金川礦山實現井下牽引網絡數字孿生應用
2025年12月23日 13:48 8701次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 稀有稀土 作者： 朱立杰 盧吉俊
近日，金川鎳鈷三礦區（以下簡稱“三礦區”）井下1250米中段牽引網絡智能監控系統正式投用。這是繼電機車無人駕駛技術取得重大突破后，三礦區在井下智能化建設領域的又一標志性成果。該系統的成功落地，標志著金川礦山率先實現井下牽引網路的數字孿生應用，成為集團在該領域智能化建設的里程碑項目。
如今，走進1250米中段集控室，監控屏幕上數據流清晰躍動，井下牽引網絡的供電分區、設備狀態、電流電壓等信息實時呈現、一覽無余。操作人員只需輕點鼠標，便可實現對牽引網絡的全局感知與精準控制，推動礦山井下運輸安全與生產管理模式邁入全新階段。
痛點倒逼變革：
從“盲管”到“智控”的跨越
“過去我們井下牽引網絡使用的是傳統刀閘式分區開關，操作基本靠人工，故障排查靠經驗，安全防護缺手段。”回想起改造前的情況，項目組成員楊琛記憶猶新。
正如他所說，傳統模式下的牽引網絡管控存在明顯短板：手動操作刀閘不僅效率低下，更缺乏有效的保護整定功能。一旦發生短路或接地故障，難以快速定位和隔離，可能導致大面積停電，嚴重影響有軌運輸系統的連續穩定運行。此外，網絡運行狀態無法實時可視化，電壓、電流等關鍵參數僅在變電所整流柜上顯示，無法反映各供電區段的實際運行狀況，管理長期處于“半盲”狀態。
面對這些行業共性難題，三礦區下定決心以技術革命打破困局。隨著“機械化換人、自動化減人、智能化無人”戰略的深入推進，以及對運輸系統安全性、可靠性要求的不斷提升，井下牽引網絡的智能化升級改造，已從“選答題”變為“必答題”。
自主攻堅克難：走出一條“需求驅動創新”的金川路徑
2025年初，三礦區組建專項攻關團隊。“我們沒有可照搬的外部現成方案，而是堅持從自身實際痛點出發，走自主探索的路子。”項目負責人盧吉俊介紹。
團隊目標非常明確：研發一套真正貼合金川礦山井下復雜環境、能從根本上解決問題的牽引網絡智能監控系統。
項目團隊摒棄了依賴增加硬件或外購系統的常規思路，將目光投向當時在工礦領域仍屬前沿的“數字孿生”技術。然而，將這一概念落地于井下環境復雜、電磁干擾強烈的牽引網絡中，并無先例可循。
“最大的挑戰是如何實現數字模型與井下物理網絡的精準實時映射。”團隊青年技術員魏文通坦言，“井下巷道結構復雜，設備分布廣，通信條件受限，要確保虛擬世界中的每一個開關、每一條線路的狀態都與現場完全同步，難度超乎想象。”
為此，團隊扎根井下現場，對1250米中段的每一段軌道、每一個供電分區、每一臺設備反復勘測并采集數據。他們摒棄單一通信方式，創造性采用多模式融合通信策略，確保數據傳輸的連續性與穩定性。在算法層面，團隊自主開發了故障快速定位與隔離模型，可在毫秒級內識別故障區段并自動執行分閘操作，將故障影響范圍壓縮至最小。
“那段時間，我們幾乎天天‘泡’在井下，對照著圖紙調試設備、測試信號、優化邏輯。”盧吉俊回憶，“印象最深的是為了解決強干擾環境下信號誤報的難題，整個團隊連續攻關72小時，反復修改了十幾版程序，直到問題徹底解決。”
正是憑著這股不服輸的韌勁和精益求精的態度，項目團隊相繼攻克“數字孿生模型與井下網絡實時映射”“基于多源信息融合的故障精準定位”“遠程智能安全聯鎖控制”等一系列關鍵技術難題，成功打造出擁有完全自主知識產權的礦山井下牽引網絡智能監控系統。
三大核心突破：
構筑安全高效智能新生態
系統的投用帶來三大根本性變革：故障處理實現“精準隔離”，運行管理進入“全景可視”，安全防護具備“智能聯鎖”。
系統能夠瞬間捕捉并定位網絡中的異常狀態，自動快速切斷故障區段，非故障區域供電不受影響，極大縮短停機時間。“以前處理一個短路故障，可能影響半個平面的運輸，恢復加確認至少需要兩個小時。現在，系統自動判斷、秒級隔離，運行狀態盡收眼底，幾分鐘就能恢復生產，效率和安全性與之前是天壤之別。”楊琛對此感受頗深。
基于高精度數字孿生模型，集控室大屏幕上，整個牽引網絡的拓撲結構、設備實時狀態、電壓電流參數、分區開關位置等信息一目了然。“我們徹底告別了‘盲管’時代”，電機車司機楊志一邊操作系統一邊說，“現在坐在集控室里，就能對井下供電情況了如指掌，指揮調度更有底氣了。”
當人員進行設備檢修或操作時，系統能自動診斷接地狀態與送電條件，分閘后自動執行保護接地并實時監測。一旦發現異常，會同步觸發現場聲光報警和集控室上位機警報，從技術上杜絕誤送電風險，為井下作業人員筑起一道堅實可靠的安全防線。
戰略落地生根：“金川方案”
引領行業智能化升級
“技術的進步最終要服務于人，服務于安全生產。這套系統將我們的職工從傳統作業模式中解放出來，讓他們在更安全、更現代化的環境中開展工作，這正是我們踐行‘依靠職工辦企業’宗旨的生動體現。”三礦區副礦長唐音元如此評價。
該項目是三礦區堅定不移推進“五化”建設、落實“智能化無人”戰略的關鍵一步。其意義不僅在于提升運輸效率，更在于通過自主探索，形成了一套可復制、可推廣的智能化升級“金川方案”，為國內同類型礦山提供了經過實踐檢驗的技術路徑和實施范本。
金川鎳鈷三礦區將繼續圍繞“五化”建設目標，持續優化該智能監控系統，并在全礦有軌運輸系統中推廣應用。同時，進一步深化數字孿生、大數據、人工智能等新一代信息技術與礦山生產實際的融合，不斷打造新的智能化標桿項目。
（朱立杰 盧吉俊）
責任編輯：任飛
如需了解更多信息，請登錄中國有色網：hnfenyang.com了解更多信息。
中國有色網聲明：本網所有內容的版權均屬于作者或頁面內聲明的版權人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網”的文章，均為中國有色網原創或者是合作機構授權同意發布的文章。
如需轉載，轉載方必須與中國有色網（ 郵件：cnmn@cnmn.com.cn 或 電話：010-63971479）聯系，簽署授權協議，取得轉載授權；
凡本網注明“來源：“XXX（非中國有色網或非中國有色金屬報）”的文章，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不構成投資建議，僅供讀者參考。
若據本文章操作，所有后果讀者自負，中國有色網概不負任何責任。
