智慧礦山解決方案有哪些?
礦山(砂石骨料礦山)的智慧化建設是礦山行業(yè)轉型升級的重要方向,旨在通過(guò)融合物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能、5G、云計算、自動(dòng)駕駛等技術(shù),實(shí)現安全、高效、綠色、智能的生產(chǎn)運營(yíng)。以下是一套典型的智慧化建設方案核心內容:
一、基礎支撐層建設
1、高速通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋:部署5G專(zhuān)網(wǎng)、工業(yè)Wi-Fi6、光纖環(huán)網(wǎng)等,實(shí)現礦區全域、全生產(chǎn)環(huán)節的高速、低延時(shí)、高可靠網(wǎng)絡(luò )覆蓋。在關(guān)鍵區域部署邊緣計算設備,滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)處理需求。
2、智能感知體系:設備狀態(tài)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監測運行狀態(tài)。定位與導航系統,對人員、車(chē)輛、設備進(jìn)行實(shí)時(shí)精確定位與追蹤。應用自動(dòng)稱(chēng)重系統、在線(xiàn)粒度分析儀等,實(shí)現產(chǎn)量、質(zhì)量的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。
3、礦山數字孿生底座:構建高精度三維地質(zhì)模型,精確刻畫(huà)礦體分布、品位、夾層等信息。建立礦區地表、地形、設施的高精度實(shí)景三維模型。對固定設施進(jìn)行建模,并與地質(zhì)模型、實(shí)景模型融合。
二、生產(chǎn)運營(yíng)智能化核心應用
4、智能爆破設計與優(yōu)化:基于地質(zhì)模型和爆破目標,利用智能算法進(jìn)行炮孔設計、裝藥量計算、起爆網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化,提高爆破效果,降低大塊率和粉礦率。
5、智能采礦調度與配礦:基于實(shí)時(shí)定位、礦量品位信息、設備狀態(tài)、道路狀況,智能調度挖掘機和礦卡,優(yōu)化運輸路徑,均衡各破碎口供料。根據工藝要求和粒度分布,實(shí)時(shí)計算采掘和配礦方案。
6、破碎篩分智能控制:根據入料粒度、硬度、含水率變化,利用AI算法自動(dòng)調整破碎機排礦口、給料速度等參數,提高效率,降低能耗;谠O備運行狀態(tài)監測數據,實(shí)現計劃性維修,減少非計劃停機。
7、智能物流與倉儲管理:實(shí)現車(chē)輛自動(dòng)識別、排隊調度、無(wú)人值守稱(chēng)重。利用掃描設備定期掃描料堆,精確計算庫存量;結合銷(xiāo)售訂單,優(yōu)化堆取料作業(yè)。智能裝車(chē)系統實(shí)現快速、精準裝車(chē)。
8、生產(chǎn)過(guò)程可視化與集中管控:建設大型綜合監控大屏與平臺,實(shí)現生產(chǎn)狀態(tài)、設備狀態(tài)、安全環(huán)保狀態(tài)、能源消耗、關(guān)鍵指標的“一張圖”實(shí)時(shí)監控?赏ㄟ^(guò)移動(dòng)端隨時(shí)隨地查看生產(chǎn)、安全、設備等信息。
三、安全與環(huán)保智能化
9、人員安全智能管控:實(shí)時(shí)掌握人員位置,對進(jìn)入危險區域自動(dòng)報警。人員佩戴智能安全帽,實(shí)時(shí)監測周邊環(huán)境風(fēng)險。自動(dòng)識別人員未佩戴安全帽、違章作業(yè)、車(chē)輛超速、疲勞駕駛等行為,實(shí)時(shí)預警。
10、邊坡穩定性智能監測預警:集成GNSS、雷達、傾角計、雨量計等多源數據,利用AI模型分析邊坡位移、形變趨勢,實(shí)現滑坡風(fēng)險的早期精準預警。
11、環(huán)保智能監測與治理:實(shí)時(shí)監測粉塵濃度,超標時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)噴淋系統,并與生產(chǎn)設備聯(lián)動(dòng)。對廢水進(jìn)行智能處理與循環(huán)利用監測。實(shí)時(shí)監控噪聲,評估對周邊環(huán)境的影響。確保環(huán)保設施有效運行。
12、智能應急指揮:基于GIS地圖和實(shí)時(shí)定位,在發(fā)生事故時(shí)快速定位人員、車(chē)輛,規劃救援路徑,實(shí)現可視化應急指揮調度。
四、管理與決策智能化
13、一體化智能管控平臺:整合生產(chǎn)執行系統、設備管理系統、安全管理系統、能源管理系統、物資管理系統、銷(xiāo)售管理系統等,打破信息孤島,實(shí)現數據互聯(lián)互通和業(yè)務(wù)協(xié)同。
14、大數據分析與決策支持:分析數據,優(yōu)化參數、配礦方案、生產(chǎn)計劃排程。精確核算各環(huán)節成本,找出降本增效點(diǎn)。預測設備故障、市場(chǎng)需求變化等。自動(dòng)生成各類(lèi)生產(chǎn)、環(huán)保、能耗等績(jì)效指標報表。
15、能源智能管理:實(shí)時(shí)監測全礦能耗(電、水、油),分析能耗結構,識別高能耗環(huán)節和設備,實(shí)施優(yōu)化控制策略,降低單位產(chǎn)品能耗。
五、關(guān)鍵技術(shù)與設備支撐
1、無(wú)人駕駛礦卡/挖機:在條件成熟的礦區,逐步應用無(wú)人駕駛技術(shù)進(jìn)行運輸或采掘作業(yè)。
2、無(wú)人機巡檢:定期自動(dòng)巡航,進(jìn)行地形測繪、料堆盤(pán)點(diǎn)、設備/設施(如高壓線(xiàn)、皮帶廊)巡檢、環(huán)保巡查等。
3、機器人應用:探索應用巡檢機器人、清堵機器人等,替代人工進(jìn)行危險、繁重作業(yè)。
4、云計算與AI平臺:提供強大的算力支撐和算法模型服務(wù)。
實(shí)施建議
1、總體規劃,分步實(shí)施:根據礦山實(shí)際情況(規模、基礎、預算、痛點(diǎn)),制定清晰的智慧化建設藍圖,明確階段目標和建設內容,避免盲目投入。
2、標準先行,數據驅動(dòng):建立統一的數據標準和接口規范,確保系統互聯(lián)互通。高度重視數據的采集質(zhì)量和應用價(jià)值。
3、業(yè)務(wù)協(xié)同,流程再造:智慧化不僅是技術(shù)升級,更是管理變革。需要梳理優(yōu)化業(yè)務(wù)流程,使之與智能化系統相匹配。
4、人才培養,持續運維:加強人員培訓,培養具備數字化素養和專(zhuān)業(yè)技能的人才隊伍。建立完善的系統運維和持續優(yōu)化機制。
5、安全可靠,風(fēng)險可控:高度重視網(wǎng)絡(luò )安全、數據安全和系統穩定性,確保智慧系統安全可靠運行。
6、選擇可靠伙伴:選擇在礦業(yè)智能化領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗和成功案例的技術(shù)服務(wù)商進(jìn)行合作。
智慧石料礦山建設是一個(gè)復雜的系統工程,其核心目標是提升本質(zhì)安全水平、提高生產(chǎn)效率和資源利用率、降低運營(yíng)成本和能耗物耗、實(shí)現綠色可持續發(fā)展。
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- 礦山自動(dòng)化集中管控系統平臺建設方案
- 智能化礦山的理解和發(fā)展方向
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