礦山智慧化監管的環(huán)節與措施
對礦山進(jìn)行智慧化監管,是提升礦山安全、環(huán)保、效率和合規性的必然趨勢。這需要綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能、云計算、5G、空間信息技術(shù)等現代科技手段,構建“全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、智能分析、協(xié)同管控”的監管體系。以下是對礦山進(jìn)行智慧化監管的關(guān)鍵環(huán)節和具體措施:
一、構建全面感知網(wǎng)絡(luò )
1、粉塵監測:在礦區出入口、破碎篩分點(diǎn)、裝卸區、運輸道路沿線(xiàn)、礦區邊界等關(guān)鍵位置部署顆粒物(PM2.5,PM10)傳感器,實(shí)時(shí)監測粉塵濃度。
2、噪聲監測:在敏感區域(如廠(chǎng)界、附近居民點(diǎn))部署噪聲傳感器。
3、水質(zhì)監測:在礦區排水口、沉淀池、下游水體設置水質(zhì)傳感器(監測pH、濁度、重金屬等)。
4、氣象監測:部署氣象站(風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、降雨量),為粉塵擴散模型和災害預警提供數據。
5、邊坡穩定性監測:在采場(chǎng)邊坡關(guān)鍵位置部署GNSS位移監測站、裂縫計、傾角傳感器、雷達干涉儀等,實(shí)時(shí)監測邊坡位移、沉降、裂縫變化。
6、爆破振動(dòng)監測:在采場(chǎng)及周邊敏感區域部署振動(dòng)傳感器,監控爆破振動(dòng)強度是否超標。
7、人員定位與安全:為作業(yè)人員配備智能安全帽或定位卡(UWB,RFID,藍牙AoA),實(shí)時(shí)掌握人員位置、活動(dòng)軌跡,設置電子圍欄(禁止進(jìn)入危險區域),實(shí)現SOS緊急呼叫。
8、車(chē)輛監控:為礦用卡車(chē)、挖機等設備安裝GPS/北斗定位終端和車(chē)載視頻監控,實(shí)時(shí)監控車(chē)輛位置、速度、運行狀態(tài)(油耗、載重),防止超速、越界作業(yè)。安裝防碰撞系統。
9、關(guān)鍵設備狀態(tài)監測:對破碎機、空壓機、通風(fēng)機等關(guān)鍵設備安裝振動(dòng)、溫度、電流等傳感器,進(jìn)行在線(xiàn)狀態(tài)監測和故障預警。
10、產(chǎn)量計量:在破碎機出料口或地磅安裝自動(dòng)計量裝置(皮帶秤、地磅數據聯(lián)網(wǎng)),精確統計石料產(chǎn)量。
11、儲量管理:定期使用無(wú)人機航測進(jìn)行三維建模,結合地質(zhì)勘探數據,動(dòng)態(tài)更新礦體模型和儲量。
12、開(kāi)采面監控:在采場(chǎng)高點(diǎn)部署高清視頻監控攝像頭(可帶云臺、熱成像),實(shí)時(shí)監控開(kāi)采作業(yè)面狀況、設備運行、人員活動(dòng)。
二、建設智慧監管云平臺
1、統一接入與管理:集成接入各類(lèi)傳感器、監控設備、業(yè)務(wù)系統(生產(chǎn)、安全、環(huán)保、設備管理等)的數據。
2、數據存儲與處理:利用大數據技術(shù)存儲和處理海量異構數據(結構化、非結構化、時(shí)序數據)。
3、環(huán)境智能監管:粉塵濃度超標實(shí)時(shí)報警與溯源分析。噪聲、水質(zhì)超標報警;跉庀髷祿姆蹓m擴散預測與噴淋聯(lián)動(dòng)控制建議。
4、安全生產(chǎn)智能監管:邊坡位移變形智能分析與失穩預警。人員闖入危險區域報警、人員聚集風(fēng)險預警、人員求救響應。車(chē)輛超速、越界報警,高危區域防碰撞預警。設備運行狀態(tài)異常預警與故障診斷;谝曨lAI的違章作業(yè)識別。
5、資源與開(kāi)采智能監管:開(kāi)采量實(shí)時(shí)統計與可視化;跓o(wú)人機航測的采剝工程量精準計算與儲量動(dòng)態(tài)更新。開(kāi)采計劃與實(shí)際進(jìn)度的對比分析。
6、綜合調度與優(yōu)化:基于實(shí)時(shí)數據的生產(chǎn)調度優(yōu)化(配礦、車(chē)輛調度)。能耗統計分析與管理優(yōu)化。
7、可視化展示:基于GIS平臺和三維可視化技術(shù),構建礦山數字孿生體,直觀(guān)展示礦山全要素狀態(tài)(環(huán)境監測點(diǎn)、設備位置與狀態(tài)、人員位置、車(chē)輛軌跡、開(kāi)采現狀、邊坡監測點(diǎn)等),實(shí)現“一張圖”管理。
8、預警預報與聯(lián)動(dòng)處置:建立分級預警機制(提示、警告、嚴重報警),自動(dòng)觸發(fā)報警信息(平臺彈窗、短信、聲光報警),并可聯(lián)動(dòng)相關(guān)設備(如粉塵超標自動(dòng)啟動(dòng)噴淋系統)。
三、完善管理機制與保障體系
1、制度與標準:制定智慧礦山建設、運行、數據管理、安全保密等制度和標準規范。
2、組織與人員:設立專(zhuān)門(mén)的智慧礦山運維團隊,加強人員培訓,提升數字素養和技能。
3、網(wǎng)絡(luò )安全:構建覆蓋終端、網(wǎng)絡(luò )、平臺、數據、應用的全方位網(wǎng)絡(luò )安全防護體系,保障系統安全穩定運行和數據安全。
4、運維保障:建立完善的設備維護、系統升級、數據備份恢復等運維流程。
5、政企協(xié)同:礦山企業(yè)智慧監管平臺應與政府監管平臺實(shí)現數據互聯(lián)互通,滿(mǎn)足政府遠程監管、在線(xiàn)巡查、非現場(chǎng)執法的需求。
四、實(shí)施智慧化監管的效益
1、提升安全性:實(shí)時(shí)監控風(fēng)險,提前預警事故,減少人員傷亡。
2、強化環(huán)保:精準監測污染源,及時(shí)控制排放,降低環(huán)保風(fēng)險。
3、提高效率:優(yōu)化生產(chǎn)調度,減少設備空轉,降低能耗物耗,提升資源利用率。
4、保障合規:自動(dòng)記錄生產(chǎn)、安全、環(huán)保數據,為合規性審計提供可靠依據,減少人為干預和瞞報。
5、輔助決策:基于大數據分析,為礦山規劃、生產(chǎn)組織、安全投入、環(huán)保治理提供科學(xué)決策支持。
6、降低運營(yíng)成本:減少人工巡檢成本,降低設備故障損失,優(yōu)化資源配置。
石料礦山的智慧化監管是一個(gè)系統工程,需要“感、傳、知、用”協(xié)同發(fā)展。核心在于建立覆蓋礦山全要素的感知網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)可靠網(wǎng)絡(luò )傳輸數據,在智慧平臺進(jìn)行融合分析和智能應用,服務(wù)于安全、環(huán)保、高效、合規的核心目標。
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