智能化礦山系統是一個(gè)多技術(shù)融合的復雜體系，其功能應用覆蓋了礦山勘探、設計、生產(chǎn)、安全、管理、維護、運輸、環(huán)保等全生命周期。根據中國國家能源局發(fā)布的《智能化示范煤礦驗收管理辦法（試行）》等指導文件以及行業(yè)實(shí)踐，智能化礦山系統通常包含以下主要功能應用分類(lèi)：

一、核心基礎支撐

1、信息基礎設施

高速網(wǎng)絡(luò )傳輸：萬(wàn)兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)、5G/WiFi6/窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）等融合網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現全礦區無(wú)縫覆蓋和數據高速傳輸。

數據中心/云平臺：提供強大的計算、存儲、虛擬化資源，支撐大數據分析、AI模型訓練與應用。

統一數據平臺：構建礦山數據倉庫/數據湖，實(shí)現多源異構數據的集成、治理、共享與服務(wù)（數據中臺）。

精準定位系統：UWB、藍牙AOA、5G定位、北斗/GPS等，實(shí)現人、車(chē)、設備的高精度實(shí)時(shí)定位。

設備物聯(lián)接入：各類(lèi)傳感器、控制器、智能終端的統一接入與管理（物聯(lián)網(wǎng)平臺）。

2、三維地質(zhì)建模與資源管理

三維地質(zhì)建模與動(dòng)態(tài)更新：基于鉆探、物探、測繪數據構建高精度三維地質(zhì)模型，并隨生產(chǎn)勘探動(dòng)態(tài)更新。

透明地質(zhì)環(huán)境構建：利用GIS、BIM、數字孿生等技術(shù)，實(shí)現地質(zhì)構造、水文地質(zhì)等的可視化與透明化。

地質(zhì)異常體智能識別與預警：利用地震、電法等數據及AI算法，識別斷層、陷落柱、含水層等地質(zhì)異常，預測風(fēng)險。

二、石料礦山特色智能化功能應用

1、智能勘探

無(wú)人機/激光雷達快速測繪：高頻次更新采場(chǎng)地形地貌、儲量計算、方量驗收，替代傳統人工測量，效率高、精度好、安全性高。

巖性智能識別與分區：結合地質(zhì)模型、鉆探巖芯圖像、甚至爆破孔巖屑的快速分析（簡(jiǎn)易光譜或AI圖像識別），對采場(chǎng)不同區域巖石硬度、裂隙發(fā)育程度進(jìn)行分區。

2、智能化爆破設計

基于巖性與目標塊度設計：根據分區結果和下游破碎工藝對原料塊度的要求（過(guò)大增加破碎負擔，過(guò)小浪費能量），自動(dòng)優(yōu)化孔網(wǎng)參數（孔距、排距）、孔深、裝藥量、裝藥結構（如底部空氣間隔）、延期時(shí)間。

三維可視化設計：在三維地質(zhì)模型上直觀(guān)設計炮孔布置和裝藥方案。

爆破效果預測與仿真：利用專(zhuān)業(yè)軟件預測爆破后巖塊分布、振動(dòng)影響范圍、飛石距離。

爆破數字化施工管理：爆破設計方案下鉆機導航系統；記錄實(shí)際鉆孔位置、深度、角度；記錄裝藥量、雷管段別，實(shí)現爆破全過(guò)程數字化追溯。

3、穿孔/鑿巖智能化

鉆機智能導航：高精度GNSS/北斗定位引導鉆機按設計孔位自動(dòng)行走定位。

自動(dòng)開(kāi)孔與鉆進(jìn)：根據設計孔深、角度自動(dòng)控制鉆進(jìn)過(guò)程，提高成孔精度和效率。

巖性識別與參數優(yōu)化：實(shí)時(shí)監測鉆機鉆進(jìn)參數（轉速、壓力、速度），結合定位信息，輔助判斷巖性變化，自動(dòng)或提示操作員調整鉆進(jìn)參數，提高效率、保護鉆頭。

遠程監控與診斷：實(shí)時(shí)監控鉆機狀態(tài)、位置、工作參數，進(jìn)行故障預警和遠程診斷。

4、挖掘機/裝載機采裝作業(yè)

輔助滿(mǎn)斗控制：利用傳感器和算法提示操作員達到相應裝載量，減少欠裝或過(guò)裝。

防碰撞預警：與運輸車(chē)輛、人員、障礙物間設置電子圍欄，預警碰撞風(fēng)險。

遠程操控（選配）：在惡劣天氣、危險邊坡附近等工況下，實(shí)現遠程操作。

5、礦卡運輸智能化

礦卡調度系統：核心系統！根據電鏟位置、破碎站料倉倉位、道路狀況、車(chē)輛位置及狀態(tài)（載重、油量），智能調度空車(chē)前往裝載點(diǎn)，重車(chē)前往指定卸料點(diǎn)（破碎站或不同品質(zhì)的堆場(chǎng)），極大優(yōu)化物流效率，減少空駛和等待。

礦卡無(wú)人駕駛（L4級）：在采場(chǎng)、固定道路、破碎站受料口等區域實(shí)現完全無(wú)人駕駛。需要高精度定位（GNSS+激光雷達/毫米波雷達+慣導融合）、環(huán)境感知（識別障礙物、道路邊界）、車(chē)路協(xié)同（V2X）、車(chē)鏟協(xié)同（TMS - 卡車(chē)調度系統集成）。顯著(zhù)解決招工難、降低人力成本、提高安全性（尤其夜間和惡劣環(huán)境）。

車(chē)載稱(chēng)重與物料追蹤：實(shí)時(shí)監測每車(chē)次載重，并與調度系統聯(lián)動(dòng)，追蹤物料來(lái)源（爆堆分區）、去向（哪個(gè)破碎線(xiàn)、哪個(gè)堆場(chǎng)），為質(zhì)量控制和成本核算提供數據。

燃油/能耗管理：監控車(chē)輛油耗/電耗，分析駕駛行為（急加速、急剎車(chē)），優(yōu)化能效。

6、骨料生產(chǎn)加工智能化

全流程集中監控與操作：在中控室集中監控破碎、篩分、制砂、水處理、除塵等所有環(huán)節的設備狀態(tài)、工藝參數（電流、溫度、振動(dòng)、壓力、流量等）、視頻畫(huà)面。

關(guān)鍵設備狀態(tài)監測與預測性維護：對顎破、圓錐破、反擊破、制砂機、篩分機、大型風(fēng)機、水泵等關(guān)鍵旋轉設備安裝振動(dòng)傳感器，實(shí)時(shí)監測頻譜特征，AI算法診斷軸承、齒輪、轉子不平衡等故障，預測維護時(shí)間。監測軸承、電機繞組溫度。按設定周期或根據設備狀態(tài)自動(dòng)加注適量潤滑油。

骨料粒形與級配在線(xiàn)檢測與控制：在關(guān)鍵篩分后（如成品料堆前）安裝高清攝像頭，利用AI圖像識別技術(shù)，實(shí)時(shí)分析骨料的粒徑分布（級配）和粒形（針片狀含量）。對細骨料或機制砂進(jìn)行更精確的在線(xiàn)粒度分析。將在線(xiàn)檢測結果反饋給破碎機（如調整圓錐破排料口、制砂機進(jìn)料量/轉速/瀑落高度）和篩分機（如調整篩網(wǎng)傾角、振動(dòng)頻率），實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量的自動(dòng)穩定控制，減少波動(dòng)，滿(mǎn)足高標準要求（如高鐵、核電）。

機制砂生產(chǎn)智能控制：在線(xiàn)監測成品砂石粉含量（可選：取樣快速檢測儀、激光粒度儀間接推算、或更先進(jìn)的在線(xiàn)檢測技術(shù)），聯(lián)動(dòng)控制選粉機（風(fēng)量、轉速）或水洗設備（補水量）。結合視覺(jué)/激光檢測，調整制砂機參數和篩分工藝。監測砂含水率，必要時(shí)聯(lián)動(dòng)干燥設備。

智能水處理與資源循環(huán)：實(shí)時(shí)監測洗砂廢水濃度。根據水質(zhì)和水量自動(dòng)調節絮凝劑投加量，優(yōu)化沉淀效果，降低藥耗。自動(dòng)控制壓濾周期、進(jìn)料壓力、卸料等。監測清水池、循環(huán)水池、生產(chǎn)用水點(diǎn)、雨水收集池水位/流量，實(shí)現水資源高效循環(huán)利用，力爭“零排放”。

粉塵治理智能聯(lián)動(dòng)：在破碎、篩分、落料點(diǎn)、堆場(chǎng)、廠(chǎng)界等關(guān)鍵位置安裝粉塵濃度傳感器。根據粉塵濃度、設備啟停狀態(tài)、風(fēng)速風(fēng)向等，自動(dòng)啟停和調節噴淋/干霧系統，精準降塵，減少水耗和能耗。監測除塵器壓差、清灰周期自動(dòng)優(yōu)化。

7、成品儲運與發(fā)運智能化

智能倉儲管理：定期使用無(wú)人機激光掃描或固定式掃描儀，精確計算各規格成品料堆存量。實(shí)現堆料和取料的自動(dòng)化作業(yè)。

智能裝車(chē)與發(fā)運：司機自助刷卡（RFID/車(chē)牌識別）過(guò)磅，系統自動(dòng)記錄毛重、皮重、凈重，打印磅單，減少人工干預，提高效率，防止作弊。裝車(chē)系統根據訂單量自動(dòng)控制裝載量，避免超載或少載。與ERP系統對接，實(shí)現電子提貨單管理，追蹤車(chē)輛進(jìn)出廠(chǎng)時(shí)間、裝載貨物信息等。根據車(chē)輛進(jìn)出聯(lián)動(dòng)沖洗。

8、石料礦山特色安全與環(huán)保監控

高邊坡穩定性監測預警：在邊坡關(guān)鍵點(diǎn)安裝，實(shí)時(shí)監測毫米級位移。大范圍連續掃描監測邊坡表面微小形變，預警滑坡風(fēng)險。自動(dòng)識別裂縫擴展、局部坍塌跡象。強降雨時(shí)自動(dòng)提高監測頻率和預警等級。

粉塵與噪聲污染智能監控治理（如前所述）：廠(chǎng)界粉塵/噪聲在線(xiàn)監測聯(lián)網(wǎng)環(huán)保部門(mén)，超標自動(dòng)報警并聯(lián)動(dòng)抑塵措施。

車(chē)輛運行安全監控：車(chē)載攝像頭AI識別疲勞駕駛（打哈欠、閉眼）、分心駕駛（打電話(huà)、抽煙）、未系安全帶等，實(shí)時(shí)報警提醒。尤其對大型礦卡和工程設備。電子圍欄管理。

高風(fēng)險區域人員入侵報警：在破碎站入口、高邊坡下、裝車(chē)區域等設置電子圍欄或視頻AI識別，防止非授權人員進(jìn)入危險區域。

廢水排放監測（如有）：在線(xiàn)監測pH、SS、COD等關(guān)鍵指標。

9、能源與資源智能管理

全廠(chǎng)能源計量與能效分析：在各主要用電設備（破碎機、制砂機、風(fēng)機、水泵、空壓機）、生產(chǎn)線(xiàn)、廠(chǎng)區安裝智能電表/水表，實(shí)時(shí)監測能耗。分析單位產(chǎn)品能耗（噸骨料電耗），識別高能耗環(huán)節，指導節能技改（如變頻改造、高效電機替換）。

避峰就谷生產(chǎn)調度：根據分時(shí)電價(jià)，在電價(jià)低谷期盡量安排高能耗設備（如破碎、制砂）滿(mǎn)負荷生產(chǎn)。

備件與物料智能管理：對易損件（錘頭、板錘、篩網(wǎng)、軸承）、潤滑油、絮凝劑等建立庫存預警、智能采購和領(lǐng)用流程。

10、智能綜合管控平臺

“一張圖”可視化：集成GIS地圖、三維模型、實(shí)時(shí)視頻、設備狀態(tài)、工藝參數、安全環(huán)保數據、車(chē)輛位置、庫存信息等，全局掌控礦山運行。

生產(chǎn)MES系統：涵蓋生產(chǎn)計劃、調度指令下達、生產(chǎn)實(shí)績(jì)（產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗）自動(dòng)采集與統計、設備OEE（綜合效率）分析、生產(chǎn)報表自動(dòng)生成。

設備全生命周期管理：設備臺賬、點(diǎn)檢計劃與執行（移動(dòng)APP）、維修工單管理、備件庫存管理、故障分析與知識庫。

質(zhì)量管理系統：集成在線(xiàn)檢測數據、實(shí)驗室檢驗數據，實(shí)現質(zhì)量追溯（從爆堆到成品）、質(zhì)量分析預警、合格證自動(dòng)生成。

安全環(huán)保管理：風(fēng)險分級管控與隱患排查治理（雙控）流程信息化、安全培訓記錄、環(huán)保監測數據管理、報警事件閉環(huán)管理。

經(jīng)營(yíng)決策支持：成本核算（按產(chǎn)品、產(chǎn)線(xiàn)）、利潤分析、市場(chǎng)預測、KPI儀表盤(pán)。

移動(dòng)APP應用：為管理人員、調度員、維修工、安全員提供移動(dòng)辦公和現場(chǎng)處理能力。

三、優(yōu)勢

1、大幅提升安全水平：減少人工作業(yè)（尤其在爆破、高邊坡、重型設備旁），降低事故風(fēng)險；提升安全監控預警能力。

2、顯著(zhù)降低運營(yíng)成本：優(yōu)化爆破效果降低炸藥單耗和破碎能耗；提高設備利用率（OEE）；降低人工成本（司機、操作員、磅房、巡檢）；優(yōu)化能耗和水耗；減少設備非計劃停機損失；降低質(zhì)量損失。

3、穩定并提升產(chǎn)品質(zhì)量：在線(xiàn)質(zhì)量監控與閉環(huán)控制，確保骨料級配、粒形、含粉量等關(guān)鍵指標穩定達標，滿(mǎn)足高端市場(chǎng)需求，提升售價(jià)。

4、滿(mǎn)足嚴苛環(huán)保要求：實(shí)現粉塵、噪聲、廢水實(shí)時(shí)監控與精準治理，避免罰款和停產(chǎn)風(fēng)險，提升企業(yè)社會(huì )形象。

5、提高資源利用率：精準配礦減少廢料；水資源循環(huán)利用；石粉、泥餅等固廢資源化利用（如制磚）。

6、解決招工難問(wèn)題：自動(dòng)化、無(wú)人化替代艱苦、危險崗位。

7、增強管理透明度和決策效率：數據驅動(dòng)管理，實(shí)時(shí)掌握運營(yíng)狀況。

四、實(shí)施建議

1、頂層規劃，分步實(shí)施：結合礦山現狀（規模、工藝、設備、預算）和發(fā)展規劃，制定清晰的智能化建設藍圖，優(yōu)先實(shí)施需求突出、投資回報率高的項目（如智能調度、能源管理、關(guān)鍵設備狀態(tài)監測、粉塵監控治理）。

2、夯實(shí)基礎：確保網(wǎng)絡(luò )覆蓋、數據平臺等基礎設施先行。

3、注重設備互聯(lián)互通：新購設備優(yōu)先選擇開(kāi)放數據接口的智能設備，舊設備考慮加裝智能傳感器和網(wǎng)關(guān)。

4、業(yè)務(wù)流程再造：智能化不僅是技術(shù)升級，更是管理變革，需要優(yōu)化甚至重構現有業(yè)務(wù)流程以適應智能化系統。

5、人才培養與組織變革：加強員工培訓，建立適應智能化生產(chǎn)的組織架構和運維團隊。

6、選擇可靠合作伙伴：選擇在砂石骨料行業(yè)有豐富經(jīng)驗和成功案例的智能化解決方案提供商。

石料礦山的智能化是行業(yè)轉型升級的必然趨勢，通過(guò)聚焦核心工藝（爆破、破碎篩分、機制砂）、核心需求（安全、環(huán)保、成本、質(zhì)量）和核心場(chǎng)景（無(wú)人運輸、在線(xiàn)質(zhì)檢、智能抑塵），能夠顯著(zhù)提升企業(yè)的核心競爭力。

延伸閱讀

• 智慧礦山概念
• 骨料生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)控制系統的作用與優(yōu)勢
• 砂場(chǎng)管理系統軟件的類(lèi)型與模塊
• 礦山自動(dòng)化設備是什么？用途是什么？
• 智能化礦山建設方案
• 建設智能化礦山必須具備什么條件？有什么主要特征？
• 礦山綜合自動(dòng)化系統特點(diǎn)
• 智能礦山系統平臺建設，礦山綜合管控平臺
• 砂場(chǎng)管理系統軟件的類(lèi)型與模塊
• 智慧礦山概念
• 礦山智能系統有哪些？
• 智能礦山建設指導意見(jiàn)
• 智慧礦山綜合管控平臺
• 智慧礦山系統平臺實(shí)現功能
• 礦山九大系統是什么？有哪些功能？
• 5G技術(shù)在智慧礦山中的應用
• 智慧礦山建設的工作內容
• 智能礦山運維管理辦法
• 骨料生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)控制系統的作用與優(yōu)勢
• 礦山智能化管理系統解決方案