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文｜低速无人驾驶编辑部 目前矿区开采主要分露天开采和井工开采。井工开采没有采掘场和排土场，占地面积相对矿区面积较小，对井田范围内的生态环境影响较露天开采小。但井工开采的难度和危险系数高。据新战略低速无人驾驶产业研究所了解，我国矿产地下开采比例超过75%，井工矿开采深度平均600米，最深可达千米以上。不完全统计，目前我国有40余处采深超千米的矿井。井下作业有冲击地压、瓦斯、高温等自然灾害。同时，车辆运输频率高，驾驶人员易出现疲劳等现象，造成辅助运输工作的安全隐患。为解决招工难、环境恶劣的主要问题和挑战。加上矿产资源的合理开发与有效利用，矿区开采的机械化、智能化成为新时代矿山建设的重要方向和原则，无人驾驶技术得以在矿区落地应用。其中井工矿无人驾驶运输项目也已取得一定的发展成果。
2022年12月，慧拓与陕煤集团小保当煤矿、中国电信陕西分公司、西安科技大学携手建设的中国首个井工矿无人运输项目顺利通过矿方验收，成为业内首个井工矿长距离、全工况的无人驾驶项目。该项目基于现代智慧理念和5G关键技术，将物联网、云计算、大数据、人工智能等与现代煤矿开发技术深度融合。通过构建由2辆乘人车、3辆物料车构成的无人辅助运输系统，采用无人驾驶管理系统进行统一调度和管理，助力小保当矿区构建全面感知、实时互联、分析决策、动态预测、协同控制的完整智能系统。目前，无人车已在井下实现时速不小于20km/h的常态化运行，为井下提供接送上下班人员、自动送餐、送料等生产服务，解决矿区人员和物料运输的无人化问题。2022年12月16日上午，湖北制造的首台地下矿山无人驾驶卡车，在湖北宜昌市樟村坪镇投入试运行，这标志着湖北非煤矿山井下装矿、运矿、卸矿全过程开启无人运输作业新阶段。作为亚洲第二大磷矿腹地、中国磷矿之乡，樟村坪镇已探明储量26亿吨，拥有采矿企业30家，从事磷矿运输的车辆2300多台。该无人驾驶运输项目由东风商用车与三宁矿业签订战略合作协议，并与武汉理工大学开展产学研合作。通过三方共同努力，经过400多天奋战，研究团队梳理出运营场景及作业流程，完成矿山卡车的设计及控制策略制定、完成车辆调度平台的部署。 当前，该无人矿卡已经能够替代人工驾驶完成井下装矿、运矿、卸矿等全业务流程动作，有助于解决矿山安全生产、职业健康与安全、运输效率、运营成本等方面的问题。 神东上湾煤矿——无人驾驶运输车 神东上湾煤矿利用辅助运输无人驾驶系统结合井下精确导航定位技术以及远程监控与应急接管系统，实现了井下无人驾驶。 据了解，该项目经过1年多的研究与现场试验，建立了以上湾煤矿井下环境为基础的无人驾驶系统优化模型。地面利用全球导航卫星系统、惯性测量单元、轮速里程计，井下采用三维激光扫描技术、激光雷达技术实现两种环境下的精确定位。当无人驾驶车辆接到调度指令后，结合自身位置、周围环境等信息，按照地面到井下的环路，完成物料和人员运输作业。当网络断开时，无人驾驶车辆会启动智能行为决策，通过综合环境感知、定位井下地图、故障诊断等信息实现车辆行为决策，确保无人驾驶车辆安全运行。目前，该矿无人驾驶系统已经测试通过了井下多种复杂特殊环境，具备常态化运行能力。2021年8月，由常州科研试制中心有限公司制造的19座无人驾驶运人车，在神东布尔台煤矿厂区地面及井下42煤2盘区专用封闭巷道路试成功。该车辆具备环境自主感知、智能建模、自主避障、自动路径分析、自适应导航、智能预警、紧急停机等多项自主功能，在地面可依托北斗卫星导航进行精准定位，在井下可依靠前期扫描建模地图数据、雷达传感及计算机分析系统进行定位及行走动作。此外，当无人驾驶过程中出现任何异常，地面工作人员可立即通过远程监控和应急接管系统紧急接管车辆控制权限，在地面远程控制中心驾驶车辆，极大提升了无人驾驶的安全系数。2020年9月，一辆井工矿5G+无人驾驶无轨胶轮车连过厂家测试、煤矿地面测试、井下测试3道关，正式落户皖北煤电麻地梁矿，进入试运营阶段。该5G+无轨胶轮车无人驾驶技术融合无轨胶轮车线控控制、定位、5G通讯、防碰撞、系统融合等技术，具有劳动强度低、运输效率快、安全系数高等特点。无人驾驶可有效避免人为误操作、疲劳驾驶、违章作业等造成的运输事故，并可实现运输车辆、路线、时间的统一调度，与矿井物资供应系统对接后，可实现物料订单式快速配送一键管控、乘人无轨胶轮车叫车服务等功能，促使地面、井下运输效率成倍提升。无人驾驶技术是中国矿区无人自动化发展的趋势。由低速无人驾驶产业联盟、新战略低速无人驾驶产业研究所主编的《矿区无人驾驶行业发展蓝皮书（2022版）》显示，目前国内已落地的矿区无人驾驶项目大多在露天矿，井工矿无人驾驶技术较为滞后。相对于露天矿，井工矿行业门槛较高，具有卫星信号缺失、行驶空间狭隘、多坡急弯等痛点，井工矿自动驾驶还需要更多关键技术的创新和突破。随着以上代表井工矿的无人驾驶项目率先落地，行业向井下矿山开采无人驾驶运输的发展又迈出了坚实的一步。
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