礦山智慧化監(jiān)管的環(huán)節(jié)與措施
對礦山進行智慧化監(jiān)管,是提升礦山安全、環(huán)保、效率和合規(guī)性的必然趨勢。這需要綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、5G、空間信息技術等現(xiàn)代科技手段,構建“全面感知、實時互聯(lián)、智能分析、協(xié)同管控”的監(jiān)管體系。以下是對礦山進行智慧化監(jiān)管的關鍵環(huán)節(jié)和具體措施:
一、構建全面感知網(wǎng)絡
1、粉塵監(jiān)測:在礦區(qū)出入口、破碎篩分點、裝卸區(qū)、運輸?shù)缆费鼐、礦區(qū)邊界等關鍵位置部署顆粒物(PM2.5,PM10)傳感器,實時監(jiān)測粉塵濃度。
2、噪聲監(jiān)測:在敏感區(qū)域(如廠界、附近居民點)部署噪聲傳感器。
3、水質監(jiān)測:在礦區(qū)排水口、沉淀池、下游水體設置水質傳感器(監(jiān)測pH、濁度、重金屬等)。
4、氣象監(jiān)測:部署氣象站(風速、風向、溫度、濕度、降雨量),為粉塵擴散模型和災害預警提供數(shù)據(jù)。
5、邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測:在采場邊坡關鍵位置部署GNSS位移監(jiān)測站、裂縫計、傾角傳感器、雷達干涉儀等,實時監(jiān)測邊坡位移、沉降、裂縫變化。
6、爆破振動監(jiān)測:在采場及周邊敏感區(qū)域部署振動傳感器,監(jiān)控爆破振動強度是否超標。
7、人員定位與安全:為作業(yè)人員配備智能安全帽或定位卡(UWB,RFID,藍牙AoA),實時掌握人員位置、活動軌跡,設置電子圍欄(禁止進入危險區(qū)域),實現(xiàn)SOS緊急呼叫。
8、車輛監(jiān)控:為礦用卡車、挖機等設備安裝GPS/北斗定位終端和車載視頻監(jiān)控,實時監(jiān)控車輛位置、速度、運行狀態(tài)(油耗、載重),防止超速、越界作業(yè)。安裝防碰撞系統(tǒng)。
9、關鍵設備狀態(tài)監(jiān)測:對破碎機、空壓機、通風機等關鍵設備安裝振動、溫度、電流等傳感器,進行在線狀態(tài)監(jiān)測和故障預警。
10、產(chǎn)量計量:在破碎機出料口或地磅安裝自動計量裝置(皮帶秤、地磅數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)),精確統(tǒng)計石料產(chǎn)量。
11、儲量管理:定期使用無人機航測進行三維建模,結合地質勘探數(shù)據(jù),動態(tài)更新礦體模型和儲量。
12、開采面監(jiān)控:在采場高點部署高清視頻監(jiān)控攝像頭(可帶云臺、熱成像),實時監(jiān)控開采作業(yè)面狀況、設備運行、人員活動。
二、建設智慧監(jiān)管云平臺
1、統(tǒng)一接入與管理:集成接入各類傳感器、監(jiān)控設備、業(yè)務系統(tǒng)(生產(chǎn)、安全、環(huán)保、設備管理等)的數(shù)據(jù)。
2、數(shù)據(jù)存儲與處理:利用大數(shù)據(jù)技術存儲和處理海量異構數(shù)據(jù)(結構化、非結構化、時序數(shù)據(jù))。
3、環(huán)境智能監(jiān)管:粉塵濃度超標實時報警與溯源分析。噪聲、水質超標報警;跉庀髷(shù)據(jù)的粉塵擴散預測與噴淋聯(lián)動控制建議。
4、安全生產(chǎn)智能監(jiān)管:邊坡位移變形智能分析與失穩(wěn)預警。人員闖入危險區(qū)域報警、人員聚集風險預警、人員求救響應。車輛超速、越界報警,高危區(qū)域防碰撞預警。設備運行狀態(tài)異常預警與故障診斷;谝曨lAI的違章作業(yè)識別。
5、資源與開采智能監(jiān)管:開采量實時統(tǒng)計與可視化。基于無人機航測的采剝工程量精準計算與儲量動態(tài)更新。開采計劃與實際進度的對比分析。
6、綜合調度與優(yōu)化:基于實時數(shù)據(jù)的生產(chǎn)調度優(yōu)化(配礦、車輛調度)。能耗統(tǒng)計分析與管理優(yōu)化。
7、可視化展示:基于GIS平臺和三維可視化技術,構建礦山數(shù)字孿生體,直觀展示礦山全要素狀態(tài)(環(huán)境監(jiān)測點、設備位置與狀態(tài)、人員位置、車輛軌跡、開采現(xiàn)狀、邊坡監(jiān)測點等),實現(xiàn)“一張圖”管理。
8、預警預報與聯(lián)動處置:建立分級預警機制(提示、警告、嚴重報警),自動觸發(fā)報警信息(平臺彈窗、短信、聲光報警),并可聯(lián)動相關設備(如粉塵超標自動啟動噴淋系統(tǒng))。
三、完善管理機制與保障體系
1、制度與標準:制定智慧礦山建設、運行、數(shù)據(jù)管理、安全保密等制度和標準規(guī)范。
2、組織與人員:設立專門的智慧礦山運維團隊,加強人員培訓,提升數(shù)字素養(yǎng)和技能。
3、網(wǎng)絡安全:構建覆蓋終端、網(wǎng)絡、平臺、數(shù)據(jù)、應用的全方位網(wǎng)絡安全防護體系,保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)安全。
4、運維保障:建立完善的設備維護、系統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)備份恢復等運維流程。
5、政企協(xié)同:礦山企業(yè)智慧監(jiān)管平臺應與政府監(jiān)管平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,滿足政府遠程監(jiān)管、在線巡查、非現(xiàn)場執(zhí)法的需求。
四、實施智慧化監(jiān)管的效益
1、提升安全性:實時監(jiān)控風險,提前預警事故,減少人員傷亡。
2、強化環(huán)保:精準監(jiān)測污染源,及時控制排放,降低環(huán)保風險。
3、提高效率:優(yōu)化生產(chǎn)調度,減少設備空轉,降低能耗物耗,提升資源利用率。
4、保障合規(guī):自動記錄生產(chǎn)、安全、環(huán)保數(shù)據(jù),為合規(guī)性審計提供可靠依據(jù),減少人為干預和瞞報。
5、輔助決策:基于大數(shù)據(jù)分析,為礦山規(guī)劃、生產(chǎn)組織、安全投入、環(huán)保治理提供科學決策支持。
6、降低運營成本:減少人工巡檢成本,降低設備故障損失,優(yōu)化資源配置。
石料礦山的智慧化監(jiān)管是一個系統(tǒng)工程,需要“感、傳、知、用”協(xié)同發(fā)展。核心在于建立覆蓋礦山全要素的感知網(wǎng)絡,通過可靠網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù),在智慧平臺進行融合分析和智能應用,服務于安全、環(huán)保、高效、合規(guī)的核心目標。
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