智慧礦山3D可視化

1、2021 年 2 月底，國家 礦山 安監(jiān)局 綜合司發(fā) 布的 “ 十四 五”礦山安全生產(chǎn)規(guī)劃（ 征求意見稿）中 再次強調(diào)要“實 時采集礦山安全監(jiān)控、人 員位置監(jiān)測、視 頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)，建 成一個連接各級用戶、各類角色的礦山安全生產(chǎn)綜合信息 系統(tǒng)” 。此外 ，根據(jù)自 然資 源部 披露，2021 年我 國將建 100 個初級 智能 化示 范煤礦 ，到 2025 年 ，大型 煤礦 和災(zāi)害 嚴 重煤礦 基本 實現(xiàn) 智能化 ；到 2035 年 ，各類 煤礦 基本實 現(xiàn) 智能化 ，構(gòu)建 多產(chǎn) 業(yè)鏈 、多系 統(tǒng)集成 的煤 礦智 能化系 統(tǒng)，建 成智能 感知 、智能 決策的煤礦 智能 化體系 ，實現(xiàn) 安全 綠色、

2、 高效、智能化生產(chǎn)。由此可 見，在礦業(yè) 開采政策的 呼吁 下，對礦山以 破壞 環(huán)境的 粗放開 采形 式都 將面臨 淘汰 。若要 實現(xiàn)可 持續(xù)發(fā)展 ，則需 基 于5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)手段，將礦山的多類型 傳輸網(wǎng) 絡(luò)、管理、自動化等系統(tǒng)進行高度集成，鑄造“礦山 大腦”。采 用 Hightopo 自 主 創(chuàng) 新 的 HT 產(chǎn) 品 搭 建 3D 輕 量 化 大 型 智慧礦山解決方案，根 據(jù)礦山現(xiàn)場的 CAD 圖、鳥 瞰圖、設(shè) 備三視圖等資料還原外觀建模，圍繞以數(shù)字化開采、高速掘 進、智能通風(fēng)排水供配電、篩煤工藝等內(nèi)容為主體的三維立 體可視化管理系統(tǒng)。漫游礦山場景初始化后，界面通過自由視角、固

3、定路線對礦山全場景 空間進行巡檢式漫游，在路徑中展示設(shè)備及系統(tǒng)信息，漫游 線路的制定著重凸顯核心區(qū)域或智能化發(fā)展區(qū)域，為用戶 呈現(xiàn)礦山整體面貌、重點發(fā)展區(qū)域及智能化發(fā)展成效。HT實現(xiàn)交互式的 Web三維場景，可進行縮放、平移、旋 轉(zhuǎn)，場景內(nèi)各設(shè)備可以響應(yīng)交互事件。鐵礦露天采礦可視化露天礦山的開采范圍線、開采深度、開采量、礦量消耗數(shù)據(jù) 是露天礦山監(jiān)測的重中之重，是評判開采企業(yè)是否依法開 采的重要依據(jù)。因此更需要及時準(zhǔn)確地掌握露天礦山資源 已開采的概要信息、變化存儲量、礦坑挖掘節(jié)點、礦量消耗 情況，應(yīng)用 HT可視化技術(shù)對露天礦山開米全程進行24 小時多方位監(jiān)測，縮短工程周期，打破傳統(tǒng)監(jiān)測作業(yè)形式，

4、 為資源管理部門提供全面客觀的數(shù)據(jù)支持。井內(nèi)巷道可視化構(gòu)建 針對控制中心頁面的建設(shè)，運用 HT豐富的可視化圖表和 動畫效果，集成供水、通風(fēng)、運輸、掘錨機運作及井內(nèi)三維 漫游畫面，形象的對井下多元應(yīng)用場景進行詳盡的數(shù)據(jù)解 釋；可融合智能感知設(shè)備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對礦井的生產(chǎn)環(huán)境、工 作視角、設(shè)備分布、工藝流程、產(chǎn)量走勢、巷道劃分、設(shè)備 運行實時狀態(tài)的真實復(fù)現(xiàn)，達到礦井上下透明化管理的目 HKjhWJ比F乂MMQ"-MM-門m *grtBB 卜GC"»->'»Il II II II II fl三維立體的巷道監(jiān)管效果，有利于改善礦山環(huán)境及工程實 施設(shè)計，

5、能將巷道工程變遷情況客觀無誤的記錄和展現(xiàn)。可 視化巷道的搭建由點-線-面-單個巷道-多個巷道過渡延伸 點擊按鍵可隨意切換工作區(qū)視角和井內(nèi)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、設(shè)備分布 及對應(yīng)的數(shù)據(jù)。巷道內(nèi)部漫游設(shè)有前進、倒退等功能，易于 實時了解視點位置。此外，增添聚光燈的設(shè)計會讓巷道整體 更加真實，仿佛身臨其境。Tl Higtitopa（Gmusi-曲抽*A1WJ9-4on- MH峙k«3*ES u- -VH M 嘆*3豐豐:二為保證時刻對煤礦采掘過程進行安全監(jiān)管，可將CAD圖紙 導(dǎo)入 HT平臺，連接后臺數(shù)據(jù)接口，根據(jù)作業(yè)人員位置坐 標(biāo)，進行位置的同步動態(tài)更

6、新。當(dāng)?shù)V難事故預(yù)警信號觸發(fā)時， 系統(tǒng)能立即以告警形式通知就近工作人員，撤離至安全區(qū) 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(yè)成品的生產(chǎn)路 線（采樣、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(nèi)可對破碎機、振 動篩、球磨機等設(shè)備進行啟停操控，點選需要查看的設(shè)備， 彈出相應(yīng)設(shè)備作業(yè)進度面板。篩煤智能化替代了繁重的人 工操作，不僅降低安全風(fēng)險和人工因素帶來的數(shù)據(jù)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(dāng)前的供給產(chǎn)能難以覆蓋需求的增長。 在制造業(yè)智能化發(fā)展的浪潮下，將現(xiàn)代煤炭開發(fā)與高新技 術(shù)深度融合，形成實時

7、互聯(lián)、全面感知、協(xié)同控制、動態(tài)預(yù) 測的智慧煤礦管理系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦開拓、掘采、運輸、洗選、 管理等智能化運轉(zhuǎn)首頁效果展示 通過底層應(yīng)用接口，將車輛和人員定位信息進行同步上傳， 生成運動軌跡，確保工作人員與礦山資源的作業(yè)安全；支持 基于空間、時間、質(zhì)量等多維度數(shù)據(jù)，對礦井生產(chǎn)系統(tǒng)各能 耗部署動態(tài)監(jiān)測，當(dāng)超過安全臨界值時立即觸發(fā)告警，通知 相關(guān)人員及時發(fā)現(xiàn)、及時制止且合理分析制定節(jié)能降耗措 施，實現(xiàn)能源高效利用和低碳發(fā)展。HT作為基于 HTML5標(biāo)準(zhǔn)的組件庫，可以無縫結(jié)合 HTML5 各項多媒體功能，支持集成各類視頻資源形成統(tǒng)一的視頻 流，可在2D、3D態(tài)勢地圖上標(biāo)注攝像頭對象并關(guān)聯(lián)其視 頻信號源，

8、通過場景交互來調(diào)取相應(yīng)監(jiān)控視頻，滿足運維人 員對場景進行實時態(tài)勢感知、歷史數(shù)據(jù)回溯比對、應(yīng)急處理 預(yù)案等監(jiān)測需求。通風(fēng)系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)靜態(tài)模擬圖式的通風(fēng)機房在線監(jiān)控系統(tǒng)，3D可 視化通風(fēng)系統(tǒng)能更加生動形象的展現(xiàn)在人眼前，使其內(nèi)容 具有可讀性與可控性。兩側(cè) 2D面板數(shù)據(jù)提供重要運行參 數(shù)的實時變化和歷史趨勢查詢，提供自定義趨勢查看、數(shù)據(jù) 分析、曲線對比等功能，點擊場景中的設(shè)備可顯示設(shè)備屬性信息。對于超限時狀態(tài)設(shè)備進行及時報警，在短時間內(nèi)為運維人員提供所需信息要素，提升運維監(jiān)測效率系統(tǒng)可通過生產(chǎn)作業(yè)計劃或井下空氣質(zhì)量監(jiān)測到的動態(tài)實 時數(shù)據(jù)，進行風(fēng)網(wǎng)解算。運維人員根據(jù)井下通風(fēng)情況即可隨 時調(diào)節(jié)風(fēng)機頻率

9、、通風(fēng)量和風(fēng)機的啟停狀態(tài)，優(yōu)化井下作業(yè) 效率，滿足場景按需通風(fēng)。壓風(fēng)系統(tǒng) 壓風(fēng)自救裝備系統(tǒng)在正常生產(chǎn)運作時，可為井下開拓掘進 工作的風(fēng)動工具提供壓縮空氣動力，滿足井下巖石巷道掘 進及煤巷支護之需；當(dāng)發(fā)生災(zāi)變事故時，工作人員可進入自 救裝置，打開壓氣閥進行避災(zāi)自救。將礦井壓風(fēng)系統(tǒng)與3D可視化進行有機結(jié)合，可對井下用 風(fēng)情況準(zhǔn)確掌握。系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定的井下各指標(biāo)閾值，自動 調(diào)整空氣壓縮機的啟動關(guān)停、倒機、負荷調(diào)控，確保井下恒 壓供風(fēng)。健全礦井緊急避險系統(tǒng)的日常維護水平，加強抗災(zāi) 救災(zāi)能力。瓦斯抽采系統(tǒng)為完善瓦斯抽采流程的標(biāo)準(zhǔn)化，可通過 HT可視化系統(tǒng)實 現(xiàn)對瓦斯抽采泵、放空管閘閥、管道總閘閥、高低負

10、壓閘閥 等設(shè)備的遠程遙控監(jiān)測。根據(jù)井下監(jiān)測到的抽采泵站工作 狀態(tài)、瓦斯?jié)舛?、氣體流量、工序能耗等信息通過抽采管路 實時上傳到監(jiān)控設(shè)備中，提供瓦斯的精準(zhǔn)研判，為下一步科 學(xué)優(yōu)化抽采設(shè)計提供準(zhǔn)確分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常測點時，系統(tǒng)將啟動自檢診斷功能，對危險管段 進行迅速定位診斷。在提高瓦斯抽放參數(shù)測量的準(zhǔn)確性和 安全性的同時，還能起到礦井上下全覆蓋監(jiān)測的作用，為礦 井“提濃提效、高效抽采、安全生產(chǎn)”奠定基礎(chǔ)保障。運輸系統(tǒng)點擊皮帶管控場景中的【皮帶運輸啟?！堪粹o，可對設(shè)備啟 停進行遠程控制。由于煤礦運輸距離較長、分布較廣且實時 性高，為延長設(shè)備壽命，提速煤流，系統(tǒng)將根據(jù)采煤數(shù)量提 供智能調(diào)速，平衡煤流并給予

11、皮帶運轉(zhuǎn)速率建議。針對皮帶 跑偏、堆煤、煙霧、溫度、急停等多類故障信息，系統(tǒng)設(shè)有 自主分析預(yù)判、異常報警停機、異物智能識別告警功能。讓 皮帶運輸?shù)靡愿鶕?jù)煤流方向、大小、煤位進行均衡運轉(zhuǎn)。Migf口 理以往的人工檢測形式控制線路雜亂無章，缺乏與運維人員 的交互協(xié)作，現(xiàn)場維護成本也是居高不下。布局HT 3D可 視化排水監(jiān)測模塊，可實時顯示高位水池、井下水倉的液位 高度以及水泵等設(shè)備的動態(tài)數(shù)據(jù)，同步采集排水設(shè)備的溫 度、電流、壓力、流速等多重信息，創(chuàng)建多參數(shù)實時在線監(jiān) 測，形成供排水量的平衡管理、聯(lián)動控制、動態(tài)預(yù)警能效， 有效降低主機能耗和透水事故的發(fā)生。支持通過PC、PAD智能手機打開瀏覽器隨時隨

12、地訪問管理 界面，利用多種控制設(shè)備對顯示內(nèi)容集中遠程管控。完成監(jiān) 控信息與地面控制中心的監(jiān)控信息交互傳遞，縮短故障響 應(yīng)時間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。采煤機掘采場景通過 HT引擎強大的渲染功能，真實還原采煤機井下運動 工況的行進效果，利用 HT可視化圖表將采煤機運行的關(guān) 鍵數(shù)據(jù)進行直觀呈現(xiàn)。設(shè)有記憶割煤、滾筒換向、自動往返 及故障診斷的聯(lián)動控制功能，針對采煤機故障診斷提供切 實的數(shù)據(jù)依據(jù)，加速扼殺故障的萌芽。通過地面調(diào)度室即可 遠程遙控操作，由此達成井下少人化作業(yè)，加大煤炭資源的 開采效率，為采煤機的高效安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。F HI(iH< MAJMlMt安全監(jiān)測系統(tǒng) 以各安全監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)的空間位置

13、坐標(biāo)為導(dǎo)向，耦合礦井 工程巷道圖紙信息進行內(nèi)容展示。巡檢時可根據(jù)監(jiān)控平臺 展示的各個關(guān)鍵部位和隱藏設(shè)備指標(biāo)數(shù)據(jù)進行無間斷巡視； 當(dāng)面臨坍塌、爆炸、傾覆、透水事故或其他異常態(tài)勢時，根 據(jù)應(yīng)急預(yù)案流程自動告警相關(guān)部門，可跨部門、跨層級發(fā)起 協(xié)同調(diào)度指揮。提升事故緊急處置效率和抗災(zāi)應(yīng)急能力，遏 制煤礦重大人員傷亡事故再次發(fā)生，也為精細化管理提供 參考依據(jù)。供電系統(tǒng) 結(jié)合HT產(chǎn)品 Web 2D組態(tài)功能，再通過數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn) 供配電系統(tǒng)可視化，“一張圖”式切換礦井上下變電所的 設(shè)備狀態(tài)參數(shù)顯示、電量計量、峰谷電能計量及能耗統(tǒng)計分 析等數(shù)據(jù)。完善了現(xiàn)場無人值守成效和對井上井下供電系 統(tǒng)的遙測、遙信、遙控、

14、遙調(diào)、遙視信息功能的全方位監(jiān)控。HT 與 GIS 結(jié)合HT 也 提 供 結(jié)合 GIS 地 圖 展 示 礦 山領(lǐng)域 解決 方 案 ， HT for Web GIS 產(chǎn) 品 的 定 位 在 于 運 用 產(chǎn) 品 強 大 的 可 視 化 技 術(shù) ， 通 過無 人 機航 拍 ，加 后 期數(shù) 據(jù) 處 理，無縫 融 合 HT 原有 3D 模 型，實 現(xiàn)了 礦 山宏 觀 和 微 觀 融 合 一 體化 的 需 求 ，很好 的 解 決 了傳統(tǒng)人工實景建模工作量巨大的問題。針對 環(huán) 境態(tài) 勢 、掘 采 進 度、設(shè) 備 運作 、工 況 狀 態(tài) 等信 息 進 行 高精 度 實時 監(jiān) 測 ，賦 予 數(shù)據(jù) 空 間 屬 性，使復(fù) 雜 因 素可 視 化 。 形成一套可被洞察的參考數(shù)據(jù)，為開采作業(yè)監(jiān)管提供強有 力的決策支撐。隨著國家環(huán)境保護力度的持續(xù)加大及能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型， 正倒逼煤炭產(chǎn)業(yè)必須走綠色智能的清潔化生產(chǎn)之路， Hightopo 智 慧 礦 山 可 視 化 解 決 方 案 恰 到 好 處 的 助 力 實 現(xiàn) 低碳 循 環(huán)發(fā) 展 ：將 各 生 產(chǎn) 線 的 控 制 集中 于 此 ，各 生產(chǎn) 環(huán) 節(jié) 信 息共 享 、橫 向協(xié)