石料矿山智能化系统是一个集成了多种先进技术的综合体系,旨在实现安全、高效、环保、低成本的矿山运营。其核心在于利用物联网、大数据、人工智能、云计算、自动化控制、5G通信、三维可视化等技术,对矿山勘探、设计、开采、运输、加工、安全、管理等全流程进行数字化、网络化和智能化改造。以下是石料矿山智能化系统的主要组成部分及其功能:
一、智能地质勘探与资源管理系统
1、三维地质建模:利用地质勘探数据(钻孔、物探等)构建精确的三维矿床模型,可视化展示矿体形态、品位分布、夹石位置等。
2、储量动态管理:实时更新储量数据,精准计算可采储量、剥离量,指导生产计划。
3、配矿优化:根据下游加工需求(如不同规格骨料、石粉含量要求),结合矿床模型和实时开采位置,优化开采方案,实现不同品质矿石的精准配比,保证产品质量稳定。
4、开采计划优化:基于模型和市场需求,制定短期、中期、长期的开采计划,优化开采顺序和台阶推进方向。
二、智能穿孔爆破系统
1、自动布孔设计:根据三维模型、岩石力学参数和爆破要求,自动生成的炮孔位置、深度、角度和装药量设计。
2、钻机导航与自动穿孔:利用GPS/北斗高精度定位和自动控制技术,引导钻机精确到达设计孔位,自动完成钻孔作业(深度、角度控制),减少人工操作误差,提高穿孔精度和效率。
3、智能装药:实现现场混装炸药或精确控制装药量。
4、爆破效果预测与优化:基于模型和参数,预测爆破块度、振动、飞石范围,并根据实际效果反馈不断优化设计。
三、智能采装系统
1、挖掘机/装载机辅助作业:利用车载终端显示三维模型、设计坡顶线/坡底线、作业量等信息,引导操作手精确作业,避免超挖欠挖。
2、远程遥控/无人驾驶:在危险区域(如高陡边坡附近)或特定场景下,实现挖掘机的远程遥控甚至无人自主作业,保障人员安全。
3、装载量智能识别:通过传感器或图像识别技术,自动估算单斗装载量,为调度提供数据。
四、智能运输系统
1、矿卡智能调度:基于实时生产任务、矿车位置、状态、道路状况等,运用优化算法动态分配运输任务给相应车辆,规划行驶路径,减少车辆等待时间、空驶里程,提高整体运输效率,降低油耗。
2、矿车高精度定位与监控:实时监控所有矿车位置、速度、状态(空/重载)、油耗、运行轨迹。
3、无人驾驶矿卡:在封闭矿区实现矿卡的全无人驾驶运输,是智能化运输的形态,可24小时连续作业,彻底解决驾驶员短缺和安全问题。
4、超速/偏离路线/疲劳驾驶预警:保障运输安全。
5、电子围栏与防碰撞:设置虚拟区域限制,防止车辆进入危险区;车辆间或车与设备间具备碰撞预警功能。
五、智能破碎筛分与加工系统
1、设备运行状态在线监测与预测性维护:监测破碎机、筛分机、皮带机等关键设备的振动、温度、电流、油液等参数,利用大数据分析预测故障,提前安排维护,减少非计划停机。
2、过程自动化控制:根据设定的产品规格要求,自动调节破碎机排料口、给料速度、筛分机倾角/振幅等参数,实现稳定生产。
3、产品质量在线检测:利用机器视觉等技术,实时监测骨料的粒形、级配、含粉量等关键指标,并反馈调节生产过程,保证产品质量稳定达标。
4、能耗优化:监控各环节能耗,优化设备启停和运行参数,降低单位产品能耗。
六、智能安全与环保监控系统
1、边坡稳定性监测:使用GNSS位移监测站、边坡雷达、微震监测系统、倾斜仪等,实时监测高陡边坡的位移、沉降、裂缝等变化,进行稳定性分析和滑坡预警。
2、人员设备定位与安全管理:通过UWB、蓝牙信标、GPS等定位技术,实时掌握人员、车辆、设备位置;设置电子围栏,对进入危险区域进行报警;实现人员求救、应急疏散管理。
3、视频智能分析:利用AI摄像头进行违章作业识别(如未系安全带、进入禁区)、烟火识别、堆料体积测量、运输车辆识别计数等。
4、粉尘、噪声在线监测与智能降尘:实时监测作业区、厂界粉尘和噪声浓度,超标自动联动喷淋/雾炮系统进行抑尘,降低环境污染。
5、环保数据管理:集成各类环保监测数据,满足合规性要求。
七、生产执行管理系统
1、生产计划与调度:将上层计划分解为具体的生产指令(采剥量、运输量、破碎量),并下发给各智能系统执行。
2、生产过程实时监控:集成各子系统数据,在三维可视化平台上实时展示生产全流程状态(设备运行、产量、能耗、质量、安全等)。
3、生产数据统计与分析:自动生成各类生产报表(班报、日报、月报),分析生产效率、成本、KPI完成情况。
4、设备管理:管理设备档案、维修保养计划、备件库存。
5、能源管理:分析能耗数据,识别节能潜力。
6、计量管理:对接地磅系统,实现矿石/产品进出厂的自动计量。
八、中央集成控制与智能决策平台
1、数据中台:汇集来自所有子系统、传感器、设备的实时数据和历史数据,进行清洗、存储、管理。
2、三维可视化平台:构建矿山“数字孪生体”,直观展示矿山地形、地质、工程、设备、生产、安全、环保等全方位信息。
3、统一门户与驾驶舱:为不同层级管理人员提供个性化的数据视图和关键指标展示(KPI仪表盘)。
4、大数据分析与AI决策支持:利用数据挖掘、机器学习等技术,进行产量预测、成本优化、设备健康评估、安全风险预测、市场分析等,为管理者提供智能决策建议。
智能化建设是一个持续迭代升级的过程,不同矿山会根据自身规模、资源条件、投资预算和发展阶段,选择建设不同深度和广度的智能化系统。其目标是实现矿山全生命周期的智能化管控和提升价值。