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数字孪生打底,AI赋能,煤矿无人化照进现实

作者: 刘强   发布日期: 2024年07月05日   来源: 云鼎科技

过去,因为厚煤层、中厚煤层赋存条件好,往往是煤炭企业优先开采的资源,薄煤层资源一度被“搁置”,甚至出现了“采厚丢薄”现象。伴随矿井开采年限延长,采煤面由“厚”转“薄”逐渐成为井工煤矿的必然趋势。而构建真实透明化工作面模型是薄煤层智能开采根基,这就需要一个强有力的技术支撑-数字孪生。近年来,云鼎科技携手华为、天玛智控等先进企业,探索破解薄煤层工作面无人化“密码”,研发基于数字孪生的辅助控制、数字模型柔性表达等关键技术,并在山东能源集团先行先试找到了“答案”。

真实数据,1:1生成井下工作实景

走进山东能源杨村煤矿智能调度指挥中心,井下作业现场的实景真实的出现在LED大屏幕上,画面清晰、作业流畅,超强的立体直观效果,让人身临其境,更令人震惊的是,所有涉及的作业流程与技术数据和实际保持一致,操控人员像打3D游戏一样在采煤。

“基于设备真实尺寸和地理真实坐标的工作面模型,结合现场多参量传感器技术,融合采煤机IMOSS惯导、液压支架MEMS惯导及倾角、行程等传感器多源数据,将采煤机运行位姿、刮板输送机起伏状态、支架推移位置和现场环境条件进行实时映射,结合工作面GIS地理信息,1:1的还原井下工作面场景。”云鼎科技产品经理安成现场介绍了数字孪生的独特优势。

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“现在我们工作面上真正实现了无人化,仅需要2人在集控室远程操控,开采过程中‘测得准,看得清,控得住’,自动跟机移架率99%,远程截割率100%,煤炭资源回收率得到了很大提升。”杨村煤矿副矿长张建鹏洋溢着笑容。

目前,杨村薄煤层工作面实现了正常生产条件下面内常态化无人作业。

360°视角,远程操控流畅丝滑

相比于视频拼接等形式的固定视角,操控人员可以通过360°视角切换实现工作面全场景可视化感知。配合电液控制系统、采煤机电控系统,操控人员能够身临其境地了解工作面的实时情况、设备运行状态,基于多源数据分析结果辅助远程操作人员完成采煤机、液压支架联动控制。

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“数字孪生技术带来的360°视角切换,我从任何角度都可以审视工作面,像脑后也长了‘眼睛’,视角范围甚至超出现实观测视角。像一位技术精湛的主治医生,可以清楚掌握了解各器官运行状态。”对于360°视角切换,张建鹏有着深刻感受。

数字孪生为这座老矿井带来了“新生”。

要知道杨村煤矿拥有近40年的历史,曾经一度经营困难,2015年曾被列入拟关闭矿井行列。然而,伴随智能化技术装备的成功应用,依托云鼎科技带来的数字孪生辅助控制系统、盘古矿山大模型AI服务平台、煤矿GIS公共服务平台、综采工作面国产惯导应用等先进技术,杨村煤矿达到了年产100万吨水平。

AI赋能,煤矿无人化照进现实

如今,AI时代到来,煤矿无人化有了新的解题思路。

作为盘古大模型在矿山行业首次商用的企业,云鼎科技具有人才和技术优势,使其能将人工智能训练、机器视觉、图网络等方面场景应用快速规模化复制,推动矿山人工智能开发迈向工业化新阶段。

在薄煤层,有了AI技术加持,通过对开采作业、设备管理、环境管控进行计算分析,取代过去的单机预警或人工监测分析,实现直线度偏离、设备干涉、大块煤等监测预警和控制交互,为生产控制提供决策依据,有效提升了工作面的智能化水平。

“过去,我是一名跟机巡视人员,机器走到哪里我就要跟到哪里,在狭小的巷道里一点点地钻,一个班下来,弯腰低头,累得腰酸背痛。现在不一样了,穿着白衬衣遥控割煤,煤机自动截割、监测预警,简直太幸福了!”杨村煤矿职工自豪地说。

 

依托于数字孪生和AI赋能,山东能源的薄煤层工作面智能化建设从先行先试走向先行示范,实现了颠覆性变革和智能化转型,煤矿职工体面劳动、健康生活成为现实。