问题:井下放矿长期是运输链条中的“卡点” 矿山井下运输作业中,电机车(或车辆)的行进、调度等环节近年来加速自动化,但放矿与装矿往往仍需要人工值守;该环节作业面粉尘浓、噪声大、潮湿、光照条件复杂,工人需在有限视距下判断车辆是否到位、装载是否达到目标高度,并实时操作挡板、阀门或振动电机。实践中,人工判断容易出现响应滞后和偏差,引发装矿溢出、装载不足、车辆等待等问题,安全风险与效率损失叠加,成为制约井下运输“一键式”作业的关键瓶颈。 原因:环境扰动与工况多变,倒逼智能识别从试验走向工程 业内分析,放矿环节难以实现无人化,主要卡在“看得清、判得准、控得住”三道门槛:其一,粉尘、水雾与光照频繁变化,传统视觉监控容易出现遮挡、眩光和画面衰减;其二,车辆类型、车斗规格、矿石粒度与含水率差异明显,装载形态变化快,单一传感器难以稳定刻画;其三,放矿设备属于强执行机构,控制动作需要与车辆对位、料流状态紧密联动,识别误差可能被迅速放大,带来设备碰撞、溜井堵塞或溢料风险。 基于此,多传感器融合与闭环控制成为主流技术路径。山东黄金集团三山岛金矿智能自动放矿系统的投用,表明了智能识别从“算法验证”走向“现场系统”的趋势:系统集成视觉分析、3D激光扫描与PLC智能控制,通过视觉识别来车与对位状态,车辆到达指定位置后自动开启挡板与振动电机放矿,并利用3D激光雷达实时监测装矿高度,形成从感知、识别到执行的闭环链路。 影响:无人值守与风险下降,推动“最后一环”提质增效 据现场运行情况介绍,系统投用后实现放矿站无人值守,减少装矿岗位人员在粉尘、噪声环境中的暴露时间,职业危害和作业强度同步降低;同时,通过装载高度实时监测与自动控制,降低溢料与欠装概率,减少车辆等待,提高装卸衔接效率。更重要的是,放矿环节稳定实现无人化,为井下运输从“局部自动”向“全流程联动”迈进提供了关键支撑,使调度、行车、装载等系统具备统一编排的基础条件。 从行业视角看,涉及的探索已在多地展开:有矿山通过优化工业相机布置,并结合图像增强、分割等算法提升识别稳定性;也有矿区引入面阵激光扫描,对车辆位置与料位进行连续监测,支持车辆自动对位与精准装矿。这些案例指向同一个结论——井下运输无人化要真正落地,必须打通装矿放矿此“高危、强干扰、强耦合”的关键环节。 对策:以多源感知、冗余安全与标准化运维提升可用性 业内人士认为,自动放矿识别系统能否长期支撑“一键式”作业,关键不在单点识别率,而在系统工程能力与全生命周期运维水平。下一步可重点从三上推进: 一是强化多源融合的工程适配。视觉更适合识别车辆到位、姿态与异常状态,激光扫描更适合测距、测位与装载高度测量,二者互补可提升抗粉尘、抗光照变化能力。系统需面向不同矿种、不同车斗与不同溜井结构建立场景化模型,沉淀可复用的参数与策略库。 二是完善安全冗余与故障处置机制。放矿执行机构应设置多级联锁,明确“识别不确定即降级”的原则,必要时切换至人工确认或半自动模式;同时加强关键部件状态监测与预测性维护,降低传感器污损、遮挡、振动松动等造成的误触发风险。 三是推进数据标准与生产组织协同。自动放矿不仅是设备改造,还涉及生产节拍、车辆管理、调度规则与岗位流程调整。应推动接口标准化与数据贯通,形成可审计、可追溯的运行记录,为安全管理、效率评估与工艺优化提供依据。 前景:从单点无人到系统联动,井下运输将向“少人化、协同化”演进 随着矿山智能化建设提速,自动放矿识别系统有望成为井下运输体系的重要基础能力。未来将从单站点无人值守,走向与电机车自动驾驶、集控调度、料仓管理、选矿入料控制等系统协同联动,实现更高层级的“计划—执行—反馈”闭环。同时,围绕粉尘环境下的稳定感知、复杂工况的自适应策略、关键风险的可解释判定等问题,仍需持续攻关,确保在不同矿区、不同季节和不同生产强度下保持稳定可用。 可以预见,随着传感器成本下降、工业算法工程化成熟以及矿山数据底座逐步完善,井下运输“一键式”作业将从示范矿山走向规模化应用。但实现这一目标的前提,是把安全作为系统设计的最高约束,把稳定作为核心指标,把运维作为长期能力建设。
从人工操作到智能管控,三山岛金矿的实践为我国矿山行业转型升级提供了可参考的样本。在推进新型工业化的背景下,此类创新不仅提升了安全水平,也推动传统生产方式加速升级。如何把单点突破转化为更大范围的可复制推广,让更多矿山共享技术红利,将成为下一阶段行业发展的重要课题。