一体化智能管控平台是实现降本增效、安全生产、绿色环保和精细化管理的关键一步。这样的平台需要深度融合物联网、大数据、人工智能、云计算、数字孪生等技术,构建一个覆盖矿山全流程、全要素的“智慧大脑”。一个完善的智能管控平台通常包括以下核心模块和功能:
一、 核心基础支撑平台
1、物联网接入平台
统一接入各种传感器(振动、温度、压力、位移、粉尘、噪音、气体等)、GPS/北斗定位终端、摄像头、智能电表、设备控制器、自动化系统等。
支持多种通信协议(Modbus,OPC UA,MQTT,LoRa,NB-IoT,4G/5G等)。
实现海量设备数据的实时采集、汇聚与标准化。
2、工业大数据平台
提供海量、多源异构数据的存储、处理、计算能力。
具备数据清洗、转换、融合功能。
构建矿山数据湖/数据仓库,为上层应用提供数据支撑。
3、云计算与边缘计算平台
提供弹性计算、存储和网络资源。
边缘计算节点部署在矿区现场,处理实时性要求高的任务(如视频分析、设备预警),降低网络带宽压力,提高响应速度。
4、GIS/BIM/三维可视化平台
集成高精度地理信息系统,构建矿山三维实景模型或地质模型。
实现矿山地形、地貌、地质结构、采场、排土场、道路、设施设备的可视化展示。
为资源管理、规划设计、生产调度、安全管理提供空间信息基础。
5、数字孪生平台
构建物理矿山的虚拟映射,实现物理世界与数字世界的实时交互与仿真。
用于生产过程模拟、设备状态预测、应急演练、方案优化等。
二、 核心业务应用模块
1、智能资源储量管理
基于地质勘探数据、钻孔数据、爆破数据等,建立动态更新的三维地质模型和储量模型。
实现资源储量的精确计算、动态更新与可视化。
辅助配矿优化,确保矿石质量稳定。
2、智能生产计划与调度
结合资源模型、市场需求、设备状态、天气等因素,制定优化的开采计划(年、季、月、周、日)。
智能调度:核心模块之一。基于实时设备位置、状态、任务执行情况、交通状况、矿石品位要求等,利用算法(如运筹优化、AI)动态优化派车计划,指挥挖机、矿车(自卸车、矿卡)、破碎机等设备高效协同作业。
实现生产指令的自动下达与执行跟踪。
3、智能采矿作业监控
设备远程监控与定位:实时监控所有采、运、破关键设备的位置、运行状态(开关机、速度、载重、油耗/电量)、工作参数。
视频监控与AI分析:部署智能摄像头,利用AI进行人员行为识别(安全帽、反光衣、违规行为)、车辆识别、区域入侵检测、堆料体积测量、粉尘浓度视觉识别等。
爆破管理:爆破设计、审批、安全警戒、效果评估(可选)。
4、智能设备健康管理
状态监测与预测性维护:基于设备运行参数和传感器数据,实时监测设备健康状态(如振动分析、温度分析),利用AI模型预测关键部件(如发动机、轴承、液压系统)的潜在故障和剩余寿命,提前安排维护,减少非计划停机。
设备台账管理、维修工单管理、备件库存管理。
5、智能安全管理
人员定位与安全管理:为进入矿区人员配备定位卡/手环,实时掌握人员位置、活动轨迹,设置电子围栏,实现越界报警、滞留报警、SOS求救等。
风险分级管控与隐患排查治理:实现风险点辨识、评估、管控措施制定与跟踪,隐患排查、上报、整改、验收闭环管理。
边坡稳定性监测:利用GNSS、倾角计、裂缝计等实时监测边坡位移、沉降,预警滑坡风险。
环境安全监测:实时监测粉尘、噪音、气象(大风、暴雨)等,超标报警。
应急预案与指挥:预案数字化管理,事故发生时快速定位、信息推送、资源调度、可视化指挥。
6、智能绿色矿山管理
环境监测:对粉尘、噪音、废水(如有)、振动等进行在线监测、数据统计与分析、超标预警。
能耗管理:对主要用电设备(破碎机、空压机、水泵等)进行能耗实时监测、统计分析、能效评估与优化建议。
水资源管理(如有):监测用水量、循环水利用情况。
复垦绿化规划与跟踪:管理复垦计划、区域、进度与效果评估。
7、智能计量与质量管控
自动计量:通过地磅系统(无人值守或远程监控)、皮带秤等自动采集产量、运量数据。
矿石质量管控:在破碎入口或堆场利用在线元素分析仪(如PGNAA/PFTNA)或定期取样化验数据,监控矿石品位,指导配矿和生产调整。
数据自动汇总、报表生成。
8、智能能源管理
详细监控全矿电力、燃油(或新能源)消耗。
分析能耗构成,识别高耗能环节,提出节能降耗建议。
探索新能源(光伏、储能)应用与监控。
9、综合运营分析决策
数据驾驶舱:提供面向不同层级管理者(矿长、生产经理、调度员、安全员等)的个性化数据可视化看板,实时展示关键生产指标、安全指标、设备状态、环保指标等。
KPI分析:对标分析产量、效率、成本、安全、环保等关键绩效指标。
深度分析与预测:利用大数据分析和AI模型,进行产量预测、需求预测、成本分析、效益分析,为管理层提供决策支持。
10、智能物流管理(可选,尤其对外销)
管理进出矿车辆预约、排队、称重、质检、结算等流程。优化场内物流路线。
建设这样的平台需要顶层设计、分步实施。通常从迫切的需求(如生产调度、安全管理、设备监控)入手,逐步扩展和完善其他功能模块,实现矿山运营的全面数字化、网络化和智能化转型,大幅提升矿山的核心竞争力。