礦山智能化系統包含哪些?
石料礦山智能化系統是一個集成了多種先進技術的綜合體系,旨在實現安全、高效、環保、低成本的礦山運營。其核心在于利用物聯網、大數據、人工智能、云計算、自動化控制、5G通信、三維可視化等技術,對礦山勘探、設計、開采、運輸、加工、安全、管理等全流程進行數字化、網絡化和智能化改造。以下是石料礦山智能化系統的主要組成部分及其功能:
一、智能地質勘探與資源管理系統
1、三維地質建模:利用地質勘探數據(鉆孔、物探等)構建精確的三維礦床模型,可視化展示礦體形態、品位分布、夾石位置等。
2、儲量動態管理:實時更新儲量數據,精準計算可采儲量、剝離量,指導生產計劃。
3、配礦優化:根據下游加工需求(如不同規格骨料、石粉含量要求),結合礦床模型和實時開采位置,優化開采方案,實現不同品質礦石的精準配比,保證產品質量穩定。
4、開采計劃優化:基于模型和市場需求,制定短期、中期、長期的開采計劃,優化開采順序和臺階推進方向。
二、智能穿孔爆破系統
1、自動布孔設計:根據三維模型、巖石力學參數和爆破要求,自動生成的炮孔位置、深度、角度和裝藥量設計。
2、鉆機導航與自動穿孔:利用GPS/北斗高精度定位和自動控制技術,引導鉆機精確到達設計孔位,自動完成鉆孔作業(深度、角度控制),減少人工操作誤差,提高穿孔精度和效率。
3、智能裝藥:實現現場混裝炸藥或精確控制裝藥量。
4、爆破效果預測與優化:基于模型和參數,預測爆破塊度、振動、飛石范圍,并根據實際效果反饋不斷優化設計。
三、智能采裝系統
1、挖掘機/裝載機輔助作業:利用車載終端顯示三維模型、設計坡頂線/坡底線、作業量等信息,引導操作手精確作業,避免超挖欠挖。
2、遠程遙控/無人駕駛:在危險區域(如高陡邊坡附近)或特定場景下,實現挖掘機的遠程遙控甚至無人自主作業,保障人員安全。
3、裝載量智能識別:通過傳感器或圖像識別技術,自動估算單斗裝載量,為調度提供數據。
四、智能運輸系統
1、礦卡智能調度:基于實時生產任務、礦車位置、狀態、道路狀況等,運用優化算法動態分配運輸任務給相應車輛,規劃行駛路徑,減少車輛等待時間、空駛里程,提高整體運輸效率,降低油耗。
2、礦車高精度定位與監控:實時監控所有礦車位置、速度、狀態(空/重載)、油耗、運行軌跡。
3、無人駕駛礦卡:在封閉礦區實現礦卡的全無人駕駛運輸,是智能化運輸的形態,可24小時連續作業,徹底解決駕駛員短缺和安全問題。
4、超速/偏離路線/疲勞駕駛預警:保障運輸安全。
5、電子圍欄與防碰撞:設置虛擬區域限制,防止車輛進入危險區;車輛間或車與設備間具備碰撞預警功能。
五、智能破碎篩分與加工系統
1、設備運行狀態在線監測與預測性維護:監測破碎機、篩分機、皮帶機等關鍵設備的振動、溫度、電流、油液等參數,利用大數據分析預測故障,提前安排維護,減少非計劃停機。
2、過程自動化控制:根據設定的產品規格要求,自動調節破碎機排料口、給料速度、篩分機傾角/振幅等參數,實現穩定生產。
3、產品質量在線檢測:利用機器視覺等技術,實時監測骨料的粒形、級配、含粉量等關鍵指標,并反饋調節生產過程,保證產品質量穩定達標。
4、能耗優化:監控各環節能耗,優化設備啟停和運行參數,降低單位產品能耗。
六、智能安全與環保監控系統
1、邊坡穩定性監測:使用GNSS位移監測站、邊坡雷達、微震監測系統、傾斜儀等,實時監測高陡邊坡的位移、沉降、裂縫等變化,進行穩定性分析和滑坡預警。
2、人員設備定位與安全管理:通過UWB、藍牙信標、GPS等定位技術,實時掌握人員、車輛、設備位置;設置電子圍欄,對進入危險區域進行報警;實現人員求救、應急疏散管理。
3、視頻智能分析:利用AI攝像頭進行違章作業識別(如未系安全帶、進入禁區)、煙火識別、堆料體積測量、運輸車輛識別計數等。
4、粉塵、噪聲在線監測與智能降塵:實時監測作業區、廠界粉塵和噪聲濃度,超標自動聯動噴淋/霧炮系統進行抑塵,降低環境污染。
5、環保數據管理:集成各類環保監測數據,滿足合規性要求。
七、生產執行管理系統
1、生產計劃與調度:將上層計劃分解為具體的生產指令(采剝量、運輸量、破碎量),并下發給各智能系統執行。
2、生產過程實時監控:集成各子系統數據,在三維可視化平臺上實時展示生產全流程狀態(設備運行、產量、能耗、質量、安全等)。
3、生產數據統計與分析:自動生成各類生產報表(班報、日報、月報),分析生產效率、成本、KPI完成情況。
4、設備管理:管理設備檔案、維修保養計劃、備件庫存。
5、能源管理:分析能耗數據,識別節能潛力。
6、計量管理:對接地磅系統,實現礦石/產品進出廠的自動計量。
八、中央集成控制與智能決策平臺
1、數據中臺:匯集來自所有子系統、傳感器、設備的實時數據和歷史數據,進行清洗、存儲、管理。
2、三維可視化平臺:構建礦山“數字孿生體”,直觀展示礦山地形、地質、工程、設備、生產、安全、環保等全方位信息。
3、統一門戶與駕駛艙:為不同層級管理人員提供個性化的數據視圖和關鍵指標展示(KPI儀表盤)。
4、大數據分析與AI決策支持:利用數據挖掘、機器學習等技術,進行產量預測、成本優化、設備健康評估、安全風險預測、市場分析等,為管理者提供智能決策建議。
智能化建設是一個持續迭代升級的過程,不同礦山會根據自身規模、資源條件、投資預算和發展階段,選擇建設不同深度和廣度的智能化系統。其目標是實現礦山全生命周期的智能化管控和提升價值。