
■ 本报特约记者 王海波
近年来,科技已深度融入能源领域安全生产全链条,智能设备与技术在应用中不断优化功能、提升体验。今天,让我们一起来探秘准能集团矿山无人驾驶技术。
在鄂尔多斯高原的准能集团矿山上,一派震撼的科技图景正在上演:数十台载重360吨的巨型矿卡,在没有司机、没有安全员的情况下,沿着矿区道路精准行驶、自动装卸、有序避让,与电铲、推土机协同配合,对车辆驱动、转向、制动、车斗举升等动作进行毫秒级精确控制,指令可实现秒级传达、数据可实现实时传输,完成“采、运、排”全流程作业。这些驾驶室空无一人的“钢铁巨无霸”,正以自主创新的智能技术,改写传统矿山的作业模式。
自主化运行 矿卡有了“眼睛”“神经”“手脚”
提到矿用卡车,很多人脑海里会浮现出身躯庞大、轰鸣行驶的重型机械。而在黑岱沟露天煤矿,这些矿卡不仅体形惊人,更拥有了“自主思考”的能力。
无人驾驶卡车最大载重可达360吨,相当于一次性可以运载数百辆家用轿车的重量。截至2025年年底,准能集团已累计完成124台矿用卡车的无人驾驶功能部署落地,成为国内规模领先、技术成熟的露天矿无人运输系统。2025年,无人驾驶矿卡全年累计拉运岩石约2000万立方米,综合效率达到人工驾驶的85%以上。露天煤矿无人运输作业系统关键技术研究与应用项目包含的7大子系统中,有5项达到国际领先水平、2项达到国际先进水平。
很多人会好奇:矿区没有城市道路的标线、红绿灯,地形复杂、道路环绕且路况差,春季易发生沙尘天气,这些“大块头”怎么做到不迷路、不碰撞、精准作业?答案就藏在它的四大运行“秘籍”里——智能感知、5G通讯、线控系统、智能调度,四者协同,让矿卡拥有了“眼睛”、“神经”、“手脚”和“大脑”。
整车采用一体化线控技术,就像给矿卡装上了精准可控的“智能四肢”,能对车辆驱动、转向、制动、车斗举升等动作进行毫秒级精确控制,哪怕是在重载状态下,也能平稳启停、精准停靠。
让矿卡“看得见”的,是一套超强感知系统:车辆前后方均布置了激光雷达和毫米波雷达,前方障碍物最远探测距离达250米,后方约30米,无论白天黑夜、粉尘大小,都能清晰识别周边环境。
同时,车身平台左右两侧装有北斗高精度定位系统,实现厘米级定位,误差几乎可以忽略不计。全车还搭载5个高清摄像头,通过5G网络把实时画面回传至集控指挥中心,让工作人员随时掌握矿卡运行状态。
支撑这一切高效运转的,是矿区强大的5G基站和核心网,实现办公区与坑下作业区5G信号全覆盖,信号低延迟、高可靠,确保指令秒级传达、数据实时传输。部分已实现远程操控的推土机和700吨液压正铲与无人矿卡无缝配合,让“采、运、排”全过程真正走向无人化。
多重安全盾 “专属医生”有良方
矿山作业,安全永远是第一位的。矿卡驾驶室无人操控,如何确保万无一失?准能集团给出的方案是:一套健康管理系统+一个数字孪生仿真系统,“双重守护”筑牢安全防线。
首先是矿卡的“专属医生”——健康管理系统。它由车载终端、数据中台、手持终端APP三部分组成,就像给每台矿卡配备24小时在线的智能体检仪。系统在矿卡上设置72处监测点位,对发动机、胎压、燃油、电气系统等关键部位实时监控,持续收集运行数据,进行健康评估、趋势分析,还能查询历史状态、优化诊断模型。数据通过5G专网回传,如发现异常,系统会按照五个故障等级分级处置,从提醒观察到紧急熄火停车,自动规避风险,从“事后维修”变成“事前预警”。
另一重安全保障是矿山数字孪生系统。简单来说,就是在虚拟世界里,给真实矿山做一个1:1的三维“数字克隆体”。
这套系统可在数字世界里完美还原矿区地形、设备位置、作业场景,和现实矿区同步运行。在矿卡实际运行前,可通过该系统先在数字世界里模拟演练,验证路线、测试方案,减少现实车辆磨损和燃油消耗;遇到复杂工况,能提前仿真预判风险,优化调度策略;日常作业中,全方位监控设备协同状态,避免碰撞等人为失误导致的事故。这项技术让矿山安全从“人防”升级为“技防+智防”,既守护了设备安全,更把工作人员从危险作业环境中解放出来。
智能 “朋友圈” 无人矿卡不是“单打独斗”
无人驾驶矿卡不是“单打独斗”,而是准能矿山完整智能生态的核心一环。作为国家智能化示范煤矿,这里早已构建起覆盖全流程的智能“朋友圈”,从信息基建到生产管理,从设备作业到园区管控,全面实现数字化、智能化。
信息基础设施——建成全国规模最大的矿山5G定制专网,核心网下沉本地,基站全覆盖,为所有智能设备提供高效稳定的“信息高速公路”。
矿山设计——运用智慧采矿系统,一键生成地质三维模型,智能计算工程量、剥采比,让采矿规划更精准高效。
智能穿爆——从布孔、钻进、测量到装药、爆破,全流程智能操控,钻机、装药车自动作业,又快又安全。
矿山工程——无人矿卡无安全员常态化运行,远程操控推土机、智能钻机试点应用;电铲数字化升级360度障碍物识别、斗齿监控、电缆自动收放,更智能、更可靠。
边坡监测——部署三维雷达和位移监测设备,24小时盯防高台阶与排土场边坡,异常自动预警,守住边坡安全底线。
管理与决策——以智能调度为核心,集成“生产一张图”、大数据分析、无人机航测、三维矿图,生产计划、任务执行、数据分析全流程数字化。
智能化园区——通过搭建智能调度与综合管理平台,实现人、事、物的全程可视、可管、可控,打造安全、绿色、高效的智慧园区。
从“传统”到“数字” 智能“打工仔”成为新矿工
从司机手握方向盘、日夜颠簸在驾驶室,到工作人员坐在调度中心、轻点鼠标操控全场;从依靠经验判断路况、排查故障,到传感器实时感知、系统智能预警;从单台设备各自作业,到多设备编组协同——矿山无人驾驶技术带来的,不只是作业方式的改变,更是安全、效率、成本的全面升级。
它大幅提升运输安全性,用程序与传感器替代人工操作,从源头避免事故;它提高设备运维效率,故障提前预判、快速定位,减少停机时间;它优化生产组织,24小时不间断作业,人歇设备不歇,让矿山产能稳步提升;它更推动行业技术突破,5G、北斗定位、激光雷达、数字孪生等前沿技术落地矿山,形成一批可复制、可推广的标准与经验。
在黑岱沟露天煤矿,这些穿梭不息的无人驾驶矿卡,是中国矿山智能化的生动缩影,也是自主创新、国产替代的有力证明。从核心算法到硬件设备,从系统集成到场景应用,全部依托国内技术研发,打破国外垄断,走出一条适合中国大型露天矿的智能化转型之路。
如今,越来越多的“智能矿工”正在矿山上岗,以钢铁之躯、智能之脑,在保障国家能源安全的同时,推动传统矿业向安全、高效、绿色、智能转型。未来,随着技术不断迭代升级,矿山无人驾驶将更成熟、更普及,我们也将看到更多由中国科技打造的智慧矿山,在神州大地上绽放新的光彩。