深地破壁:雷科智途实现亚洲最深坑采铜矿无人驾驶系统常态化运行
2026-05-16 16:19
来源:理工雷科智途(北京)科技有限公司
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在无GPS信号、巷道宽度不足3.8米、粉尘弥漫、照明昏暗的千米地下,一套全自主无人驾驶运输系统正在平稳运行。矿卡与铲运机协同作业,装载、行驶、避障、卸载、返程全流程自主完成,操控员只需在集控室轻点指尖。这并非试验场景,而是安徽铜陵冬瓜山铜矿-800米深处的日常。

2026年5月,理工雷科智途(北京)科技有限公司宣布,其全自主无人驾驶运输系统在亚洲最深的坑采铜矿之一完成部署并投入常态化运行,标志着深井矿山无人驾驶从技术验证迈入工业级运营的完整闭环,为全球同类深部矿山提供了可参照的技术路径。

极端工况下对无人驾驶的“地狱级”考验

冬瓜山铜矿开采深度逾千米,是亚洲最深的坑采铜矿之一,也是国内深部开采阶段的代表性矿山。井下高温高湿、粉尘弥漫、光照不足,其-800米中段巷道最窄处不足3.8米,单趟运输需完成倒车硐室调头、前进硐室调头及两次90度转弯——这对无人驾驶矿卡提出了厘米级定位与精准横向控制的严苛要求。

更大的挑战来自卫星信号的缺失。露天矿常用的GPS定位技术在地下完全失灵,井下环境粉尘浓度高、照明弱,对感知系统的抗干扰能力构成极限考验。正如雷科智途团队所指出的,井下作业面临的挑战包括卫星信号缺失、行驶空间狭隘、多坡急弯、照明度低等问题,这些都要求更高水平的自动驾驶技术。

从“验证”到“运营”的完整闭环

该项目并非一蹴而就,而是经历了系统的技术演进。2023年,雷科智途在冬瓜山铜矿-980米中段完成一期技术验证,首次实现国内井下铲运机与矿卡的无人协同装载作业,该项目成功入选工信部与国家矿山安全监察局联合发布的“机器人+”典型应用场景。基于一期成果,二期项目在-800米中段推进工业级应用落地,实现了全流程无人化生产运营。

1. “车巷云”一体化架构:专为深井打造的全栈式解决方案

雷科智途打造的“车巷云”一体化井工矿无人驾驶系统,从车辆、巷道基础设施到云端平台形成完整技术闭环:

车辆层:矿卡搭载AI视觉、激光雷达、毫米波雷达和5G车载单元,作为运输系统的执行者。感知系统基于BEV+Transformer技术,可检测80米内直径>30cm的小目标及300米内的车辆目标,保障极端工况下的行驶安全。

巷道层:在路口部署激光雷达、视觉相机、毫米波雷达,对路口车、人目标进行有效感知,提供稳健的支撑保障。系统采用WI-FI/5G双模通信技术,井下信号覆盖薄弱区域自动切换Wi-Fi局部通信,信号中断率降至0.5%以下。

云控层:云端平台负责任务调度、车辆监控、多车协作等功能,形成“感知—决策—控制—调度”的全链条闭环。

2. 冗余硬件架构与安全体系:从“容错”到“无错”

系统采用车规级双Drive-OrinX+TC397异构冗余硬件架构,搭载DDS实时通讯中间件与AutoSar软件架构,从底层硬件到上层应用全程保障系统稳定性与安全性。所有部件均取得煤安与矿安双重认证,为井下严苛环境的应用奠定基础。

在安全防护上,系统构建了分布式故障诊断架构,开机自检拦截关键故障,实时诊断保障系统稳健运行;同时配备近程急停与远程遥控能力,远程操控响应延迟低于150毫秒,满足井下紧急工况的实时操控要求。

3. 多源融合定位:无GPS环境下的厘米级精度

在无卫星信号、低纹理特征的地下巷道中,系统采用激光SLAM+视觉SLAM+轮速计+IMU+UWB多源融合定位技术,定位误差控制在10厘米以内,延迟低于100毫秒。以“毫米波点云SLAM”为代表的自研技术,即使在水雾、扬尘等极端场景下,也能实现全域、全态的环境感知定位。

4. 车铲协同:全流程无人化作业闭环

该系统的核心价值在于实现了铲运机与矿卡的信息交互与实时协同调度。铲运机自动完成铲装作业后,矿卡根据状态信息自动驶入指定位置接料,随后自主完成运输、避障、转弯、卸载及返程的全流程作业。项目团队以“机械化替代、自动化减员、智能化无人”为实施路径,经过长达10个月的架构设计与测试验证,最终在国内首次实现了地下金属矿铲、装、运、卸全流程无人化作业。

投运以来,系统运行稳定,单班出矿效率提升,井下作业人员大幅减少,连续无故障运行时长达到预期目标,车铲协同显著提升了出矿系统的整体流畅度。

从深地走向更广阔的未来

1. 为全球深井矿山提供可参照的“中国方案”

随着浅部矿产资源的日趋枯竭,全球矿山正加速向深部延深,深井开采已成为矿业发展的必然趋势。该项目验证的技术路径——从一期验证到二期工业级应用的稳健推进——为进入深部开采阶段的矿山提供了系统性的工程参考。

2. 本质安全与经济效益的双重跃升

据测算,该技术可使单班次作业人员减少80%,设备综合效率提升35%。自主导航定位精度≤0.1米,多设备协同调度响应时间≤10秒,作业效率较人工驾驶提升25%,设备故障率降低30%,单套部署成本较进口系统降低50%。

3. 技术可复制性:从铜矿到更多地下场景

该系统所积累的核心技术——多源融合感知、双模通信、冗余安全架构——具备极强的可迁移性。雷科智途已形成“以井工矿为核心,辐射露天矿、隧道”的场景拓展路径,未来可在更多深部金属矿山、地下隧道工程乃至城市地下空间等场景实现技术复用。

4. 推动矿山从“少人化”迈向“本质安全化”

该项目不仅是技术层面的突破,更引领矿山本质安全水平的跃升。操控员从漆黑危险的井下巷道转移到明亮的集控室,无人驾驶矿车在巷道中如银梭般精准穿行,操作员只需指尖轻点便掌控地下物流命脉。这种转变以技术手段从根源上消除了作业风险,为矿山行业树立了本质安全的新标准。

深井矿山无人驾驶的“成人礼”

从2023年一期验证的“技术可行”,到2026年二期部署的“工业可用”,雷科智途用两年时间完成了深井矿山无人驾驶从实验室到生产一线的闭环。这一跨越的意义远不止于一座矿山的智能化转型——它证明了在无GPS、窄巷道、高粉尘的极端工况下,中国自研的无人驾驶系统已经具备了工业级全天候运行的成熟度。

当全球矿业竞争的核心从“资源占有”转向“技术赋能”,深井无人驾驶的率先落地,标志着中国在矿山智能化这一关键赛道上取得了领跑优势。

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