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“筑梦 追梦 圆梦·我们的新时代”系列报道(11)|| 顾清华:扎根矿山 “智慧”圆梦

陕西广电融媒体集团·起点新闻 2022-08-30 12:06

一座偌大的露天矿山开采现场,看不到一个矿工,装矿、拉运、卸矿,一辆辆无人驾驶的运输卡车,有条不紊地自主编队完成全流程工作,既不会拥堵,也不会发生碰撞。实现这一切,靠的是卡车自主编队智能调度系统。而这一系统的核心技术完成人之一,就是西安建筑科技大学矿山智能科学与工程团队带头人、41岁的顾清华教授。

“筑梦 追梦 圆梦·我们的新时代”系列报道第11篇:顾清华:扎根矿山,“智慧”圆梦。

工程师:“通过我们的调度指令之后,可以生成卡车每一单的派单任务。”

在西安建筑科技大学优迈智慧矿山研究院里,一个工程师、几台电脑、一个大屏幕,就可以远程管控全国各地28家露天矿生产流程。

这套“露天矿智能装备及集成管控系统”,是顾清华团队深耕矿山16年的结晶。

而他,也从西安建筑科技大学的一名学生,逐步成长为教授、博导、学术带头人。

这一切都源于当年扎根西部的“矿业情怀”。

▲顾清华(前排左5)参加矿山智能科学与工程师生联合党支部活动

顾清华:“2006年的时候,就开始在洛阳钼业做我们第一代的露天矿卡车调度系统,得到了行业专家或者同仁的认可,从那个时候开始,对矿业产生这样一种情怀,也就扎根矿山了。”

2006年,导师卢才武教授带着顾清华,第一次走进洛阳栾川钼业集团股份有限公司。

一大早,卡车司机扎堆在调度室领取任务。有的司机可能当天没活儿空跑一趟;有的司机还可能乱拉乱跑。

这是当时洛钼集团最需解决的问题——矿卡自动调度。

顾清华:“露天矿的运输成本,占到了它的成本的大概60%。油耗、轮胎消耗,调度效率的浪费,都增加了它的成本。所以当时我们去的一个目的,就是要解决它这个问题。”

顾清华和导师在那里一住就是半个月。为了采集卡车运输数据,个头一米八的顾清华在卡车上爬上爬下调试定位设备。坑坑洼洼的矿山路,设备经常被颠掉。手里的纸和笔,常常因为颠簸写不到一起去。

顾清华:“致力于把这样一个行业改造成一个高精特尖的行业,把最新的一些技术最先在矿山上应用起来,这也是我的一个梦想。”

▲顾清华在鄂尔多斯市腾远煤矿项目现场考察

为了打破国外垄断,他们用了两年时间,最终建成国内第一代基于GPRS/GIS/GPS露天矿卡车调度系统。

顾清华:“当时我们也做了一个测算,效率提高了13.7%,年创造经济效益达3500万元,申报了中国有色金属科技进步二等奖。”

2010年,根据我国金属矿产资源“贫矿多、富矿少、伴生矿多”的特点,顾清华团队率先研发多金属多目标配矿系统,将高品位矿石和低品位矿石进行配比混矿,保证矿石进入选矿厂的品位均衡,提高低品位矿石的利用率,帮助企业降低成本、提高效益。

为了摸清矿体品位分布,他们将矿体模型微分分割成上亿个模块,再利用勘探地质钻孔数据,进行样品组合计算、块体数据估值、建模等。运算一次这些海量数据,计算机最长需要连续运转20多个小时,最怕的就是“运算崩盘”。

顾清华:“最初,我们的电脑那经常会崩掉啊,我们的程序就跳出来了,相当于你得不到结果啊,前面的都白跑,要重算,就这样反反复复啊。”

▲顾清华在2021-2022(第十二届)中国矿业科技大会上做主题报告

两年后,顾清华团队研发出国际领先的多金属多目标配矿技术体系,取得了20多项相关成果,还同步研发出磅秤无人计量系统、大数据动态监控系统等,形成了以智能配矿-卡车调度为核心的第二代露天矿智能生产管控系统。

顾清华:“洛钼的话,多利用矿石2.4亿吨,延长服务年限24年,净现值增加了353亿,就是整个矿石的这个储量。”

由于矿区地质条件复杂,资料不全,调研工作有时候很危险。顾清华:“洛钼有采空区。有一次,团队在现场去调研的过程中,可能前脚走,后脚那个地方就发现了大的塌陷啊。容易把这个卡车呀、挖掘机呀,直接掉到底下去。”

采空区容易发生事故,加上稀有金属矿产资源十分珍贵,2017年,顾清华和团队对洛阳钼业三道庄的整个系统再次做了重大技术改造提升:通过应用5G、云服务器等,将远程遥控挖掘机和无人驾驶卡车引入矿区;通过安装高精度定位移动终端,实现了露天矿有人-无人混编及矿区人-机-环-管协同互联感知;诞生了第三代露天矿智能生产管控系统。

顾清华:“这个纯电新能源车,搭载了一个能量回收系统,重载下坡回收电量,轻车上坡消耗电量。测算了一下,每年整个矿山,在运费方面,大概节约5.9个亿。”

洛阳钼业三道庄露天矿,成为我国第一家实现5G覆盖的非煤无人矿山。

基于此,2018年,西安市智慧工业感知计算与决策重点实验室获批,依托顾清华所领导的西安建筑科技大学矿山系统工程研究所进行建设。

随后,全国先后有28家符合条件的露天矿山,使用了顾清华团队研发的“露天矿智能装备及集成管控系统”系列技术。

▲顾清华(中)考察中钢集团山东矿业项目

顾清华:“就想做一个零碳、智能、安全、高效的露天无人连续开采的一种新模式。(让)这种本身矿体禀赋条件并不好的资源,都能够充分地为国家建设服务。”

随着国家能源战略的实施,近年来,智慧矿山的需求越来越多。

顾清华说,我国从矿业大国向矿业强国迈进,智能化是必经之路。西安建筑科技大学从1958年就开设西北地区唯一的金属矿产资源开发专业,60多年来,积累了丰富的办学和实践经验,为推动我国矿业科技进步提供了专业的技术支撑。

顾清华:“我们要走机械化换人、自动化减人、智能化无人,你可以想象全是一堆机器人在干活。绿色开采、低碳开采、零碳开采、无人开采,最终的目标实现无人矿山。”

▲顾清华在煤矿智能化建设研讨会上作主题报告

西安建筑科技大学资源工程学院党委书记魏彦民说,顾清华团队是在一没资金、二没实验室的情况下,扎根矿山做出的科研成果转化,将论文真正写在了矿山上。

魏彦民:“他是带动一批人转化,看顾清华做这么好,他说我们也准备这样做。我们学院稀贵金属转化的研究所,粉煤灰产业,以企业形式经营,就类似于顾清华他们搞的这个。尤其这两年,咱们省上搞这个秦创原,把高校老师的活力给激发出来了。”

同事眼里,他是“兄长”。西安建筑科技大学采矿系副主任江松:“我们怎么去做科研,他会手把手教你;生活上,也会给你解决很多困难。说我们既然是建大培养的,那我们所有的成果、所有的奉献都要留在建大。”

疲惫的时候,顾清华会在建大的校园里散步、跑步,穿梭在他最爱的绿树浓荫的校园里。从第一次踏进矿山,看到导师孜孜以求的精神,顾清华就下定决心:扎根矿山,用自己和团队的智慧,改变矿山的面貌。

顾清华:“未来的采矿的工程师,也能够穿着西服,打着领带,坐在空调房里从事相关工作。改造这种传统的这种生产模式,是我最大的一个梦想。”

人物小传

顾清华,男,汉族,1981年11月生,中共党员,教授,博士生导师。现为西安市智慧工业感知计算与决策重点实验室副主任,西安建筑科技大学矿山系统工程研究所所长,矿山智能科学与工程创新团队负责人,主要从事矿业系统工程、智能采矿等方向的研究。先后获陕西省杰出青年基金资助,第十三届陕西省青年科技奖,入选自然资源部高层次青年科技创新人才、陕西省科技创新中青年领军人才,辽宁省人民政府等省部级科技进步一等奖7项,二等奖3项,陕西省高等学校等厅局级科技进步一等奖3项。

记者手记 

暑假是顾清华教授下矿山的最好时候,没有课时的要求,也没有备课的压力,就是一心搞科研、做项目。他学术要求严谨、仔细,对学生、对伙伴关心入微,性格平和亲切,内心的细腻,又和高大的身躯,形成了反差。他骨子里蕴藏着一股执著的精神:执著地爱着给了他知识生命的学校,执著地爱着给了他事业平台的导师,执著地爱着承载他梦想的矿山。真得是:爱一校、择一业、终一生。采访中,他一直把“我们团队”挂在嘴边,将所有的成绩归功于大家。他说,他只是一名普通的教师。当他脱口说出他的梦想是让矿山变模样的时候,我分明感受到他那具有“家国情怀”的赤子之心。

监制:杨晨

责编:天绪

记者:刘洁

视频制作:张笑坤、党予阳

图片来源:均为采访对象提供

编辑:吴炜

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