地形、粉尘和夜间视线等因素影响明显。传统人工驾驶模式既存在安全隐患,也在效率、成本和管理上面临瓶颈。随着能源行业向安全、高效、绿色、智能方向升级,如何在不大规模重建的前提下对现有矿山运输系统进行智能化改造,成为行业的现实课题。 原因:露天矿运输场景具有多源不确定性。道路起伏、坡度变化、边坡与采场频繁调整,车辆载荷波动大,对控制精度和稳定性提出更高要求。同时,矿区设备来自不同厂家,通信协议和控制接口差异大,导致系统集成、协同调度和安全联锁难度突出。特别是300吨级超大吨位矿卡,惯性大、制动距离长,极端工况下的安全冗余和故障处置要求更为严苛。这些因素叠加,使得规模化无人驾驶运输一直是技术攻关的重点难点。 影响:此次入选国家能源局年度十大创新成果,表明了我国在智慧矿山关键环节的重要突破。涉及的系统针对存量露天煤矿矿卡开展无人化改造,攻克了超大吨位矿卡精准线控、复杂地形精准导航、多厂商设备兼容协同、极端工况安全防控等关键技术,填补了300吨级矿卡规模化无人驾驶运输的技术空白。更重要的是,该技术已在多个年产3000万吨以上的特大型露天煤矿落地应用,证明不仅"能示范",而且"能规模、能持续"。这对提升矿山安全水平、稳定运输效率、推动生产方式变革具有直接作用,也为能源行业数字化转型提供了可复制、可推广的实践样本。 对策:推动露天煤矿无人驾驶运输从试点走向常态化,关键在于以需求牵引、系统工程推进。一是坚持场景化验证,围绕复杂地形、极端气象、夜间作业等高难度工况完善测试体系和安全策略,形成可量化的安全边界和运行指标;二是强化标准化和开放兼容能力,推动多厂商设备的接口统一、协议适配和协同调度,降低改造门槛和运维成本;三是以产学研用协同提升工程化能力,通过高校与科研团队的理论创新、企业的工程经验、用户单位的场景数据和运营需求闭环迭代,形成从技术攻关到规模部署的完整链条。中国矿业大学(北京)运用学科和人才优势,与国家能源集团紧密协同,为系统研发和落地应用提供理论与技术支撑,体现了以应用牵引创新、以创新反哺产业的协同机制。 前景:智慧矿山建设正在从单点智能迈向系统智能,从设备自动化迈向生产组织数字化。无人驾驶运输作为露天煤矿的关键生产环节,未来将与矿区感知网络、智能调度、数字孪生、安全管控平台等深度融合,推动形成更高水平的协同作业和精细化管理。随着相关技术在更多矿区推广,预计将继续带动矿山作业模式、岗位结构和人才培养体系的调整。同时,面向更广范围推广仍需补齐短板,如极端工况长周期可靠性、跨系统数据治理、安全责任边界和运行规范等,都需要在规模化应用中完善。随着政策引导和市场需求共同发力,以无人驾驶运输为代表的智能化解决方案将成为传统矿山数智化升级的重要抓手,也将为全球矿业智能化提供更具可操作性的经验。

此成果充分说明,面向国家重大战略需求的科技创新,需要高校、企业、科研机构的紧密协作;中国矿业大学(北京)团队在无人驾驶运输系统上的突破,不仅解决了能源产业的现实问题,更为产学研结合如何服务国家战略提供了有益示范。在新发展阶段,只有坚持以问题为导向、以应用为牵引,才能推出更多关键核心技术,为能源产业的绿色低碳转型和高质量发展提供有力支撑。