智慧礦山系統構架
為石料礦山配置智慧礦山系統是一個系統工程,涉及多個層面和技術的融合。智慧礦山系統的配置框架可以更聚焦于地表作業、設備調度、邊坡安全、環保監控和地面生產流程優化。以下為石料礦山智慧礦山系統配置框架。
一、地表數據全面采集
1、地質與邊坡監測:無人機航測與三維激光掃描,定期獲取采場高精度實景模型。邊坡雷達,實時監測高危邊坡穩定性,自動預警滑坡風險。地質建模系統,融合勘探數據生成動態地質模型,指導開采規劃。
2、生產設備監控:設備IoT傳感器可對振動、溫度、油壓、油耗實時監測,預防設備故障。使用GPS定位與工時統計,優化設備利用率。智能計量系統可使用皮帶秤、地磅、裝載機稱重。
3、環境與安全監控:AI視頻監控,破碎站、料場全覆蓋;可智能識別人員未戴安全帽、車輛超速、粉塵超標、設備異常煙霧。環境傳感器網絡,采用粉塵監測儀、噪聲傳感器;數據聯動自動噴淋降塵系統。
4、人員與車輛管理:人員定位系統,可實時定位作業人員,電子圍欄報警(靠近邊坡、爆破區)。礦卡調度與防撞系統,采用車載終端、高精度定位與優化運輸路徑。雷達/攝像頭盲區監測,防碰撞預警。
二、高可靠地面通信
1、主干網絡:工業光纖環網(連接中控室、固定設備)。
2、無線覆蓋:4G/5G專網,覆蓋移動設備(礦卡、挖機、人員);工業Wi-Fi,覆蓋維修區、裝卸點;LoRa連接分散式環境傳感器。
3、邊緣計算節點:部署于采場/破碎站,實時處理視頻AI、設備預警。
三、統一數據底座
1、數據中臺:接入所有傳感器、GPS、視頻、業務系統數據;時序數據庫(設備數據)、GIS空間數據庫(地形/位置)。
2、云平臺:私有云/混合云支撐大數據分析。
四、核心業務場景
1、三維數字孿生平臺:動態展示采場全貌,顯示設備位置、產量統計、邊坡位移、環境數據。
2、智能調度與生產優化:卡車調度系統,基于實時礦石需求、設備位置、路況,動態分配運輸任務、減少空載率20%。配礦與生產計劃,根據地質模型優化爆破方案與采掘順序,保障石料品質穩定。
3、設備健康管理:預測性維護,分析振動、溫度趨勢,提前更換故障部件(如破碎機軸承)。
4、安全環保管控:邊坡智能預警,融合雷達、GNSS、地質數據,自動觸發疏散警報。環保聯動控制,粉塵超標,自動啟動噴霧炮;噪聲超標,調整作業區域。
5、能源與成本優化:實時統計電、油、水消耗,識別高能耗環節(如空壓機群控優化)。
五、決策與應急
1、智能決策看板:整合產量、安全、環保、成本KPI、支持管理層動態調度。
2、應急指揮系統:事故一鍵報警、三維定位、廣播通知、救援路徑規劃。
系統需匹配礦山規模,中小礦可優先上調度與安防模塊;大型礦建議全架構覆蓋。實施中注重硬件防塵/防爆設計(露天環境惡劣),并預留接口兼容未來自動化設備(如無人礦卡)。