AI大模型幫助煤炭行業(yè)智能升級

“盤古”下井 礦山“翻新”

“攪拌時間不足：24.96秒。”2月20日上午10點(diǎn)，山東能源興隆莊煤礦調(diào)度信息中心，AI應(yīng)用平臺上跳出一條頂板支護(hù)作業(yè)監(jiān)測場景報警信息。

“錨固劑人工攪拌的標(biāo)準(zhǔn)時間為25秒整，哪怕只少0.04秒，也逃不過盤古礦山大模型的‘火眼金睛’。”興隆莊煤礦綜掘二區(qū)副區(qū)長雒玉飛感慨。他通過推送的監(jiān)控視頻進(jìn)行復(fù)審，確認(rèn)并非誤報后，電話聯(lián)系作業(yè)人員。用上盤古礦山大模型，興隆莊煤礦告別了對關(guān)鍵環(huán)節(jié)“人盯人”的傳統(tǒng)監(jiān)管模式，實(shí)現(xiàn)了“全天候無死角智能盯防”。

有效規(guī)范作業(yè)行為

“當(dāng)——”在興隆莊煤礦剛剛完成掘進(jìn)作業(yè)的巷道中，工人用1.8米長的長柄工具敲擊著剛剛完成掘進(jìn)作業(yè)的工作面頂幫，通過敲擊聲來判斷是否有煤巖層離層或松動等問題，以保證掘進(jìn)作業(yè)的安全。

掘進(jìn)作業(yè)一向是煤礦施工的“高風(fēng)險區(qū)”。地下煤質(zhì)松軟，易發(fā)生巷井坍塌等狀況，且工序復(fù)雜繁瑣，工人稍有懈怠，就可能忘記敲幫問頂，或是出現(xiàn)錨固劑用料不足、攪拌時間不夠等問題。“這些‘隱蔽工程’施工過程中的疏漏在施工完畢后很難被發(fā)現(xiàn)，是煤礦一直急于解決而始終未能有效解決的難題。”雒玉飛說。

山東能源集團(tuán)、云鼎科技、華為公司聯(lián)手開發(fā)的盤古礦山大模型，解決了這一難題。大模型的優(yōu)勢在于能與礦山業(yè)務(wù)應(yīng)用深度融合，通過小樣本快速訓(xùn)練出需要的場景化模型。“我們還配合了一套可視化、低碼化的AI開發(fā)工具鏈，讓沒有AI開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的IT人員也可以快速上手開發(fā)算法。”華為礦山軍團(tuán)人工智能總架構(gòu)師李吉宗介紹。

基于大模型，2023年1月，山東能源集團(tuán)與華為礦山軍團(tuán)建起人工智能訓(xùn)練中心，云鼎科技承接了人工智能訓(xùn)練中心場景落地任務(wù)。興隆莊煤礦、李樓煤業(yè)、鑫泰能源、濟(jì)寧二號煤礦成為第一批試點(diǎn)煤礦。7月，盤古礦山大模型正式上線，成為煤礦行業(yè)首個人工智能大模型，將“黑科技”深入井下。

“我們在井下安裝了600多個高精度智能攝像頭，通過視覺識別+AI技術(shù)，實(shí)時對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，強(qiáng)化作業(yè)區(qū)域?qū)崟r監(jiān)控和分析，有效規(guī)范作業(yè)行為，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)管理由勞動密集型向技術(shù)創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變。”興隆莊煤礦副總工程師范守俊介紹，現(xiàn)在，支護(hù)作業(yè)添加錨固劑時，工人只需將左右兩手的錨固劑舉起對著攝像頭示意，就可開始錄制視頻，并可識別錨固劑用量是否充足，精準(zhǔn)計算攪拌時間。

尾繩運(yùn)行異常監(jiān)測是困擾李樓煤業(yè)的痛點(diǎn)。李樓煤業(yè)機(jī)電工區(qū)負(fù)責(zé)人劉春光介紹，過去巡檢時，需要兩個安全員分別站在立井兩側(cè)，用肉眼檢查尾繩有無異常。大模型應(yīng)用后，5天一次的巡檢變?yōu)?4小時實(shí)時“全天候”智能巡檢。

定期對大模型迭代訓(xùn)練

2月19日下午，李樓煤業(yè)近千米的深井下，工人們正在進(jìn)行防沖卸壓作業(yè)場景的模型訓(xùn)練。

“地殼壓力可能會導(dǎo)致礦洞的巖層隨時被破壞，形成沖擊地壓，需要對巖層進(jìn)行鉆孔作業(yè)釋放壓力，鉆孔深度不足，就會增加產(chǎn)生沖擊地壓的風(fēng)險。工人鉆孔打桿時，鉆機(jī)上的攝像頭全程錄制，每根鉆桿的長度是1米，大模型根據(jù)鉆桿推進(jìn)和退出的根數(shù)判斷工人鉆孔的實(shí)際深度。”李樓煤業(yè)防沖科負(fù)責(zé)人王維斌介紹，這次模型訓(xùn)練特意將推理深度25米的鉆孔鉆到24米。

24米鉆孔退桿完成，工人結(jié)束視頻錄制，AI應(yīng)用平臺即時收到報警信息。李樓煤業(yè)沖擊地壓監(jiān)控中心的工作人員宋魯明進(jìn)行視頻驗(yàn)證和電話溝通后，提交初審意見：“識別結(jié)果：非誤報，意見詳情：測試數(shù)據(jù)。”

自大模型防沖卸壓施工孔深監(jiān)管場景應(yīng)用后，針對誤報而“定制”的大模型訓(xùn)練時常上演。

由于井下環(huán)境昏暗、空間狹小、物料繁多，起初大模型誤報率較高。技術(shù)人員對誤報視頻對比分析后，對攝像頭的位置進(jìn)行調(diào)換，調(diào)整系統(tǒng)閾值和參數(shù)，并通過場景模擬錄制視頻作為訓(xùn)練樣本。“在日常運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)誤報或未知異常等樣本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將經(jīng)過標(biāo)注處理后，推送回AI訓(xùn)練中心，定期對模型迭代訓(xùn)練，并重新下發(fā)，實(shí)現(xiàn)邊用邊學(xué)、越用越好。”云鼎科技AI開發(fā)工程師楊曉博說。

在30多家煤礦推廣應(yīng)用

“我們的重介質(zhì)選煤新場景什么時候能應(yīng)用？都在盼著呢。”在興隆莊煤礦采訪時，選煤中心工作人員趙立會見到云鼎科技的工程師，追上來迫切地問。

重介質(zhì)選煤是用密度大于水，并介于煤和矸石之間的重介懸浮液作介質(zhì)實(shí)現(xiàn)分選的一種重力選煤方法。小于懸浮液密度的煤上浮，大于懸浮液密度的矸石下沉，以此實(shí)現(xiàn)煤炭和其他礦物質(zhì)的有效分離。由于原煤的成分有差別，工人需要根據(jù)檢測結(jié)果不斷調(diào)整重介懸浮液的密度。

“大模型應(yīng)用后，通過對入選煤質(zhì)、工藝參數(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建重介智能密控模型，利用重介智能密控模型的預(yù)測能力，實(shí)時分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化得出最優(yōu)的重介分選密度，減少了人工干預(yù)，提高了生產(chǎn)效率，精煤產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定可控。”楊曉博介紹，重介質(zhì)選煤場景已在濟(jì)寧二號煤礦試點(diǎn)。

目前，盤古礦山大模型已在山東能源集團(tuán)30多家煤礦進(jìn)行推廣應(yīng)用，涵蓋采煤、掘進(jìn)、主運(yùn)等9個專業(yè)，孵化49個細(xì)分場景。

在由山東省科協(xié)與大眾報業(yè)集團(tuán)聯(lián)合主辦的第五期“海右論道”智庫沙龍中，專家們探討人工智能大模型如何賦能千行百業(yè)。專家們認(rèn)為，人工智能大模型技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，為改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、布局建設(shè)未來產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)大動力，大模型也被視為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)智能化、加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力的新引擎。

山東省工信廳數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)處副處長王俊人介紹，山東將把打造人工智能“大模型”，作為開拓產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型新路徑，加快培育壯大一批數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)算法領(lǐng)域的重點(diǎn)數(shù)廠、數(shù)商，推動制造、能源等細(xì)分行業(yè)試點(diǎn)應(yīng)用，加快形成從基礎(chǔ)支撐、核心技術(shù)到行業(yè)應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系。