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从勘察规划到报告输出——山西煤矿智能盘煤的全流程革新

在山西某煤矿的封闭式煤仓内,一场关于智能盘煤的革新实践正在悄然进行。面对国家矿山安全监察局对煤仓装载量精准管控的严格要求,以及传统全站仪测量在效率、安全与精度上的多重困境,以华测导航如是RS10为代表的新一代测量技术,正通过一次真实、完整的作业流程,为盘煤作业提供了一套全新的解决方案。让我们跟随一次真实的盘煤任务,从现场勘察到报告输出,逐步揭示智能盘煤如何将一项高风险、低效率的体力劳动,转变为安全、精准、高效的数字化作业。

第一步:周密勘察与智能规划——奠定安全高效之基

任何一次成功的智能盘煤作业,都始于详尽的前期勘察与科学的路线规划。在山西的案例中,作业团队首先对面积约15000平方米的煤仓进行了全面踏勘。勘察的重点不仅在于了解煤堆的宏观尺寸——其顶面最高离地15米,最低10米,形态崎岖且与墙壁粘连——更在于评估作业环境的安全性。团队需要识别湿滑区域、潜在的塌方风险点,并规划出一条既能完整覆盖煤堆表面,又能最大限度保障人员安全的行进路线。正是这种将安全置于首位的精细化规划,使得后续的“单人行走”式扫描成为可能,彻底告别了传统作业中需要多人攀爬的危险场景。

如是RS10测量系统接对中杆模式

第二步:外业扫描——从“攀爬打点”到“行走建模”的范式革命

传统盘煤的核心动作是“设站、瞄准、记录”,作业人员需要背负沉重的全站仪攀爬至高耸且不稳定的煤堆上进行逐点测量,不仅效率低下,更将人员置于坠落与塌方的巨大风险之中。而本次实践采用的如是RS10系统,则实现了向“连续面扫描”的范式革命。

作业人员只需手持设备,或将其搭载于对中杆上,按照预先规划的路线平稳行走。设备的核心在于其深度融合的激光SLAM(即时定位与建图)与高精度RTK技术。在进入煤仓前,设备于室外通过CORS获取绝对坐标;进入无卫星信号的仓内后,先进的SLAM算法开始持续工作,实时构建周围环境的三维地图,并通过激光雷达每秒采集数万个特征点,形成高密度的三维点云。整个外业扫描过程仅耗时约30分钟,人员从传统的6人小组锐减至1人,在高效完成约15000平方米区域数据采集的同时,彻底消除了攀爬作业的人身安全风险。

如是RS10测量系统扫描点云原始成果

第三步:内业处理——自动化流水线锻造精准数据

高效的外业采集只是完成了智能盘煤的上半场,更为关键的下半场在于内业数据的智能化处理。采集的原始点云数据被导入华测自研的CoPre软件,进入一条高度自动化的处理流水线。

首先,通过“一键精化”功能,软件自动完成点云去噪与坐标精化,剔除因粉尘等环境因素产生的干扰点。随后,利用智能裁切工具,快速分离出煤堆主体点云,并去除无用的顶部结构数据。接着,基于德洛内三角网(Delaunay Triangulation)等三维建模算法,系统将离散的点云转换为连续、精确的煤堆表面三维模型。这一步骤是保证体积计算精度的核心,因为传统的“打点拟合”方式正是由于无法用有限的特征点还原不规则煤堆的真实形态,而导致体积误差常超过10%。

最后,在CoProcess软件中,系统基于三维模型,采用积分法或切片法自动计算煤堆体积,并结合输入的煤堆密度参数,快速换算出库存重量,生成包含三维模型、体积、重量等信息的标准化盘煤报告。整个内业流程仅耗时约35分钟,与长达数日的传统内业绘图与计算相比,效率实现了指数级提升。

煤堆点云成果

第四步:成果交付与价值延伸——从测量报告到管理基石

本次智能盘煤实践的最终成果,不仅仅是一份显示“方量xx吨”的盘煤报表。其更深层的价值在于生成了一份可永久保存、可深度挖掘的数字资产——高精度的煤堆三维实景模型。

这份模型使得库存管理从抽象的数字变为可视的空间,管理人员可以直观查看煤堆的分布、形态以及与周边设施的关系。更重要的是,它为煤矿的精细化管理与智能化决策提供了可靠的数据基石。例如,模型可以用于指导最优取料路径规划,实现智能掺配;可以与温度传感器数据结合,用于煤堆自燃风险的早期预警与分析;历次扫描的模型还可以进行差异对比,精准分析煤炭消耗量,为采购与生产计划提供动态支持。

站在矿山智能化转型的临界点,智能盘煤技术正与5G、数字孪生、工业互联网等前沿技术加速融合。我们可以预见,未来的煤仓将不再需要人工盘煤——无人机自主巡检、传感器实时反馈、AI模型自动分析,形成‘无人测量-智能决策-精准执行’的闭环体系。而这一切的起点,正是今天这场从‘攀爬打点’到‘行走建模’的范式革命。当技术突破的火花点燃行业变革的引擎,我们看到的,是一个更安全、更高效、更可持续的煤炭产业新未来。

责编:周正玮
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