Описание проекта
ПАК Гравикс предназначен для анализа гранулометрического состава горных пород с применением 3D-стереовидения и ИИ. Применяется в горнодобывающей отрасли на открытых карьерах при проведении буровзрывных работ (БВР). Позволяет проводить стереосъемку поверхности развала горной массы и выдавать статистику грансостава и процент негабарита всего развала на основе предиктивной аналитики. Позволяет повысить эффективность БВР, снизить производственные затраты, оптимизировать количество взрывчатых веществ.
ПАК Гравикс предназначен для автоматизированного анализа фракционного состава масс горных пород и минимизации стоимости буровзрывных работ (БВР) в горнодобывающей отрасли за счет оперативного анализа на местности взорванных горных пород без ущерба для процесса сегментации, а также для повышения эффективности процессов дробления и предотвращения простоев дробильного оборудования из-за возможного попадания негабаритных фрагментов горной массы. Применение ПАК Гравикс позволяет повысить уровень безопасности производственных процессов на карьерах, т.к. замеры и операции по гранулометрии могут осуществляться вне зоны забоя, откосов уступов или бортов карьера. Технология позволяет значительно ускорить процесс анализа гранулометрического состава с возможностью расчета и отображения аналитических расчетов, фиксации всех измерений в реальном времени, позволяя на местности оптимизировать процессы БВР. Облачное ПО Гравикс позволяетанализировать полученные снимки взорванных горных пород для расчета энергоемкости породы и используется при расчетах параметров БВР.
ПАК Гравикс позволяет вести предиктивную аналитику по размеру грансостава горных пород и прогнозированию выхода негабаритных фракций на различных участках карьеров. Это дает огромный экономический эффект за счет снижения количества взрывчатых веществ (ВВ), используемых при БВР, оптимизации использования экскаваторной техники и снижения затрат из-за необходимости проведения повторных БВР ручным способом.
Принцип работы. После проведения БВР на открытом карьере инженер БВР производит съемку взорванных горных пород. Прибор Гравикс держится в руках инженера или устанавливается на штатив. Объективы видеокамер наводятся на взорванные породы с расстояния до 30 метров, производится серия снимков (в среднем до 3-5 на каждый участок). Расчеты гранулометрического анализа фракций производятся мгновенно и на экране отображается статистика по измеренным фракциям горных пород. Данные записываются в энергонезависимую память с геопривязкой к местности по GPS. Посредством LTE модема данные передаются в облачное хранилище. В ПАК Гравикс предварительно загружается паспорт БВР для онлайн автоматических расчётов непосредственно на местности, мгновенно выдаются рекомендации по коррекции параметров БВР. Эта информация позволяет инженерам БВР оперативно вносить изменения в расчеты сетки скважин, глубины установки взрывчатых веществ (ВВ), количества ВВ. По предварительным расчетам со стороны представителей заинтересованных заказчиков экономический эффект от внедрения может составлять до 10% от стоимости БВР. При этом нет необходимости фотографировать все слои развалов горных масс. Достаточно провести серию снимков непосредственно после взрывных работ только поверхности горной массы. Полная оценка грансостава делается уже математическим способом с применением ИИ по обработке накопленной статистики фотографирований горных масс (big data) и предиктивной аналитики.
Основные факторы дающий экономический эффект для предприятия:
- Снижение количества используемых взрывчатых веществ за счет коррекции данных БВР при проведении последующих серий взрывов.
- Предиктивная аналитика размера негабарита крупных фракций позволяющая оптимизировать расходы по экскаваторной технике, транспортировке и ручному повторному взрыванию негабаритных кусков горных пород.
- Снижение износа дробильного оборудования из-за попадания негабаритных фракций.
- Оперативность при проведении гранулометрического анализа. В настоящее время инженерам по БВР приходится тратить много времени, чтобы произвести съемку методом фотометрии, т.е. обычными фотоаппаратами и необходимо обеспечить доставку фотографии в исследовательскую лабораторию для проведения анализа БВР, т.к. на местности такие расчеты произвести невозможно.
- Удобство. Инженерам БВР приходится устанавливать мерные линейки в зоне развалов для измерения дальности и масштаба съемки. Это занимает значительное рабочее время. При применении ПАК Гравикс мерные линейки не требуются, измерение расстояния и размеров фракций производится автоматически за счет стереовидения и ИИ.
- Безопасность. При проведении работ не требуется спускаться в зону БВР, нет опасности обрушения краев уступов.
- Оптимизация процесса экскавации. На основе ранее сделанных измерений и статистики выбираются параметры ковша для уменьшения процента просыпи и для оптимизации времени работы карьерных экскаваторов.
- Уменьшение вероятности поломки зубьев ковша. Крупные куски горных пород значительно сокращают срок эксплуатации зубьев ковша.
Программное обеспечение ПАК Гравикс использует технологию 3D-стереовидения и алгоритмы машинного зрения на базе нейронных сетей, позволяющие снизить ошибки измерений, шумы и повысить качество оценки размеров фракций горных пород при работе с расстояния до 30 метров. Для стеревидения применяются две видеокамеры, образующие стереопару. В приборе Гравикс применяется микропроцессор с четырьмя ядрами и тактовой частотой 2 ГГц, обеспечивающий минимальное время вычислений для оперативного расчета гранулометрического состава, которое составляет не более нескольких секунд. Облачный сервер Гравикс хранит данные гранулометрического состава всех проведенных измерений для расчетов предиктивной аналитики выхода негабаритов.
ПО Гравикс позволяет:
- строить 3D модель поверхности откоса;
- рассчитывать и отображать гранулометрический состав горной массы, т.е. размер и количество отдельных фракций горной породы;
- измерять угол наклона откоса и среднюю дальность до него в реальном времени.
Основные достижения проекта:
- подана заявка на изобретение "Способ определения гранулометрического состава развала горной массы";
- прототип устройства будет готов в августе 2023 г.;
- есть заинтересованные заказчики (Кузбассразрезуголь и др.).
ПАК Гравикс дает значительный экономический эффект для предприятий горнодобывающей отрасли и позволяет экономить взрывчатые вещества и производственные ресурсы на десятки миллионов рублей в год, а также повышает точность расчетов БВР и позволяет снизить объем негабарита фракций. Учитывая общий объем выработки в России в год полезных ископаемых, золота, угля и алмазов экономический эффект может оцениваться более одного миллиарда рублей в год для горнодобывающей отрасли.
