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赵耀忠:科技创新推动矿山建设智能化升级

发布时间:
2025-06-05 10:45
来源:
《内蒙古科技报》
作者:
内蒙古科技报
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赵耀忠,高级工程师,现任华能伊敏煤电有限责任公司伊敏露天矿党委委员、副矿长。2021年荣获华能集团公司科学技术进步奖三等奖,获得华能蒙东公司2021年度“科技创新工作创新工匠”称号,被聘为华能蒙东公司技术专家;2022年荣获华能集团公司科学技术进步奖二等奖,中国电力发展促进会科学技术奖二等奖;2023年荣获华能集团公司管理创新成果二等奖;2024年荣获中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖。

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  破冰:从“人工经验”到“数据革命”

  从最初的16名建设者到如今的1031名员工,从人工生产到智能自动化作业,从灰尘遍天到如今打造出绿水青山靓丽名片……面对新时代新形势下安全发展新任务以及新旧动能转换新要求,2016年以来,伊敏露天矿正式启动智能化矿山建设,在全国开展信息化调研的基础上,强化顶层设计,确定了平台先行、按需建设的总体思路,在此基础上探索出“五个一”结合“七个精准发力”的“5+7”智能化矿山建设模式。

  在智能化矿山建设成果加速落地的过程中,构建一个科学高效的运维体系和组织保障是确保技术成果转化为生产力的关键支撑。2019年,伊敏露天矿正式成立“智能矿山建设办公室”,有着从事多年电厂自动化、公司信息化建设经验的赵耀忠肩负起科室负责人的重担。建设初期面对新组建的团队,他将培养人才和自主攻关确立为核心目标,带领团队从矿区地图上的设备点位标注做起,将卡车数据采集确定为首个攻关方向。那些日子里,赵耀忠的工作轨迹始终围绕着现场与会议室两点一线。清晨总能在现场看见他半蹲在矿卡旁,开展自卸卡车无人化改造关于转向、制动、举升等液压系统部分的稳定性研究;深夜的会议室白板上,常见他留下的网络架构草图。针对不同设备通信协议的技术难题,他采用“模块化解析法”,将复杂的数据拆解成可分段攻克的单元。日复一日,赵耀忠带领技术团队在科技创新“六位一体”管理经验的指导下,从架构设计、协议分析等方面进行自主攻关,最终,顺利完成生产实时监管、卡车调度系统、数据采集网络建设,并形成具有自主知识产权的数据采集系统,2020年将《一种矿用卡车数据采集装置》专利技术有偿授权主机厂使用,突破性地实现了专利成果的有效转化。

  突围:无人驾驶的“极地长征”

  2021年,伊敏露天矿成功申报了华能集团“十四五”十大科技示范工程。面对传统大型燃油卡车核心部件高度依赖进口的“卡脖子”难题,蒙东公司提出了“取消驾驶室的纯电矿用电动卡车”这一研发课题,赵耀忠担任项目实施具体负责人。该项目作为蒙东公司布局战略性新兴产业的关键载体,以“无人驾驶、智慧换电、零碳运输”为核心目标,由蒙东公司担任链长单位,牵头徐工集团、华为公司、国家电网等头部企业组成创新联合体,共同攻克高寒环境下的无人化难题。

  由于矿山智能化领域首次涉猎取消驾驶室无人电动宽体卡车及配套系统,如何将理论上的可行性与复杂的矿山环境相融合,成为了项目团队亟需攻破的难题壁垒。赵耀忠站在矿坑边的集控板房里,望着积雪覆盖的运输道路,深吸一口气:“这条路,咱们自己蹚!”技术研讨会上,团队成员盯着“无人驾驶矿卡”的可行性报告沉默不语。面对零下40℃的极寒可能导致电池锁止机构不稳定、电池预热不足触发BMS低温保护,复杂地质条件考验着传感器的精度,更别提取消驾驶室后的安全管控难题。“国外都没案例,咱们能行吗?”有人小声质疑。赵耀忠抓起记号笔,在白板上重重写下“丹弗斯技改、高精众包地图更新、转向蓄能器加装”等技术关键词:“公司赋予我们创新使命,那我们就从基础技术开始学,还怕啃不下这块硬骨头?”他根据每个人的专业特长制定“学习作战图”:让机电智能化专工主攻辅助车辆混行方案,机械专工梳理各分系统VCU控制逻辑……

  周四的工作例会上,白板写满技术节点和进度条。赵耀忠逐一追问项目难点:“华为对车辙、落石的误检有没有拿出意见?徐工对车辆的货箱翘尾角度是否优化?”散会后,他又带着核心团队扎进技术研讨会。

  2023年4月,首台无人纯电动矿卡正式下线。单次换电时间压缩至6分钟内,载重85吨的庞然大物在零下45℃的极寒中灵活穿梭,激光雷达、5G网络等技术协同运作,可在50米之外精准检测到直径30厘米的障碍物,实现车身360度无盲区持续稳定感知,系统历经20个月高强度测试,在三班倒作业、四季温差达80℃、没有人工干预的情况下自主完成采、运、排编组常态化作业,作业效率基本与人工作业效率持平。创新构建的“云-网-车”协同无人驾驶运输作业系统,集中解决了车体、电池、无人驾驶等各方面存在的问题,实现从基础研究到产业化的全链条创新。

  2024年4月,该项目通过了中国煤炭工业协会组织的院士专家团队鉴定,技术成果达到国际领先水平。同年10月,项目获评集团公司科学技术进步一等奖,中国煤炭工业协会科学技术一等奖,实现从技术研发到生产运营的生产力转化,实现运输作业由劳动密集型向技术密集型的转变,成为了国内外车速最快的成套无人、电动、换电、混编、零碳作业的智能运输系统。

  筑基:在安全与管理之间拉起“智能防线”

  走进伊敏露天矿的生产调度指挥中心,各色线条在大屏幕上的“矿山一张图”交织成一幅生动的生产画卷。“以前巡矿靠人工,一次要花一个多小时。自从用了‘矿山一张图’后,我们可以直接在系统上查看处理,同样的工作,几分钟就能完成,高效又便捷,而且还无死角无盲区。”伊敏露天矿生产调度指挥中心负责人介绍道。

  这正是集全矿合力打造的“智慧大脑”。依托国内首个高寒露天矿无人机测绘系统,赵耀忠带领团队将采矿、地质、水文、设备、人员、边坡等要素集成于“一张图”,让矿山首次实现“透明化”管理。在此基础上,团队研发出中国华能首个云原生综合业务管控平台,集成卡车调度、边坡监测等众多分散系统,让数据从“各自为战”转向“智能联动”,设备综合效率提升22%。

  在树立预警防控的领域,传统的边坡巡查需要人工绵延数公里,耗时费力,岩层毫米级的位移变化肉眼难辨。鉴于此,赵耀忠带领团队安装了3套雷达监测系统,以120度广角覆盖东西3300米、南北1200米的监测范围,0.1毫米的精度让边坡位移无所遁形。85个GNSS位移监测点与8座高清摄像头组成立体防线,数据实时汇入“矿山一张图”。“以前是‘人追风险’,现在是‘风险追人’。”生产调度王伟盯着屏幕上跳动的曲线,语气里满是感慨。

  在交通安全运输领域,赵耀忠带领团队陆续为全矿采运设备安装了“数字电子眼”,驾驶员一旦发生超车超速、违规接打电话等违章行为,驾驶辅助预警系统便秒级抓拍3张照片、录制10秒视频,自动生成“证据链”直达管理后台。如今,全矿428台采运设备,包括地面车、生产车辆全员就像被装上了智慧的眼睛,任何违反规程的小动作都逃不过它的法眼。监屏员小王翻着自动生成的电子罚单说:“有了这道科技防线,运输环节的安全管控能力可是大大提升,感觉心里踏实多了!”

  2024年3月,伊敏露天矿智能化建设成果受到国家矿山安全监察局的认可,在各级公司领导的支持下,“露天煤矿安全智能开采”国家矿山安全监察局重点实验室批准建设,赵耀忠被选聘为实验室副主任,带领团队积极推进无人驾驶成套技术装备创新链、产业链的上游研发端和下游应用端精准对接,加快科技成果转移转化。

  暮色晨曦中,无人电车如银色游鱼穿梭于矿山的脉络,车灯划破薄雾,在运输道路上织就流动的光网。赵耀忠站在集控中心的屏幕前,指尖划过实时跳动的数据洪流,眼中映出矿山无人矿卡规整的运行轨迹。此刻,这座曾用人工丈量的矿山,正以代码与数据为笔,在中国北疆书写着安全、绿色、智能、效益、幸福一流露天煤矿的壮美篇章。赵耀忠用无数次的实践和数据证明“智能化的火种一旦点燃,便注定燎原。”