礦山自動(dòng)化改造的環(huán)節(jié)

發(fā)布日期：2025-06-11 責(zé)任編輯:中譽(yù)鼎力

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摘要：礦山自動(dòng)化改造是提升效率、安全性、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。

礦山自動(dòng)化改造是提升效率、安全性、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。以下是一個(gè)系統(tǒng)性的改造方案，涵蓋主要環(huán)節(jié)和技術(shù)方向：

一、核心目標(biāo)驅(qū)動(dòng)改造

1、提升安全：減少人員在危險(xiǎn)區(qū)域（如破碎現(xiàn)場(chǎng)、爆破區(qū)、高粉塵區(qū)、重型設(shè)備附近）的暴露。

2、提高效率：實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)，減少停機(jī)時(shí)間，優(yōu)化設(shè)備利用率。

3、降低成本：降低人力成本、能耗、維護(hù)成本和原料浪費(fèi)。

4、保證質(zhì)量：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品粒度、級(jí)配的穩(wěn)定控制，減少人為因素影響。

5、優(yōu)化管理：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析和可視化，支持精準(zhǔn)決策。

6、環(huán)保合規(guī)：更精準(zhǔn)地控制粉塵、噪音等污染，降低環(huán)境影響。

二、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動(dòng)化改造方案

1、開(kāi)采環(huán)節(jié)

鉆孔自動(dòng)化：采用配備GPS/北斗高精度定位、三維孔位規(guī)劃、自動(dòng)找平、鉆進(jìn)參數(shù)自動(dòng)控制的鉆機(jī)。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)布孔、自動(dòng)鉆孔、數(shù)據(jù)記錄。操作員可在遠(yuǎn)程控制室監(jiān)控和操作多臺(tái)鉆機(jī)。

爆破自動(dòng)化(輔助)：探索使用裝藥車(chē)或機(jī)器人進(jìn)行精準(zhǔn)裝藥。利用軟件進(jìn)行更精確的爆破模擬和設(shè)計(jì)，減少大塊率和不合格料。

裝載自動(dòng)化：在條件合適的礦區(qū)，部署基于高精度地圖、激光雷達(dá)、GPS、V2X通信的無(wú)人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)。與智能調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。操作員在控制中心遠(yuǎn)程操控設(shè)備進(jìn)行裝載作業(yè)，遠(yuǎn)離粉塵、噪音和落石風(fēng)險(xiǎn)。

智能調(diào)度系統(tǒng)：集成GPS車(chē)輛定位、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、破碎站狀態(tài)、料倉(cāng)料位等信息，動(dòng)態(tài)優(yōu)化車(chē)流、配礦方案，減少等待時(shí)間，提高整體效率。

2、破碎與篩分環(huán)節(jié)

智能破碎機(jī)控制：根據(jù)實(shí)時(shí)給料量、粒度、功率、料倉(cāng)料位等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整顎破、圓錐破的排料口大小，優(yōu)化產(chǎn)品粒度和產(chǎn)能。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主電機(jī)電流/功率，自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速度，防止堵料或空轉(zhuǎn)。利用傳感器或基于電流/振動(dòng)的算法間接監(jiān)測(cè)襯板磨損狀態(tài)，預(yù)測(cè)更換時(shí)間。

智能篩分控制：在篩網(wǎng)安裝振動(dòng)、聲波或攝像頭監(jiān)測(cè)裝置，檢測(cè)堵料并觸發(fā)自動(dòng)清理裝置。利用振動(dòng)分析或圖像識(shí)別技術(shù)檢測(cè)篩網(wǎng)破損，及時(shí)報(bào)警。根據(jù)給料特性和產(chǎn)品要求，自動(dòng)調(diào)整篩分機(jī)的傾角、振幅、振動(dòng)頻率等參數(shù)。

物料傳輸自動(dòng)化：智能皮帶輸送系統(tǒng)安裝傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)報(bào)警或停機(jī)。使用皮帶秤實(shí)時(shí)計(jì)量。金屬探測(cè)器、X光機(jī)或AI視覺(jué)識(shí)別剔除金屬等異物。與上下游設(shè)備聯(lián)鎖，根據(jù)料倉(cāng)料位或設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)啟停或調(diào)速，節(jié)能降耗。對(duì)關(guān)鍵滾筒軸承實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量自動(dòng)潤(rùn)滑。

料位監(jiān)測(cè)：在各料倉(cāng)（原礦倉(cāng)、緩沖倉(cāng)、成品倉(cāng)）安裝雷達(dá)、超聲波或激光料位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控料位，指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)度。

3、成品儲(chǔ)存與發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)

自動(dòng)化堆取料：實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的自動(dòng)定位、自動(dòng)堆料（如人字形、菱形堆法）、自動(dòng)取料（均化），通過(guò)激光掃描或雷達(dá)建立料堆三維模型。

智能裝車(chē)系統(tǒng)：集成地磅、料倉(cāng)料位、裝車(chē)溜槽控制，實(shí)現(xiàn)按訂單設(shè)定重量自動(dòng)裝車(chē)，減少誤差和等待時(shí)間。自動(dòng)識(shí)別車(chē)輛信息，與訂單系統(tǒng)對(duì)接。司機(jī)在駕駛室或休息室通過(guò)終端操作啟動(dòng)裝車(chē)流程，系統(tǒng)自動(dòng)完成。

散裝集裝箱/裝船自動(dòng)化：類(lèi)似裝車(chē)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、快速的散裝作業(yè)。

4、輔助系統(tǒng)自動(dòng)化

智能除塵系統(tǒng)：在關(guān)鍵產(chǎn)塵點(diǎn)安裝粉塵濃度傳感器。根據(jù)粉塵濃度、設(shè)備啟停狀態(tài)、氣象條件（風(fēng)速風(fēng)向），自動(dòng)啟停或調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)、噴淋/噴霧系統(tǒng)，達(dá)到除塵效果和節(jié)能。

智能?chē)娏?噴霧降塵：在破碎、篩分、落料點(diǎn)、堆場(chǎng)等區(qū)域，安裝根據(jù)粉塵濃度、物料濕度或設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)啟停的噴霧裝置。

設(shè)備健康監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)性維護(hù)：在關(guān)鍵設(shè)備的軸承、齒輪等部位安裝振動(dòng)、溫度、油液傳感器。采集傳感器數(shù)據(jù)，利用AI算法分析設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測(cè)故障發(fā)生時(shí)間和部位，提前安排維護(hù)，避免意外停機(jī)。

視頻監(jiān)控與AI分析：全覆蓋高清監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)廠(chǎng)區(qū)無(wú)死角監(jiān)控。AI智能分析，實(shí)現(xiàn)人員闖入危險(xiǎn)區(qū)域報(bào)警、安全帽/反光衣穿戴檢測(cè)、煙火檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)行異常（冒煙、異響）檢測(cè)、料流異常檢測(cè)等。

能源管理系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)全廠(chǎng)水、電、氣（壓縮空氣）消耗，識(shí)別能耗異常和優(yōu)化空間。

三、支撐體系

1、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)：連接所有自動(dòng)化設(shè)備、傳感器、控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、傳輸和存儲(chǔ)。

2、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)/分布式控制系統(tǒng)：監(jiān)控全廠(chǎng)工藝流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、報(bào)警管理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程操作。作為底層控制核心，執(zhí)行具體的邏輯控制、回路調(diào)節(jié)、設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)。

3、制造執(zhí)行系統(tǒng)：連接上層管理系統(tǒng)和底層控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、物料追蹤、績(jī)效分析。是自動(dòng)化與信息化融合的關(guān)鍵。

4、中央控制室：集中監(jiān)控和操作全廠(chǎng)主要生產(chǎn)流程，配備大型顯示屏展示關(guān)鍵畫(huà)面和數(shù)據(jù)。

5、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施：工業(yè)以太網(wǎng)，骨干網(wǎng)絡(luò)，連接控制室、車(chē)間。工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋移動(dòng)設(shè)備、難以布線(xiàn)的區(qū)域。需滿(mǎn)足高可靠、低延時(shí)、抗干擾要求。網(wǎng)絡(luò)安全，部署防火墻、工業(yè)網(wǎng)閘、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等，保障工控系統(tǒng)安全。

四、實(shí)施路徑與建議

1、頂層規(guī)劃與診斷評(píng)估：明確改造目標(biāo)和優(yōu)先級(jí)（安全？效率？成本？質(zhì)量？）。對(duì)現(xiàn)有設(shè)備、工藝、自動(dòng)化水平、IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面評(píng)估和審計(jì)。制定分階段、可落地的整體規(guī)劃和路線(xiàn)圖。

2、分步實(shí)施，由點(diǎn)到面：選擇瓶頸環(huán)節(jié)或高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)化改造試點(diǎn)，驗(yàn)證效果。在試點(diǎn)成功基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)展到其他環(huán)節(jié)。在建設(shè)各子系統(tǒng)時(shí)，必須考慮未來(lái)的系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)互通，避免形成新的“信息孤島”。

3、選擇合適的合作伙伴：尋找在礦山自動(dòng)化、工控系統(tǒng)集成、設(shè)備制造、軟件開(kāi)發(fā)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)和成功案例的供應(yīng)商。考慮供應(yīng)商的長(zhǎng)期服務(wù)能力和本地化支持。

4、重視人才培養(yǎng)與組織變革：對(duì)現(xiàn)有員工進(jìn)行自動(dòng)化、信息化操作和維護(hù)的培訓(xùn)。可能需要引進(jìn)新的技術(shù)人才。調(diào)整組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程以適應(yīng)新的自動(dòng)化生產(chǎn)模式。

5、持續(xù)優(yōu)化與升級(jí)：自動(dòng)化改造不是一蹴而就，需要持續(xù)收集數(shù)據(jù)，分析運(yùn)行效果，不斷優(yōu)化控制策略和系統(tǒng)配置。關(guān)注新技術(shù)發(fā)展（如5G、邊緣計(jì)算、AI、數(shù)字孿生），適時(shí)引入升級(jí)。

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