ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАКЛАДКОЙ НА ОСНОВЕ ОБЪЕДИНЕНИЯ БОЛЬШИХ ДАННЫХ С ОБЛАЧНОЙ ПЛАТФОРМОЙ Российский патент 2023 года по МПК G05B19/418 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к системе управления процессом закладки рудника.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Комплексное использование хвостов и песков рудника является важным компонентом строительства экологических и интеллектуальных рудников, являются первым элементом экологического развития рудника. Система разработки с закладкой, является одним из наиболее эффективных методов обеспечения безопасности подземных горных работ, а также наилучшим способом полного использования хвостов и песков рудника.

По мере углубления разработки рудника возникают такие проблемы, как нештатное состояние трубопроводов закладки и изменение интенсивности возмущения глубинных закладочных частей и другие. Традиционная система управления автоматизацией закладки не может выполнить автоматическую оптимизацию параметров управления закладкой, требует слишком большого ручного вмешательства, не может гарантировать качество закладки, и накопленные промышленные данные и экспериментальные данные закладки рудника не могут глубоко использоваться и не могут обеспечить прямую поддержку для управления закладкой. В то же время руководителям трудно разбираться в ситуации на месте и своевременно принимать решения.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение показывает интеллектуальную систему управления закладкой, основанную на объединении больших данных с облачной платформой, целью которой является: (1) объединение экспериментальных данных и данных на месте для реализации оптимизации параметров управления закладкой и точного управления процессом закладки; (2) осуществлять мониторинг ситуации на месте в режиме реального времени.

Сущность настоящего изобретения заключается в следующем:

Интеллектуальная система управления закладкой на основе объединения больших данных с облачной платформой, включает в себя подсистему управления на месте, развернутую на промышленной площадке, также включает в себя подсистему управления интеграцией данных, развернутую в облаке;

Упомянутая подсистема управления на месте используется для управления процессом закладки на месте в соответствии с параметрами управления закладкой, предоставляемыми подсистемой управления интеграцией данных, а также используется для передачи данных о промышленных площадках, собранных на месте, в подсистему управления интеграцией данных;

Упомянутая подсистема управления интеграцией данных используется для расчета оптимальных параметров управления закладкой на основе экспериментальных данных и промышленных данных на месте и передачи их в подсистему управления на месте, а также используется для представления функции мониторинга в реальном времени на основе данных о промышленных площадках.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: упомянутая подсистема управления на месте, включает в себя ведущую станцию, соединенную со связей упомянутой подсистемой управления интеграцией данных, также модуль сканирования пустой области, модуль точного приготовления, модуль контроля трубопровода и модуль контроля интенсивности, которые соединяются с ведущей станцией соответственно;

Упомянутый модуль сканирования пустой области используется для закладки трехмерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели данных заполненной пустой области, расчета объема закладки и передачи модели данных в подсистему управления интеграцией данных через ведущую станцию;

Упомянутый модуль точного приготовления используется для управления приготовлением закладочной пульпы в соответствии с оптимальными параметрами управления закладкой, предоставляемыми подсистемой управления интеграцией данных;

Упомянутый модуль контроля трубопровода используется для мониторинга состояния трубопровода закладки в процессе приготовления закладочной пульпы, давать обратную связь данных мониторинга трубопровода в подсистему управления интеграцией данных;

Упомянутый модуль контроля интенсивности используется для контроля интенсивности закладки в режиме реального времени во время процесса закладки и передачи данных интенсивности в подсистему управления интеграцией данных.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления процесс управления закладкой заключается в следующем:

Этап 1. Упомянутый модуль сканирования пустой области использует 3D-лазерный сканер для моделирования 3D-лазерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели заполненной пустой области, расчета объема закладки, загрузки модели данных в подсистему управления интеграцией данных через ведущую станцию и завершения нумерацию заполненной области;

Этап 2. Подсистема управления интеграцией данных сопоставляет экспериментальные данные в соответствии с моделью данных заполненной пустой области для получения плана закладки, а затем отправляет оптимальные параметры управления закладкой, включенной в план закладки в модуль точного приготовления;

Этап 3. Модуль точного приготовления приготовляет закладочную пульпу в соответствии с оптимальными параметрами управления закладкой;

Этап 4. Модуль контроля трубопровода отслеживает состояние трубопровода закладки и возвращает данные мониторинга трубопровода в подсистему управления интеграцией данных; подсистема управления интеграцией данных регулирует параметры управления закладкой в соответствии с данными мониторинга трубопровода, новые параметры управления закладкой передаются в модуль точного приготовления для оптимизированного управления процессом приготовления в замкнутой системе;

Этап 5. Использование закладочной пульпы для закладки, и одновременно модуль контроля интенсивности отслеживает интенсивность закладки и возвращает данные об интенсивности в подсистему управления интеграцией данных.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: в упомянутом этапе 1 беспилотный летательный аппарат используется для перевозки 3D-лазерного сканера для сканирования заполненной области в скважине.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: оптимальные параметры управления закладкой, предоставляемые подсистемой управления интеграцией данных, включают в себя коэффициент, концентрацию и объем закладки.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: упомянутые данные мониторинга трубопровода включают в себя давление в трубопроводе, температуру в трубопроводе, расход в трубопроводе и концентрацию пульпы в трубопроводе.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: упомянутый модуль контроля интенсивности отслеживает интенсивность закладки в режиме реального времени с помощью датчиков вибрации, датчиков деформации и датчиков температуры, встроенных в области закладки.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: упомянутая подсистема управления интеграцией данных включает в себя модуль управления данными и модуль выбора оптимальных параметров;

Упомянутый модуль управления данными используется для управления экспериментальными данными и загруженными данными о промышленных площадках; упомянутые экспериментальные данные включают в себя данные о физических и химических свойствах хвостов и песков, и материалов закладки, данные эксперимента по падению давления в кольцевой трубе, данные эксперимента по осаждению флокуляции и данные эксперимента по интенсивности на коэффициент закладки;

Упомянутый модуль выбора оптимальных параметров используется для сопоставления оптимальных экспериментальных данных по объему объема сканирования в пустой области и для расчета оптимальных параметров управления закладкой по оптимальным экспериментальным данным.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: упомянутая подсистема управления интеграцией данных также включает в себя модуль трехмерной визуализации, упомянутый модуль трехмерной визуализации используется для построения трехмерной модели по данным на месте, также изменения трехмерной модели по данным на месте, контролируемым в режиме реального времени и отображения собранных данных на месте на основе 3D-модели для реализации сопутствующей функции мониторинга на основе цифр.

В качестве дальнейшего усовершенствования данной системы управления: упомянутая подсистема управления интеграцией данных также включает в себя модуль запроса мобильного терминала, который используется для обеспечения функции запроса данных в режиме реального времени для приложения мобильного терминала мониторинга.

По сравнению с уровнем техники данное изобретение имеет следующие преимущества: (1) данная система может интегрировать экспериментальные данные по закладке и промышленные данные на месте, представить оптимальные параметры управления закладкой и реализовать управление процессом закладки в замкнутом системе, что приводит к использованию многих накопленных промышленных данных и экспериментальных данных по закладке рудника, улучшает качество закладки, уменьшает вмешательство человека и повышает эффективность работы; (2) Данная система может выполнять трехмерный мониторинг и мониторинг мобильного терминала к целым процессом закладки, помогает в строительстве цифрового рудника, что руководители могут в режиме реального времени узнать ситуацию на месте и принимать решения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

Фиг. 1 представляет собой конструктивную схему данного изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже подробно описана техническая схема настоящего изобретения, которую следует изучать вместе с приложенным чертежом:

Как показано на фиг. 1, интеллектуальная система управления закладкой на основе объединения больших данных с облачной платформой, включает в себя подсистему управления на месте, развернутую на промышленной площадке, также включает в себя развернутую в облаке подсистему управления интеграцией данных.

Упомянутая подсистема управления на месте используется для управления процессом закладки на месте в соответствии с параметрами управления закладкой, предоставляемыми подсистемой управления интеграцией данных, а также используется для передачи данных о промышленных площадках, собранных на месте, в подсистему управления интеграцией данных.

В частности, упомянутая подсистема управления на месте включает в себя ведущую станцию, соединенную со связей упомянутой подсистемой управления интеграцией данных, также включает в себя модуль сканирования пустой области, модуль точного приготовления, модуль контроля трубопровода и модуль контроля интенсивности, которые соединяются с ведущей станцией соответственно.

Упомянутый модуль сканирования пустой области используется для выполнения трехмерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели данных заполненной пустой области, расчета объема закладки и передачи модели данных в подсистему управления интеграцией данных через ведущую станцию.

Упомянутый модуль точного приготовления используется для управления приготовлением закладочной пульпы в соответствии с оптимальными параметрами управления закладкой, предоставляемыми подсистемой управления интеграцией данных.

Упомянутый модуль контроля трубопровода используется для мониторинга состояния трубопровода закладки в процессе приготовления закладочной пульпы и передавать обратную связь данных мониторинга трубопровода в подсистему управления интеграцией данных. Упомянутые данные мониторинга трубопровода включают в себя давление в трубопроводе, температуру в трубопроводе, расход в трубопроводе и концентрации пульпу в трубопроводе.

Упомянутый модуль контроля интенсивности используется для контроля интенсивности закладки в режиме реального времени во время процесса закладки и передачи данных интенсивности в подсистему управления интеграцией данных. Упомянутый модуль контроля интенсивности отслеживает интенсивность закладки в режиме реального времени с помощью датчиков вибрации, датчиков деформации и датчиков температуры, встроенных в области закладки.

Упомянутая подсистема управления интеграцией данных используется для расчета оптимальных параметров управления закладкой на основе экспериментальных данных и промышленных данных на месте и передачи их в подсистему управления на месте, а также используется для обеспечения функции мониторинга в реальном времени на основе данных о промышленных площадках.

В частности, упомянутая подсистема управления интеграцией данных включает в себя модуль управления данными, модуль выбора оптимальных параметров, модуль трехмерной визуализации, модуль запроса мобильного терминала и модуль управления проектами.

Упомянутый модуль управления данными используется для управления экспериментальными данными и загруженными промышленными данными на месте; упомянутые экспериментальные данные включают в себя данные о физических и химических свойствах хвостов и песков, и материалов закладки, данные эксперимента по падению давления в кольцевой трубе, данные эксперимента по осаждению флокуляции и данные эксперимента по интенсивности на коэффициент закладки.

Упомянутый модуль выбора оптимальных параметров используется для сопоставления оптимальных экспериментальных данных по объему объема сканирования в пустой области и для расчета оптимальных параметров управления закладкой по оптимальным экспериментальным данным. Представленные оптимальные параметры управления закладкой включают в себя коэффициент, концентрацию и объем закладки.

Упомянутая подсистема управления интеграцией данных также включает в себя то, что упомянутый модуль трехмерной визуализации используется для построения трехмерной модели в соответствии с промышленными данными на месте, также изменение трехмерной модели в соответствии с данными на месте, отслеживаемыми в режиме реального времени, и на основе трехмерной модели для отображения собранных данных на месте (в том числе состояния работы оборудования на месте закладки, концентрации закладки, скорости потока, соотношения, давления, объема закладки и т.д.) для реализации сопутствующей функции мониторинга на основе цифр.

Упомянутая подсистема управления интеграцией данных дополнительно включает в себя модуль запроса мобильного терминала, который используется для обеспечения функции запроса данных в режиме реального времени для приложения мобильного терминала мониторинга. Упомянутый модуль управления проектом управляет проектными данными, связанными с закладкой, что включает в себя параметры процесса системы закладки, схему расположения трубопровода и другие данные.

Персоналы также могут управлять и контролировать оборудование на месте на инженерной станции или загружать экспериментальные данные.

Процесс управления закладкой заключается в следующем:

Этап 1. Упомянутый модуль сканирования пустой области использует 3D-лазерный сканер, установленный на беспилотном самолете для моделирования 3D-лазерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели заполненной пустой области, расчета объема закладки, загрузки модели данных в подсистему управления интеграцией данных через ведущую станцию и завершения нумерацию заполненной области.

Этап 2. Подсистема управления интеграцией данных сопоставляет экспериментальные данные в соответствии с моделью данных заполненной пустой области для получения плана закладки, а затем отправляет оптимальные параметры управления закладкой, включенной в план закладки в модуль точного приготовления.

Этап 3. Модуль точного приготовления приготовляет закладочную пульпу в соответствии с оптимальными параметрами управления закладкой.

Этап 4. Модуль контроля трубопровода отслеживает состояние трубопровода закладки и возвращает данные мониторинга трубопровода в подсистему управления интеграцией данных; подсистема управления интеграцией данных регулирует параметры управления закладкой в соответствии с данными мониторинга трубопровода, новые параметры управления закладкой передаются в модуль точного приготовления для оптимизированного управления процессом приготовления в замкнутой системе.

Этап 5. Использовать закладочную пульпу для закладки, и в то же время модуль контроля интенсивности отслеживает интенсивность закладки и возвращает данные об интенсивности в подсистему управления интеграцией данных.

Данная система также включает в себя подсистему аварийной безопасности, упомянутая подсистема аварийной безопасности используется для создания базы данных по трем аспектам со стороны безопасности, защиты окружающей среды и аварийных ситуаций, чтобы обеспечивает помощь в быстром реагировании на аварийные ситуации, связанные с безопасностью окружающей среды.

Данное изобретение поддерживается интернетом вещей и базовой системой автоматизации и объединяет современные технологии связи компьютерных сетей, современные технологии теории управления, технологии искусственного интеллекта и современные технологии управления предприятием для создания многоуровневой распределенной сетевой интеллектуальной системы закладки, что имеет функции информационного взаимодействия, восприятия сложных рабочих условий, интеллектуального динамического принятия решений и т.д., реализует интеллектуальное управление и анализ управления интеграцией данных всего процесса закладки, обеспечивает безопасность, точность, интеллектуализацию и эффективность закладки, в конце концов реализует новое поколение интеллектуальной системы закладки с функциями самооптимизации и управления принятия решений системы.

Изобретение относится к области управления процессом закладки рудника. Техническим результатом заявленного решения является безопасность и точность закладки рудника. Технический результат достигается тем, что в заявленной системе предусмотрены подсистема управления на месте, развернутая на промышленной площадке, подсистема управления интеграцией данных, развернутая в облаке; причем обеспечена возможность использования подсистемы управления на месте для управления процессом закладки на месте в соответствии с параметрами управления закладочной пульпой, при этом подсистема управления на месте включает в себя модуль сканирования пустой области для выполнения трехмерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели данных заполнения выработанного пространства рудника, модуль точного приготовления для приготовления и управления закладочной пульпой, модуль контроля трубопровода для мониторинга состояния трубопровода для закладки пульпы в процессе приготовления закладочной пульпы; модуль контроля интенсивности для контроля интенсивности закладки в режиме реального времени; при этом подсистема управления интеграцией данных включает в себя модуль управления данными и модуль выбора оптимальных параметров. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой, включающая в себя подсистему управления на месте, развернутую на промышленной площадке, отличающаяся тем, что также включает в себя подсистему управления интеграцией данных, развернутую в облаке; причем обеспечена возможность использования упомянутой подсистемы управления на месте для управления процессом закладки на месте в соответствии с параметрами управления закладочной пульпой, предоставляемыми подсистемой управления интеграцией данных, а также ее использования для передачи данных о промышленных площадках, собранных на месте, в подсистему управления интеграцией данных; при этом упомянутая подсистема управления на месте включает в себя ведущую станцию, соединенную со связью упомянутой подсистемы управления интеграцией данных, также включает в себя модуль сканирования пустой области, модуль точного приготовления, модуль контроля трубопровода и модуль контроля интенсивности, которые подключают к ведущей станции соответственно; причем обеспечена возможность использования упомянутого модуля сканирования пустой области для выполнения трехмерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели данных заполнения выработанного пространства рудника, расчета объема закладки и передачи модели данных в подсистему управления интеграцией данных через ведущую станцию; при этом обеспечена возможность использования упомянутого модуля точного приготовления для приготовления и управления закладочной пульпы в соответствии с оптимальными параметрами управления закладочной пульпой, предоставляемыми подсистемой управления интеграцией данных; причем обеспечена возможность использования упомянутого модуля контроля трубопровода для мониторинга состояния трубопровода для закладки пульпы в процессе приготовления закладочной пульпы и выдачи обратной связи данных мониторинга трубопровода в подсистему управления интеграцией данных;

при этом обеспечена возможность использования упомянутого модуля контроля интенсивности для контроля интенсивности закладки в режиме реального времени в процессе закладки и передачи данных интенсивности в подсистему управления интеграцией данных,

причем обеспечена возможность использования подсистемы управления интеграцией данных для расчета оптимальных параметров управления закладочной пульпой на основе экспериментальных данных и данных о промышленных площадках и передачи их в подсистему управления на месте, а также ее использования для обеспечения функции мониторинга в реальном времени на основе данных о промышленных площадках;

при этом упомянутая подсистема управления интеграцией данных включает в себя модуль управления данными и модуль выбора оптимальных параметров;

причем обеспечена возможность использования модуля управления данными для управления экспериментальными данными и загруженными данными о промышленных площадках; упомянутые экспериментальные данные включают в себя данные о физических и химических свойствах хвостовых песков и материалов для закладки, данные эксперимента по падению давления в кольцевой трубе, данные эксперимента по осаждению флокуляции и данные эксперимента по интенсивности на коэффициент закладки;

при этом обеспечена возможность использования упомянутого модуля выбора оптимальных параметров для сопоставления оптимальных экспериментальных данных по объему объекта сканирования пустой области и для расчета оптимальных параметров управления закладочной пульпой по оптимальным экспериментальным данным.

2. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.1, отличающаяся тем, что процесс управления закладочной пульпой осуществляют следующим образом:

Этап 1: упомянутый модуль сканирования пустой области использует 3D-лазерный сканер для моделирования 3D-лазерного сканирования заполненной пустой области в скважине, создания модели данных заполнения выработанного пространства рудника, расчета объема закладки, загрузки модели данных в подсистему управления интеграцией данных через ведущую станцию и завершения нумерацию заполненной области;

Этап 2: подсистема управления интеграцией данных сопоставляет экспериментальные данные в соответствии с моделью данных заполненной пустой области, для получения плана закладки, а затем отправляет оптимальные параметры управления закладочной пульпой, включенной в план закладки в модуль точного приготовления;

Этап 3: модуль точного приготовления изготавливает закладочную пульпу в соответствии с оптимальными параметрами управления закладочной пульпой;

Этап 4: модуль контроля трубопровода отслеживает состояние закладочного трубопровода и возвращает данные мониторинга трубопровода в подсистему управления интеграцией данных; подсистема управления интеграцией данных регулирует параметры управления закладочной пульпой в соответствии с данными мониторинга трубопровода, новые параметры управления закладочной пульпой передают в модуль точного приготовления для оптимизированного управления процессом приготовления в замкнутой системе;

Этап 5: использование закладочной пульпы для закладки, и в то же время модуль контроля интенсивности отслеживает интенсивность закладки и возвращает данные об интенсивности в подсистему управления интеграцией данных.

3. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.2, отличающаяся тем, что на этапе 1 используют беспилотный летательный аппарат для перевозки 3D-лазерного сканера для сканирования заполненной области в скважине.

4. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.1, отличающаяся тем, что оптимальные параметры управления закладочной пульпой, предоставляемой подсистемой управления интеграцией данных, включают коэффициент, концентрацию и объем закладки.

5. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые данные мониторинга трубопровода включают в себя давление в трубопроводе, температуру в трубопроводе, расход в трубопроводе и концентрацию пульпы в трубопроводе.

6. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый модуль контроля интенсивности выполнен с возможностью отслеживания интенсивности закладки в режиме реального времени с помощью датчиков вибрации, датчиков деформации и датчиков температуры, встроенных в области закладки.

7. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая подсистема управления интеграцией данных также включает в себя модуль трехмерной визуализации, который используют для построения трехмерной модели по данным на месте и изменения трехмерной модели по данным на месте, контролируемым в режиме реального времени и отображения собранных данных на месте на основе 3D-модели для реализации сопутствующей функции мониторинга на основе цифр.

8. Интеллектуальная система управления закладочной пульпой на основе объединения больших данных с облачной платформой по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая подсистема управления интеграцией данных также включает в себя модуль запроса мобильного терминала, который используют для обеспечения функции запроса данных в режиме реального времени для приложения мобильного терминала мониторинга.