隨著全球資源市場競爭的日益激烈,聚焦無人、少人、數智化轉型升級的礦山行業面臨新的挑戰和機遇,礦山企業智能化建設的作用日益彰顯。
建設完善的智慧礦山綜合管控平臺,實現智能化生產與管理,不僅能夠有效提高礦山生產的安全性,還能提高生產效率、降低生產成本、實現對資源的合理調配,是提升企業的核心競爭力、實現可持續發展的必要選擇和重要突破口。東土科技基于自身在工業互聯網領域“根技術“的研發積累與創新開拓,構建了成熟完善的智慧礦山解決方案。

東土科技智慧礦山解決方案基于智能化煤礦行業工業互聯網平臺的參考模型,采用”端、邊、云、用“的技術架構,從下往上,分為設備層、傳感層、邊緣層、中臺層和應用層,并聚焦于邊緣層、中臺層和應用層,賦能設備層,完整體現了東土科技在智慧礦山行業領域的技術實力和產品能力,已在眾多項目中實踐落地。具體如下:
以東土科技自主可控、技術優越的工業交換機家族為支撐,建設了以“萬兆環網核心骨干、萬/千兆分支接入”為理念的礦井工業通信網絡,實現“視頻、控制、安監、調度等”綜合安全接入,并與5G專用網絡進行融合互通,實現井上井下信息網絡的改造升級,為智慧礦山的實現搭建了重要的網絡支撐。
東土拓明科技智慧礦山綜合管控平臺,通過建設信息化集成門戶,實現礦山“采、掘、機、運、通”相關的安全生產、監控預警、安全管理等業務和數據與基礎地理信息及礦井場景模型的疊加集成,為安全生產、動態監控、經營決策等提供多維數據支持。徹底打通了礦山從綜采工作面到遠程操作終端各個環節,使數據發揮出最大效能,打破限制企業發展的數據“瓶頸”,實現了“智慧礦山”的初衷和目標。形成了“自設備層——傳感層——邊緣層——中臺層——應用層”的一整套的智慧礦山產品格局。
東土拓明科技礦山AI智能泡沫浮選專家系統,用機器視覺代替“人眼”實時地監控泡沫浮選狀態,并調整浮選參數,將圖像識別技術應用到浮選工藝中,提高浮選工藝水平,實現浮選過程的智能化操作與信息化展示。
目前,東土科技智慧礦山解決方案已應用于多家礦山企業,其內容包括:智慧礦山一張圖、綜合信息化門戶、生產調度系統、設備資產管理系統、領導駕駛艙、結合邊緣計算的集中控制系統、AI視覺自動化監測系統、AI視覺智能軟測量系統、AI智能泡沫浮選系統、大數據決策支持系統等。案例如下:
01某煤業公司信息化智能礦山建設項目
按照集團“一網打盡、一屏盡攬、互聯互通、信息共享”的建設目標,煤業公司“終端機械化+系統自動化+綜合智能化+管理信息化”的建設方向,該煤業公司下屬兩個礦分別于2020年12月底、2022年4月底,綜合信息化建設已基本實現并上線運行,現場使用效果良好。
信息化建設內容主要包含:基礎設施、綜合自動化平臺、綜合信息化集成平臺和礦井數據中心,以及項目形成相關標準編撰工作。通過綜合信息化平臺、GIS系統、綜合自動化平臺、三維可視化等建立了系統聯動機制和體系架構,滿足礦井進行視頻調取、語音報警、實時報警功能、應急聯動等功能需求。通過信息化建設,已逐步實現用自動化、信息化替代人工操作和管理,為實現安全可靠、人員減少、效率提升奠定了基礎,并已初見成效。實現了重點作業場景從人工到技術裝備的轉變、實現互聯互通,融合對接,使礦山管理信息化水平邁上新臺階。
具體實施成果如下:
1)綜合信息化集成平臺:共設計了550個功能菜單,為實現數字化、無紙化業務流程奠定了基礎,建立了“一處錄入、處處共享”的數據資源共享平臺。

2)基于GIS的全息“一張圖”:全面展示安全生產相關信息,充分體現 “一屏盡覽、一網打盡、互聯互通、信息共享“的要求,使領導和管理部門能夠及時、全面、準確地掌握安全生產信息,實現對“地域、業務”的全覆蓋,改變煤礦現有的管理模式,達到 “以圖管礦、以圖管量、以圖救災”的目的。
3)礦山三維可視化:采用3DGIS技術全面構建煤礦的采、掘、機、運、通各專業子系統仿真模擬系統,實現全礦井“監測、控制、管理”的一體化,為煤礦安全生產管理提供保障。
4)綜合自動化平臺建設:采用了虛擬化云平臺技術將我礦接入獨立的、分散的、局部的各自動化子系統進行數據匯聚和業務集成,建立了共計50余個子系統的一體化管理平臺,并為信息化平臺進行大數據分析提供了數據資源。
5)生產調度系統:接入了煤業生產調度系統,并根據兩井調度的相關要求實現定制化的電子臺賬及權限控制,后期按煤業和礦井要求完成數據間的縱向貫通。
6)設備資產管理系統:對主要設備進行全生命周期管理,提升設備利用率,降低了維護成本。
7)領導駕駛艙:基于輕量化3D引擎,為領導層和管理層打造一站式指揮駕駛艙,實現安全、生產、經營、調度的智能決策.
8)煤礦大數據分析:以礦井生產自動化、信息系統集成化為基礎,結合集團、煤業相關安全、生產、經營等系統數據,建立起系統化的數據采集、傳輸、分析、輸出和決策支持模型,實現生產過程信息化管理,降低安全生產事故隱患。
9)全礦地面及井下萬兆工業控制環網的建設:為既有自動化子系統從原有可視化等安全系統環網剝離,以及未來采、掘、開、修、鉆5大生產主導工藝終端機械化建設架好了“橋梁”。
02某礦業集團基于AI視覺智能泡沫浮選圖像分析系統項目

通過建立銅礦泡沫浮選機器視覺系統,用機器視覺代替“人眼”實時地監控浮選狀態,并調整浮選參數,將圖像識別技術應用到浮選工藝中,提高浮選工藝水平,實現浮選過程的智能化操作與信息化展示。
本項目在2020年底成功通過了驗收,并在某礦業20多個礦山開展了推廣工作。
本次研發主要成果如下:
1)基礎檢測能力開發:基于深度學習--目標檢測實現浮選液面泡沫目標識別,定位模型研發;
2)中間分析-統計能力開發:基于浮選泡沫識別、定位結果,實現如下統計檢測結果計算:
——液面大泡沫數量統計;
——基于泡沫跟蹤,實現液面流速、流向監測;
——液面顏色監測;
——上述指標數據存儲與歷史變化趨勢展現。
3)浮選液面異常情況檢測能力開發:最終,基于上述監測指標信息,實現對浮選液面正常、冒槽、堵礦三類工況的檢測與異常告警輸出。

