智慧礦山的基本構(gòu)架包括？

發(fā)布日期：2025-06-04 責(zé)任編輯:中譽(yù)鼎力

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摘要：礦山智能化改造是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要集成多種先進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)安全、高效、綠色、少人（或無(wú)人）的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

礦山智能化改造是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要集成多種先進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)安全、高效、綠色、少人（或無(wú)人）的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。以下是實(shí)現(xiàn)礦山智能化所需的關(guān)鍵系統(tǒng)和組成部分：

一、基礎(chǔ)支撐與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

1、高速泛在網(wǎng)絡(luò)：構(gòu)建覆蓋礦區(qū)（地表、井下巷道、作業(yè)面）的高速、可靠、低延遲通信“高速公路”。具體作用為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制與操作、移動(dòng)通信、連接萬(wàn)物。

2、數(shù)據(jù)中心與云計(jì)算/邊緣計(jì)算：提供強(qiáng)大的計(jì)算、存儲(chǔ)和分析能力，支撐上層應(yīng)用的運(yùn)行。具體作用為云計(jì)算與邊緣計(jì)算。

3、統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)：打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)礦山全要素?cái)?shù)據(jù)的匯聚、治理、共享和服務(wù)。具體作用為數(shù)據(jù)接入與集成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)服務(wù)與共享。

4、三維可視化平臺(tái)（數(shù)字孿生礦山）：構(gòu)建物理礦山的虛擬映射，實(shí)現(xiàn)礦山狀態(tài)實(shí)時(shí)可視、過(guò)程可溯、場(chǎng)景可模擬、決策可支撐。具體作用為全息展示、實(shí)時(shí)監(jiān)控與報(bào)警、模擬仿真、空間分析與決策支持、培訓(xùn)演練、歷史回溯。

二、生產(chǎn)作業(yè)智能化系統(tǒng)

5、智能地質(zhì)勘探與資源管理系統(tǒng)：精準(zhǔn)掌握資源稟賦，實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)態(tài)管理。具體作用為地質(zhì)建模、儲(chǔ)量計(jì)算與動(dòng)態(tài)更新、開采計(jì)劃優(yōu)化、爆破設(shè)計(jì)支持。

6、智能穿爆系統(tǒng) (露天礦為主)：實(shí)現(xiàn)穿孔、爆破作業(yè)的精準(zhǔn)化、自動(dòng)化和安全高效。具體作用為智能布孔設(shè)計(jì)、鉆孔導(dǎo)航與自動(dòng)鉆進(jìn)、智能裝藥、爆破效果評(píng)估。

7、智能采掘系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)主要采掘設(shè)備（挖、裝、運(yùn)）的自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化或無(wú)人化操作。具體作用中露天礦無(wú)人駕駛礦卡具有精準(zhǔn)定位與環(huán)境感知、路徑規(guī)劃與跟蹤、車鏟協(xié)同、狀態(tài)監(jiān)控與遠(yuǎn)程接管等功能。操作員在遠(yuǎn)程控制室通過(guò)操縱桿和視頻反饋操控設(shè)備，或設(shè)備在特定區(qū)域（如固定裝載點(diǎn)）實(shí)現(xiàn)自主挖掘/裝載。地下礦的智能鑿巖臺(tái)車具有自動(dòng)定位布孔、自動(dòng)鉆孔等功能。操作員遠(yuǎn)程操控或設(shè)備按預(yù)設(shè)路徑自主完成出礦、運(yùn)輸、卸礦循環(huán)。

8、智能運(yùn)輸系統(tǒng)：優(yōu)化物料（礦石、廢石）運(yùn)輸流程，提高效率，保障安全。具體作用中露天礦要具有無(wú)人駕駛卡車調(diào)度系統(tǒng)、智能道路管理系統(tǒng)。地下礦要具有有軌/無(wú)軌電機(jī)車自動(dòng)駕駛、智能調(diào)度系統(tǒng)、智能膠帶巡檢與監(jiān)控。

9、智能提升系統(tǒng) (地下礦)：保障人員、物料安全高效提升，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守或減員。具體作用為提升機(jī)智能監(jiān)控與診斷、智能裝卸載、智能調(diào)度與聯(lián)動(dòng)。

10、智能通風(fēng)系統(tǒng)：按需供給新鮮風(fēng)流，保障作業(yè)環(huán)境安全，降低能耗。具體作用為環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、需風(fēng)量智能計(jì)算、風(fēng)網(wǎng)解算與優(yōu)化、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、災(zāi)變應(yīng)急調(diào)控。

11、智能排水系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)井下涌水的自動(dòng)、可靠、高效排出。具體作用為水倉(cāng)水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控與自動(dòng)控制、智能調(diào)度、故障預(yù)測(cè)與診斷。

12、智能供配電系統(tǒng)：保障礦山電力供應(yīng)安全、可靠、高效。具體作用為電力參數(shù)全面監(jiān)控、智能防越級(jí)跳閘、故障錄波與分析、能耗監(jiān)測(cè)與分析、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

三、安全保障智能化系統(tǒng)

13、人員安全智能監(jiān)控系統(tǒng)：實(shí)時(shí)掌握人員動(dòng)態(tài)，預(yù)防和減少人員傷亡事故。具體作用為精準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位、禁區(qū)闖入報(bào)警、一鍵求救與響應(yīng)、人員狀態(tài)監(jiān)測(cè)、AI視頻違章識(shí)別、出入井考勤與人數(shù)統(tǒng)計(jì)、門禁聯(lián)動(dòng)。

14、設(shè)備安全智能監(jiān)控系統(tǒng)：預(yù)防設(shè)備故障和事故，保障設(shè)備本質(zhì)安全。具體作用為設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、防碰撞預(yù)警、設(shè)備健康評(píng)估報(bào)告。

15、環(huán)境安全智能監(jiān)控系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防瓦斯、火災(zāi)、水害、地壓等災(zāi)害。具體作用為多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)、微震監(jiān)測(cè)、地壓監(jiān)測(cè)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)與聯(lián)動(dòng)水害監(jiān)測(cè)預(yù)警。

16、智能應(yīng)急指揮系統(tǒng)：在事故發(fā)生時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、高效指揮和精準(zhǔn)救援。具體作用為融合通信指揮、應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化、災(zāi)情態(tài)勢(shì)可視化、逃生引導(dǎo)、應(yīng)急資源管理、輔助決策。

四、生產(chǎn)管理與決策支持系統(tǒng)

17、智能生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)：連接計(jì)劃層與控制層，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的精細(xì)化管理和實(shí)時(shí)優(yōu)化。具體作用為生產(chǎn)計(jì)劃分解與下達(dá)、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)調(diào)度、績(jī)效管理、質(zhì)量管理、物料跟蹤。

18、智能設(shè)備管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理，優(yōu)化維修資源，提高設(shè)備可用率。具體作用為設(shè)備臺(tái)賬管理、預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃、工單管理、預(yù)測(cè)性維護(hù)觸發(fā)、備件庫(kù)存管理、維修資源調(diào)度、設(shè)備績(jī)效分析。

19、智能配礦系統(tǒng)：穩(wěn)定入選礦石品位，優(yōu)化資源利用，極大化經(jīng)濟(jì)效益。具體作用為品位模型管理、配礦方案優(yōu)化、實(shí)時(shí)品位檢測(cè)與反饋、調(diào)度指令生成。

20、能源管理系統(tǒng)：全面監(jiān)測(cè)、分析和優(yōu)化礦山能源消耗，降低運(yùn)營(yíng)成本。具體作用為能源數(shù)據(jù)采集、能源看板與報(bào)表、能耗診斷、需量管理、分時(shí)用電優(yōu)化、能效對(duì)標(biāo)。

21、智能決策支持系統(tǒng)：基于數(shù)據(jù)和AI模型，為礦山管理者提供科學(xué)決策依據(jù)。具體作用為生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化、安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、成本分析與優(yōu)化、投資決策分析、KPI預(yù)測(cè)與預(yù)警。

五、輔助系統(tǒng)

22、無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)：替代或輔助人工進(jìn)行地表、大空間區(qū)域的巡檢、測(cè)繪和監(jiān)測(cè)。具體作用為露天礦邊坡/排土場(chǎng)巡查、地表設(shè)施巡檢、井下大空間區(qū)域巡查、測(cè)繪與建模、應(yīng)急偵察。

23、機(jī)器人巡檢系統(tǒng)：替代人工在危險(xiǎn)、重復(fù)或難以進(jìn)入的區(qū)域進(jìn)行設(shè)備巡檢。具體作用為固定路線設(shè)備巡檢、數(shù)據(jù)采集、AI異常識(shí)別、遠(yuǎn)程遙控。

24、智能倉(cāng)儲(chǔ)與物流系統(tǒng)：提高備品備件、物資的倉(cāng)儲(chǔ)效率和配送精準(zhǔn)度。具體作用為智能貨架與標(biāo)識(shí)、AGV自動(dòng)搬運(yùn)。

智能化礦山實(shí)施要點(diǎn)

1、頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃：明確目標(biāo)、制定路線圖、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2、分步實(shí)施，重點(diǎn)突破：從自動(dòng)化、數(shù)字化基礎(chǔ)做起，逐步向智能化邁進(jìn)，優(yōu)先解決安全、效率痛點(diǎn)。

3、數(shù)據(jù)融合與互通：打破系統(tǒng)壁壘是智能化的核心。

4、技術(shù)選型與適配：選擇成熟可靠、適合礦山環(huán)境（尤其是地下環(huán)境）的技術(shù)和裝備。

5、人才隊(duì)伍培養(yǎng)：需要既懂礦業(yè)又懂信息技術(shù)的復(fù)合型人才。

6、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)：建立企業(yè)內(nèi)部的智能化建設(shè)、運(yùn)維、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

7、持續(xù)投入與優(yōu)化：智能化是持續(xù)迭代升級(jí)的過(guò)程。

礦山智能化是一個(gè)不斷演進(jìn)的過(guò)程，不同礦山的側(cè)重點(diǎn)和實(shí)施方案會(huì)有所不同。核心是利用先進(jìn)的信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，賦能傳統(tǒng)礦業(yè)，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全、提質(zhì)增效和可持續(xù)發(fā)展。

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