礦山智慧化監管的環節與措施
對礦山進行智慧化監管,是提升礦山安全、環保、效率和合規性的必然趨勢。這需要綜合利用物聯網、大數據、人工智能、云計算、5G、空間信息技術等現代科技手段,構建“全面感知、實時互聯、智能分析、協同管控”的監管體系。以下是對礦山進行智慧化監管的關鍵環節和具體措施:
一、構建全面感知網絡
1、粉塵監測:在礦區出入口、破碎篩分點、裝卸區、運輸道路沿線、礦區邊界等關鍵位置部署顆粒物(PM2.5,PM10)傳感器,實時監測粉塵濃度。
2、噪聲監測:在敏感區域(如廠界、附近居民點)部署噪聲傳感器。
3、水質監測:在礦區排水口、沉淀池、下游水體設置水質傳感器(監測pH、濁度、重金屬等)。
4、氣象監測: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據。
5、邊坡穩定性監測:在采場邊坡關鍵位置部署GNSS位移監測站、裂縫計、傾角傳感器、雷達干涉儀等,實時監測邊坡位移、沉降、裂縫變化。
6、爆破振動監測:在采場及周邊敏感區域部署振動傳感器,監控爆破振動強度是否超標。
7、人員定位與安全:為作業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(禁止進入危險區域),實現SOS緊急呼叫。
8、車輛監控: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控,實時監控車輛位置、速度、運行狀態(油耗、載重),防止超速、越界作業。安裝防碰撞系統。
9、關鍵設備狀態監測: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,進行在線狀態監測和故障預警。
10、產量計量:在破碎機出料口或地磅安裝自動計量裝置(皮帶秤、地磅數據聯網),精確統計石料產量。
11、儲量管理:定期使用無人機航測進行三維建模,結合地質勘探數據,動態更新礦體模型和儲量。
12、開采面監控:在采場高點部署高清視頻監控攝像頭(可帶云臺、熱成像),實時監控開采作業面狀況、設備運行、人員活動。
二、建設智慧監管云平臺
1、統一接入與管理:集成接入各類傳感器、監控設備、業務系統(生產、安全、環保、設備管理等)的數據。
2、數據存儲與處理:利用大數據技術存儲和處理海量異構數據(結構化、非結構化、時序數據)。
3、環境智能監管:粉塵濃度超標實時報警與溯源分析。噪聲、水質超標報警。基于氣象數據的粉塵擴散預測與噴淋聯動控制建議。
4、安全生產智能監管:邊坡位移變形智能分析與失穩預警。人員闖入危險區域報警、人員聚集風險預警、人員求救響應。車輛超速、越界報警,高危區域防碰撞預警。設備運行狀態異常預警與故障診斷。基于視頻AI的違章作業識別。
5、資源與開采智能監管:開采量實時統計與可視化。基于無人機航測的采剝工程量精準計算與儲量動態更新。開采計劃與實際進度的對比分析。
6、綜合調度與優化:基于實時數據的生產調度優化(配礦、車輛調度)。能耗統計分析與管理優化。
7、可視化展示:基于GIS平臺和三維可視化技術,構建礦山數字孿生體,直觀展示礦山全要素狀態(環境監測點、設備位置與狀態、人員位置、車輛軌跡、開采現狀、邊坡監測點等),實現“一張圖”管理。
8、預警預報與聯動處置:建立分級預警機制(提示、警告、嚴重報警),自動觸發報警信息(平臺彈窗、短信、聲光報警),并可聯動相關設備(如粉塵超標自動啟動噴淋系統)。
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、數據管理、安全保密等制度和標準規范。
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,提升數字素養和技能。
3、網絡安全:構建覆蓋終端、網絡、平臺、數據、應用的全方位網絡安全防護體系,保障系統安全穩定運行和數據安全。
4、運維保障:建立完善的設備維護、系統升級、數據備份恢復等運維流程。
5、政企協同:礦山企業智慧監管平臺應與政府監管平臺實現數據互聯互通,滿足政府遠程監管、在線巡查、非現場執法的需求。
四、實施智慧化監管的效益
1、提升安全性:實時監控風險,提前預警事故,減少人員傷亡。
2、強化環保:精準監測污染源,及時控制排放,降低環保風險。
3、提高效率:優化生產調度,減少設備空轉,降低能耗物耗,提升資源利用率。
4、保障合規:自動記錄生產、安全、環保數據,為合規性審計提供可靠依據,減少人為干預和瞞報。
5、輔助決策:基于大數據分析,為礦山規劃、生產組織、安全投入、環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,優化資源配置。
石料礦山的智慧化監管是一個系統工程,需要“感、傳、知、用”協同發展。核心在于建立覆蓋礦山全要素的感知網絡,通過可靠網絡傳輸數據,在智慧平臺進行融合分析和智能應用,服務于安全、環保、高效、合規的核心目標。