智慧礦山建設內容
石料礦山智慧化建設是傳統礦業(yè)向現代化、安全化、高效化、綠色化轉型升級的核心路徑。其建設內容是一個系統工程,涵蓋多個層面,主要可以歸納為以下幾個方面:
一、智慧化基礎設施與平臺建設
1、高速可靠的網絡通信:建設覆蓋礦區(qū)的工業(yè)環(huán)網。部署5G專網或4G-LTE專網,滿足移動設備、大量傳感器、高清視頻的無線接入和低時延、高帶寬需求。確保網絡冗余和安全防護。
2、統一的數據中心與云平臺:建設或租用云計算資源,提供強大的計算和存儲能力。構建礦山大數據平臺,集成來自不同系統、設備、傳感器的海量異構數據。實現數據的統一存儲管理、清洗、分析和共享。
3、三維可視化數字平臺:基于地質勘探數據、測繪數據、設計數據、實時生產數據等,構建三維模型。實現礦山地形、地質構造、儲量、設備設施、生產狀態(tài)、安全風險等的直觀、動態(tài)可視化展示與管理。
二、智能感知與監(jiān)控系統
1、地質與儲量精準感知:應用高精度地質勘探技術(物探、鉆探等)。利用無人機航測、激光雷達掃描進行定期或實時地形測量與方量計算。結合品位在線分析實現精準儲量動態(tài)管理。
2、設備狀態(tài)在線監(jiān)測:在關鍵設備(破碎機、振動篩、空壓機、風機、大型電機、皮帶輸送機等)上安裝振動、溫度、壓力、電流、油液等傳感器。實現設備運行狀態(tài)實時監(jiān)測、故障預警和預測性維護。
3、生產過程監(jiān)控:在破碎、篩分、輸送、裝車等關鍵工藝環(huán)節(jié)部署高清視頻監(jiān)控、物料流量計、粒度在線分析儀、含水率檢測儀等。實時監(jiān)控生產流程狀態(tài)、產品質量關鍵指標。
4、安全與環(huán)境監(jiān)測:部署GNSS、雷達、傾角計等實時監(jiān)測邊坡穩(wěn)定性,預警滑坡風險。為進入生產區(qū)人員配備精準定位卡,實現實時位置跟蹤、電子圍欄、危險區(qū)域闖入報警、一鍵呼救等。部署粉塵、噪聲、氣象等在線監(jiān)測設備,實時掌握環(huán)境狀況,聯動降塵設備。利用AI攝像頭自動識別人員違章、設備異常、煙火、皮帶跑偏/撕裂等安全隱患。
三、智能生產與運營管控系統
1、智能配礦與生產調度:基于地質模型、品位數據、市場需求、設備狀態(tài),優(yōu)化開采計劃和配礦方案。集成卡車調度系統,優(yōu)化采、運、破環(huán)節(jié)的協同,提高設備利用率和生產效率。
2、破碎篩分流程智能控制:實現破碎機、篩分機的集中控制和自動化運行。應用先進控制算法根據給料量、粒度、電流等參數自動調節(jié)設備運行參數,優(yōu)化產品粒級,降低能耗和襯板磨損。實現流程的智能啟停和連鎖保護。
3、設備健康管理與預測性維護:基于設備狀態(tài)監(jiān)測數據,建立關鍵設備的健康評估模型和壽命預測模型。從計劃維修向狀態(tài)維修、預測性維修轉變,減少非計劃停機,優(yōu)化備件庫存。
4、能源智能管理:部署智能電表、水表、氣表,實時監(jiān)測各環(huán)節(jié)能耗。分析能耗數據,識別節(jié)能潛力點(如優(yōu)化破碎機運行參數、空壓機群控、皮帶機調速)。實現能源使用的精細化管理與優(yōu)化。
5、智能倉儲與物流:應用RFID、條碼等技術管理成品料堆(骨料、石粉等)。實現智能裝車系統(自動識別車輛、自動稱重、自動打印單據)。優(yōu)化產品發(fā)運計劃。
四、智能裝備與少人/無人化應用
1、礦山開采設備智能化:應用帶有輔助作業(yè)系統(坡度控制、深度控制)的智能鉆機、挖機。應用遙控操作或無人駕駛礦用卡車進行運輸作業(yè)。應用無人駕駛平地機進行道路維護。
2、固定崗位無人化/少人化:實現中控室集中監(jiān)控和遠程操作,減少現場值守人員。應用智能巡檢機器人(軌道式、輪式、無人機)替代人工進行設備巡檢、環(huán)境監(jiān)測、安全巡查(尤其是高風險區(qū)域)。
3、自動化裝車:在成品料倉下料口應用自動裝車系統,自動識別車輛位置、控制裝料量。
五、智慧管理與決策支持
1、集成化的生產執(zhí)行系統:整合生產計劃、調度、過程監(jiān)控、質量管理、設備管理、能源管理、庫存管理等模塊,實現生產全流程透明化、精細化管理。
2、智能決策分析平臺:基于大數據平臺,利用數據挖掘、機器學習、人工智能技術,對生產、安全、設備、成本、能耗等數據進行深度分析。提供產量預測、質量預測、設備故障預測、成本優(yōu)化、安全風險評估等智能決策支持。實現KPI的實時監(jiān)控和可視化展示。
3、一體化綜合管控平臺:將上述所有子系統集成到一個統一的綜合管控平臺。實現“一張圖”管理,打破信息孤島,提升協同效率和應急響應能力。
六、保障體系
1、標準規(guī)范體系:建立智慧礦山建設、數據、接口、安全等標準規(guī)范。
2、信息安全體系:構建涵蓋網絡安全、數據安全、工控安全的縱深防御體系。
3、運維保障體系:建立專業(yè)的運維團隊,制定完善的運維制度和流程。
4、人才隊伍體系:培養(yǎng)和引進具備采礦、自動化、信息技術、數據分析等復合型知識技能的智慧礦山專業(yè)人才。
石料礦山智慧化的特點強調
1、流程工業(yè)屬性:重點在于破碎、篩分、輸送等連續(xù)流程的自動化、智能化控制和優(yōu)化。
2、產品質量核心:對骨料粒度、粒形、含粉量等質量指標要求高,在線檢測和閉環(huán)控制是關鍵。
3、成本敏感:石料產品附加值相對較低,智慧化需顯著體現在降本增效(降低能耗、人工、維修成本,提高設備利用率)。
4、安全重點:邊坡穩(wěn)定、爆破安全、粉塵治理、機械傷害防范是重中之重。
5、環(huán)保要求:噪音、粉塵、廢水排放控制日益嚴格,智慧化需支撐綠色礦山建設。
智慧化建設并非一蹴而就,需要根據礦山的具體條件(規(guī)模、地質、現有設施、投資能力、管理水平)進行頂層設計和分步實施,優(yōu)先解決痛點問題(如安全、效率、成本),逐步深化應用。智慧礦山的核心價值在于將數據轉化為洞察力,將洞察力轉化為行動力,實現礦山運營模式的根本性變革。