Интелигентна автоматизация на въгледобива

Клиентът

Клиентът е миннодобивен оператор, специализиран в подземен добив на въглища. Техните операции зависят от прецизно изкопаване на въглищни пластове, като същевременно се избягват околните скални образувания. С увеличаването на рисковете за безопасността и оперативната сложност, те се нуждаеха от надежден начин за автоматизиране на изкопните процеси и намаляване на излагането на хора на опасност.

Предизвикателството

Подземният добив на въглища се извършваше с помощта на тежки машини, управлявани ръчно от нивото на земята, излагайки операторите на опасни условия на труд. Процесът носеше значителни рискове за безопасността, включително инциденти с тежки или фатални последици.

Ключово геоложко ограничение беше наличието на тънък скален слой, вграден във въглищния пласт. Този слой, разположен приблизително по средата между дъното и горната част на фронта на изкопа, трябваше да бъде точно идентифициран, за да се насочи траекторията на изкопа. Въпреки че е видим за човешкото око, машинното му засичане бе предизвикателство, поради условията на околната среда.

Наличните визуални данни идваха от инфрачервени камери, монтирани на изкопни машини, които заснемаха изображения в прашни условия с ниска видимост на равни интервали. Тези изображения често бяха замърсени с предварително изкопан материал, което затрудняваше разграничаването на съответните геоложки характеристики.

Без автоматизирана система за откриване, процесът на изкопни работи не можеше да бъде оптимизиран безопасно или последователно, което ограничаваше възможността за преминаване към автономни минни операции.

Какво направихме

Подход

Разработихме решение за компютърно зрение, способно да идентифицира тънкия скален слой във въглищния пласт, използвайки инфрачервени изображения, заснети в реални минни условия. Етапът на проучване показа, че надеждното класифициране на въглища, скална маса и визуален шум (напр. отломки и прах) ще бъде от критично значение за стабилната работа на системата.

Като се има предвид сложността на визуалната среда, ние се фокусирахме върху контролирано обучение с внимателно етикетирани данни, за да гарантираме, че моделът ще може да се обобщава при променливи условия. Решението е проектирано не само за откриване на геоложки характеристики, но и за предоставяне на практическа информация за автоматизирано планиране на траекторията на изкопните работи.

Ключово решение при проектирането е да се даде приоритет на устойчивостта към шум и промени в околната среда пред чисто теоретичната точност, за да се гарантира надеждна работа в реални производствени условия.

Методология

• Оценка на данните:
  Събирани бяха данни от инфрачервени изображения на интервали от 10 см при изкопни работи, улавящи реални условия, включително замърсяване с прах и отломки.
• Избор на подход:
  Избран беше подход за класификация с компютърно зрение, пригоден за разграничаване на въглища, скални слоеве и предварително изкопан материал.
• Разработване на модел:
  Маркирахме данни от изображения (въглища срещу скала) и обучихме модел за откриване на тънкия скален слой във въглищния пласт.
• Рамка за валидиране:
  Оценена беше производителността на модела при непознати сценарии на изкопни работи, с акцент върху устойчивостта към шума и променливите условия на видимост.
• Интеграция:
  Внедрихме модела в работния процес по изкопните работи, за да направлява автоматизираното планиране на траекториите за последващите минни цикли.
• Съответствие:
  Съответства на изискванията за индустриална безопасност и експлоатация за автономни минни системи.

Резултатът

Успешно внедряване на автоматизирано разпознаване на геоложки обекти

Моделът с компютърно зрение точно идентифицира тънкия скален слой във въглищния пласт, което позволява надеждно насочване за автоматизирано изкопаване.

Вторични резултати:

• Подобрена безопасност чрез намаляване на зависимостта от ръчно управление на машината
• Повишена прецизност при планирането на изкопните пътища
• Надеждна производителност в прашни, слабо видими, подземни условия
• Разгръщане на производството, позволяващо мащабируема автоматизация на минните операции

Сблъсквате се с подобно предизвикателство?

Ако работите с опасни среди, сложни визуални данни или индустриална автоматизация, можем да ви помогнем да проектирате системи с изкуствен интелект, които подобряват безопасността и оперативната прецизност.

Запазете техническа консултация