协会首页|展厅首页|高等院校发明成果展区|创新工匠成果展区|青少年发明创新|综合展区
项目名称 技术分类 单位信息 第一发明人 专利情况 项目简介 发明创新点 产业化及市场应用

项目名称:新一代磨矿人工智能控制系统研究

  • 鞍钢集团矿业有限公司
  • 鞍山市铁东区东解放路132号
  • 114001
  • 许国光
  • 15641226096

第一发明人

姓名 许国光 电话 电子邮件 Yudailin2000@sina.com
区号 邮编 通信地址 鞍山市铁东区东解放路132号

其他发明人

丛峰武 徐连生 杨易威 于代林 宋忠熙 谢 凯 李熙然 吕国品 韦 明

专利情况

专利类型 专利状态
申请号 授权日期 授权专利号
2011 1 0062415.8 ZL 2011 1 0062415.8
参展目的

项目简介

本发明通过基于图像深度学习的智能给矿,根据人工给定不同磨矿给矿量所对应的图像数据,用深度学习较深层数的卷积神经网络(DenseNet)模型和迁移学习(transfer learning)的方法,实现智能给矿;基于深度学习的磨矿粒度预测方法,采用随机森林 (Random Forest)模型,对一次和二次磨矿粒度进行实时预测,实现在线每分钟测量磨矿粒度;基于强化学习的粒度控制,采用DQN( Deep Q-Learning)算法,使磨矿粒度控制在-200目达到60%以上目标作为奖励值,实现磨矿粒度的智能控制,为人工智能磨矿技术开拓了应用先例,解决了长期困扰磨矿性质影响精矿质量的重要问题,为提高磨矿粒度和选矿精矿质量提高了技术保证。 通过对大孤山球团厂磁选作业区磨矿智能系统测试结果表明,在稳定磨矿产品粒度的前提下台时平均可以提高2吨/小时以上。磁选作业区年可增加处理能力9.5万吨、增产铁精矿3.14万吨、经济效益超千万元。

发明创新点

1.基于图像深度学习(采用深层数的卷积神经网络DenseNet模型和迁移学习transfer learning方法)的智能给矿。 一种基于图像技术的矿石给矿在线预测方法,其特征在于稳定磨矿分级作业溢流产品粒度的前提下,根据采集磨机给矿胶带机上不同磨机台时给矿量(t/h)所对应的图像,通过图像特征提取,用深度学习DenseNet模型和迁移学习(transfer learning)的方法,实现对矿石图像可磨性的在线有效识别,进而实现对磨机给矿量的实时智能控制调节。通过图像识别技术判断矿石性质变化,预先识别磨机给矿性质,并及时调整给矿量的方法,实时预先调整给矿量,保证磨矿效率高效,与人工调节相比,磨机年台时处理量平均可以提高2吨/小时以上。 矿石可磨度由破矿粒度和矿石硬度等因素所组成。矿石破碎粒度通过灰度图像分水岭分割方法,实现矿石粒度按12毫米粒级进行自动计算和分析。矿石可选性根据成品精矿质量指标作为控制参考,进行矿石性质分析。破矿粒度分析和智能给矿量二种分析结果都是按每分钟计算进行输出,保证了在线实时矿石性质分析,达到按矿石可磨性和可选性进行智能调整给矿量的目的。 2.基于深度学习,采用随机森林 (Random Forest)模型,用于磨矿在线粒度预测。 利用磨矿历史大数据,提取给矿量、给水量、泵池液位、旋流器压力、旋给浓度和溢流粒度等大量检测有效数据,采用随机森林 (Random Forest)模型,对一次和二次磨矿粒度进行实时预测,实现在线每分钟软测量粒度技术指标。由于采用了集成算法,本所以准确性高;由于两个随机性的引入,使得随机森林具有一定的抗噪声能力,对比其他算法具有一定优势。随机森林训练速度快,特别适用于类似磨矿粒度的大规模数据集上。 3.基于深度强化学习智能磨矿粒度控制。 该模型以系统预测的给矿量为输入,通过对历史数据的学习,输出一组控制数据,包括:旋流器给矿压力、泵池液位和泵池补加水等,基于这组控制数据,通过稳定旋流器给矿压力,调节旋给矿浆浓度,这样可以显著的提高控制效率(使过去的2小时左右的控制周期,提高为5-20分钟的控制周期)。由于控制频率的提高,使我们取得了智能控制的主动权。

产业化及市场应用效益情况

本系统2019年在大球厂磁选作业区进行试运行和正式投运,各项性能指标达到项目设计要求,磨机台时得到有效提升,经济效益显著。目前,系统已经稳定运行3年,通过不断改进,已经具备产业化推广。通过对大孤山球团厂磁选作业区磨矿粒度进行预测和在四系统进行控制测试结果表明,在稳定磨矿产品粒度的前提下台时平均可以提高2吨/小时以上。预计磁选作业区全部推广后年可增加处理能力9.5万吨、增产铁精矿3.14万吨、增加效益1060万元。即年创效益=92.55%×台时提高值(干量)×24×365×作业率/选矿比×(精矿售价-精矿成本)=92.55%×(134-132)吨/小时×6×24小时×365×97.87%/3.035×(830-492)元/吨=95216吨/3.035×338元/吨=31373吨×338元/吨=1060万元。 矿业公司和国内外同类磨矿系统设备很多,具有广泛的推广前景,社会效益巨大。

关于我们|联系我们|入会申请

版权所有:中国发明协会 京ICP备13024222号-1 京公网安备110102006451
地址:北京市海淀区复兴路甲15号专家公寓6层 邮编:100036