綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山

hightopo 發表於 2021-10-19
視覺化

前言

2021 年 2 月底,國家礦山安監局綜合司釋出的《“十四五”礦山安全生產規劃(徵求意見稿)》中再次強調要“實時採集礦山安全監控、人員位置監測、視訊監控等資料,建成一個連線各級使用者、各類角色的礦山安全生產綜合資訊系統”。此外,根據自然資源部披露,2021 年我國將建 100 個初級智慧化示範煤礦,到 2025 年,大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現智慧化;到 2035 年,各類煤礦基本實現智慧化,構建多產業鏈、多系統整合的煤礦智慧化系統,建成智慧感知、智慧決策的煤礦智慧化體系,實現安全綠色、高效、智慧化生產。

由此可見,在礦業開採政策的呼籲下,對礦山以破壞環境的粗放開採形式都將面臨淘汰。若要實現可持續發展,則需基於 5G、物聯網、大資料等高新技術手段,將礦山的多型別傳輸網路、管理、自動化等系統進行高度整合,鑄造“礦山大腦”。

採用 Hightopo 自主創新的 HT 產品搭建 3D 輕量化大型智慧礦山解決方案,根據礦山現場的 CAD 圖、鳥瞰圖、裝置三檢視等資料還原外觀建模,圍繞以數字化開採、高速掘進、智慧通風排水供配電、篩煤工藝等內容為主體的三維立體視覺化管理系統。

漫遊礦山

場景初始化後,介面通過自由視角、固定路線對礦山全場景空間進行巡檢式漫遊,在路徑中展示裝置及系統資訊,漫遊線路的制定著重凸顯核心區域或智慧化發展區域,為使用者呈現礦山整體面貌、重點發展區域及智慧化發展成效。

HT 實現互動式的 Web 三維場景,可進行縮放、平移、旋轉,場景內各裝置可以響應互動事件。
綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山

鐵礦

露天採礦視覺化

露天礦山的開採範圍線、開採深度、開採量、礦量消耗資料是露天礦山監測的重中之重,是評判開採企業是否依法開採的重要依據。因此更需要及時準確地掌握露天礦山資源已開採的概要資訊、變化儲存量、礦坑挖掘節點、礦量消耗情況,應用 HT 視覺化技術對露天礦山開採全程進行 24 小時多方位監測,縮短工程週期,打破傳統監測作業形式,為資源管理部門提供全面客觀的資料支援。
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井內巷道視覺化構建

針對控制中心頁面的建設,運用 HT 豐富的視覺化圖表和動畫效果,整合供水、通風、運輸、掘錨機運作及井內三維漫遊畫面,形象的對井下多元應用場景進行詳盡的資料解釋;可融合智慧感知裝置資料,實現對礦井的生產環境、工作視角、裝置分佈、工藝流程、產量走勢、巷道劃分、裝置執行實時狀態的真實復現,達到礦井上下透明化管理的目的。
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三維立體的巷道監管效果,有利於改善礦山環境及工程實施設計,能將巷道工程變遷情況客觀無誤的記錄和展現。視覺化巷道的搭建由點-線-面-單個巷道-多個巷道過渡延伸。點選按鍵可隨意切換工作區視角和井內視角,方便運維人員從不同角度觀察到每條巷道的名稱、視點位置、裝置分佈及對應的資料。巷道內部漫遊設有前進、倒退等功能,易於實時瞭解視點位置。此外,增添聚光燈的設計會讓巷道整體更加真實,彷彿身臨其境。

綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山


綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山

為保證時刻對煤礦採掘過程進行安全監管,可將 CAD 圖紙匯入 HT 平臺,連線後臺資料介面,根據作業人員位置座標,進行位置的同步動態更新。當礦難事故預警訊號觸發時,系統能立即以告警形式通知就近工作人員,撤離至安全區域,減少礦難悲劇的重演。

篩煤工藝

篩煤工藝動畫過程,覆蓋從原料礦石到工業成品的生產路線(取樣、破碎、縮分、收集、棄樣等),使用模型貼圖的 UV 偏移動畫模擬礦料的傳輸過程。場景內可對破碎機、振動篩、球磨機等裝置進行啟停操控,點選需要檢視的裝置,彈出相應裝置作業進度皮膚。篩煤智慧化替代了繁重的人工操作,不僅降低安全風險和人工因素帶來的資料偏差,同時還能提防人員配置陷入成本怪圈。

煤礦

煤礦市場空間巨大,當前的供給產能難以覆蓋需求的增長。在製造業智慧化發展的浪潮下,將現代煤炭開發與高新技術深度融合,形成實時互聯、全面感知、協同控制、動態預測的智慧煤礦管理系統,實現煤礦開拓、掘採、運輸、洗選、管理等智慧化運轉。
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首頁效果展示

通過底層應用介面,將車輛和人員定位資訊進行同步上傳,生成運動軌跡,確保工作人員與礦山資源的作業安全;支援基於空間、時間、質量等多維度資料,對礦井生產系統各能耗部署動態監測,當超過安全臨界值時立即觸發告警,通知相關人員及時發現、及時制止且合理分析制定節能降耗措施,實現能源高效利用和低碳發展。
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HT 作為基於 HTML5 標準的元件庫,可以無縫結合 HTML5 各項多媒體功能,支援整合各類視訊資源形成統一的視訊流,可在 2D、3D 態勢地圖上標註攝像頭物件並關聯其視訊訊號源,通過場景互動來調取相應監控視訊,滿足運維人員對場景進行實時態勢感知、歷史資料回溯比對、應急處理預案等監測需求。
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通風系統

相較於傳統靜態模擬圖式的通風機房線上監控系統,3D 視覺化通風系統能更加生動形象的展現在人眼前,使其內容具有可讀性與可控性。兩側 2D 皮膚資料提供重要執行引數的實時變化和歷史趨勢查詢,提供自定義趨勢檢視、資料分析、曲線對比等功能,點選場景中的裝置可顯示裝置屬性資訊。對於超限時狀態裝置進行及時報警,在短時間內為運維人員提供所需資訊要素,提升運維監測效率。
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系統可通過生產作業計劃或井下空氣質量監測到的動態實時資料,進行風網解算。運維人員根據井下通風情況即可隨時調節風機頻率、通風量和風機的啟停狀態,優化井下作業效率,滿足場景按需通風。

壓風系統

壓風自救裝備系統在正常生產運作時,可為井下開拓掘進工作的風動工具提供壓縮空氣動力,滿足井下岩石巷道掘進及煤巷支護之需;當發生災變事故時,工作人員可進入自救裝置,開啟壓氣閥進行避災自救。
綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山

將礦井壓風系統與 3D 視覺化進行有機結合,可對井下用風情況準確掌握。系統將根據設定的井下各指標閾值,自動調整空氣壓縮機的啟動關停、倒機、負荷調控,確保井下恆壓供風。健全礦井緊急避險系統的日常維護水平,加強抗災救災能力。

瓦斯抽採系統

為完善瓦斯抽採流程的標準化,可通過 HT 視覺化系統實現對瓦斯抽採泵、放空管閘閥、管道總閘閥、高低負壓閘閥等裝置的遠端遙控監測。根據井下監測到的抽採泵站工作狀態、瓦斯濃度、氣體流量、工序能耗等資訊通過抽採管路實時上傳到監控裝置中,提供瓦斯的精準研判,為下一步科學優化抽採設計提供準確分析。
綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山

當發現異常測點時,系統將啟動自檢診斷功能,對危險管段進行迅速定位診斷。在提高瓦斯抽放引數測量的準確性和安全性的同時,還能起到礦井上下全覆蓋監測的作用,為礦井“提濃提效、高效抽採、安全生產”奠定基礎保障。

運輸系統

點選皮帶管控場景中的【皮帶運輸啟停】按鈕,可對裝置啟停進行遠端控制。由於煤礦運輸距離較長、分佈較廣且實時性高,為延長裝置壽命,提速煤流,系統將根據採煤數量提供智慧調速,平衡煤流並給予皮帶運轉速率建議。針對皮帶跑偏、堆煤、煙霧、溫度、急停等多類故障資訊,系統設有自主分析預判、異常報警停機、異物智慧識別告警功能。讓皮帶運輸得以根據煤流方向、大小、煤位進行均衡運轉。
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排水系統

以往的人工檢測形式控制線路雜亂無章,缺乏與運維人員的互動協作,現場維護成本也是居高不下。佈局 HT 3D 視覺化排水監測模組,可實時顯示高位水池、井下水倉的液位高度以及水泵等裝置的動態資料,同步採集排水裝置的溫度、電流、壓力、流速等多重資訊,建立多引數實時線上監測,形成供排水量的平衡管理、聯動控制、動態預警能效,有效降低主機能耗和透水事故的發生。
綠色數治開採工藝: 3D 視覺化智慧礦山

支援通過 PC、PAD、智慧手機開啟瀏覽器隨時隨地訪問管理介面,利用多種控制裝置對顯示內容集中遠端管控。完成監控資訊與地面控制中心的監控資訊互動傳遞,縮短故障響應時間,實現資料共享。

採煤機掘採場景

通過 HT 引擎強大的渲染功能,真實還原採煤機井下運動工況的行進效果,利用 HT 視覺化圖表將採煤機執行的關鍵資料進行直觀呈現。設有記憶割煤、滾筒換向、自動往返及故障診斷的聯動控制功能,針對採煤機故障診斷提供切實的資料依據,加速扼殺故障的萌芽。通過地面排程室即可遠端遙控操作,由此達成井下少人化作業,加大煤炭資源的開採效率,為採煤機的高效安全生產奠定基礎。
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安全監測系統

以各安全監測指標資料的空間位置座標為導向,耦合礦井工程巷道圖紙資訊進行內容展示。巡檢時可根據監控平臺展示的各個關鍵部位和隱藏裝置指標資料進行無間斷巡視;當面臨坍塌、爆炸、傾覆、透水事故或其他異常態勢時,根據應急預案流程自動告警相關部門,可跨部門、跨層級發起協同排程指揮。提升事故緊急處置效率和抗災應急能力,遏制煤礦重大人員傷亡事故再次發生,也為精細化管理提供參考依據。
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供電系統

結合 HT 產品 Web 2D 組態功能,再通過資料採集,實現供配電系統視覺化,“一張圖”式切換礦井上下變電所的裝置狀態引數顯示、電量計量、峰谷電能計量及能耗統計分析等資料。完善了現場無人值守成效和對井上井下供電系統的遙測、遙信、遙控、遙調、遙視資訊功能的全方位監控。
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HT 與 GIS 結合

HT 也提供結合 GIS 地圖展示礦山領域解決方案,HT for Web GIS 產品的定位在於運用產品強大的視覺化技術,通過無人機航拍,加後期資料處理,無縫融合 HT 原有 3D 模型,實現了礦山巨集觀和微觀融合一體化的需求,很好的解決了傳統人工實景建模工作量巨大的問題。

針對環境態勢、掘採進度、裝置運作、工況狀態等資訊進行高精度實時監測,賦予資料空間屬性,使複雜因素視覺化。形成一套可被洞察的參考資料,為開採作業監管提供強有力的決策支撐。

隨著國家環境保護力度的持續加大及能源消費結構的轉型,正倒逼煤炭產業必須走綠色智慧的清潔化生產之路,Hightopo 智慧礦山視覺化解決方案恰到好處的助力實現低碳迴圈發展:將各生產線的控制集中於此,各生產環節資訊共享、橫向協作,輔助運維人員構建自主感知、智慧分析、科學決策、集約高效的數字化礦山。

HT 視覺化疊加視訊融合、BIM、GIS 等技術,打造優質資料視覺化解決方案,廣泛滲透於城市園區、電信機房、軌道交通、工業生產等各個領域,涵蓋了資料展示、態勢監管、科學決策、應急指揮等多項監控業務,順應市場數字化轉型的大勢所需,助推產業完成安全生產和高質量發展。

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