智能化矿山建设方案设计，附智慧矿山应用案例

智能化矿山建设是当前矿业发展的重要趋势，它通过融合物联网、大数据、人工智能、云计算、5G等信息技术，实现矿山生产、管理、安全、环保等全过程的数字化、网络化、智能化，从而达到降本增效、安全可控、绿色环保、管理精细的目标。以下是砂石骨料智能化矿山建设方案框架及部分智慧矿山应用案例：

一、 砂石骨料智能化矿山建设方案框架

一个完整的智能化矿山建设方案通常包含以下几个层面：

1、智能感知与网络层 (基础)：

设备物联化：在破碎机、筛分机、皮带机、给料机、收尘设备、水泵、空压机、车辆等关键设备安装传感器（振动、温度、压力、电流、电压、料位、流量、粉尘浓度等）。

环境监测：部署环境监测传感器（扬尘、噪声、气象站、视频监控等）。

人员与车辆定位：使用UWB、蓝牙信标、GPS/北斗等技术实现人员定位、车辆（矿卡、工程机械）调度与轨迹追踪。

视频监控全覆盖：高清摄像头覆盖生产线、料仓、堆场、磅房、矿区边界、道路等关键区域，支持AI智能分析。

高速网络：建设覆盖矿区全域的工业环网（光纤为主）、5G专网或WiFi 6，确保海量数据实时、稳定传输。

2、数据平台层 ：

矿山大数据：构建统一的数据采集、存储、处理、分析平台（如工业互联网平台、矿山数据中台）。

数据融合与治理：整合来自设备、环境、人员、车辆、视频、生产系统（DCS/PLC）、管理系统的异构数据，进行清洗、关联、标准化。

数字孪生底座：建立矿区的三维可视化数字孪生模型，集成地质模型、设备模型、工艺流程模型等，实现物理与虚拟的映射。

3、智能应用层 (价值体现)：

①智能生产管控：

集中控制：建设集控，实现破碎、筛分、制砂、输送、除尘等全流程的远程集中监控和操作。

生产过程优化：基于实时数据（电流、功率、料位、压力等）和算法模型，自动调节设备运行参数（如给料量、破碎机排矿口、筛网倾角等），实现产能高、能耗低、质量稳定化。例如：智能给料控制、破碎机负荷优化。

设备预测性维护：基于设备运行状态数据（振动、温度等）进行实时监测和趋势分析，预测关键设备（如破碎机轴承、电机）的故障，提前安排维护，减少非计划停机。

产品质量在线监测：利用机器视觉、激光粒度仪等技术，实时监测成品骨料的粒度分布、粒形、含粉量等关键指标，实现质量闭环控制。

②智能安全管控：

人员不安全行为识别：视频AI分析识别未戴安全帽、未穿反光衣、违规进入危险区域等行为并报警。

车辆防碰撞：基于定位技术，实现矿区内车辆与车辆、车辆与人员之间的接近预警和防碰撞。

边坡稳定性监测：部署GNSS、雷达、倾角传感器等实时监测边坡位移和形变，预警滑坡风险。

危险区域电子围栏：划定电子围栏，对非人员或车辆闯入进行报警。

应急指挥联动：集成通信、定位、视频、应急预案，提高应急响应效率。

③智能物流与调度：

智能装运调度：根据订单、料仓库存、车辆位置、路况等信息，优化装车顺序和运输路线，减少车辆等待时间，提高运输效率。

无人值守磅房：实现车辆自动识别、称重数据自动采集、打印，并与销售系统对接。

骨料智能仓储管理：利用料位计、3D扫描等技术实时掌握料仓、堆场库存情况。

④智能绿色矿山：

环境智能监测：实时监测粉尘、噪声、污水排放等环保指标，超标自动报警并联动降尘设备（如智能喷淋）。

能耗精细化管理：分区域、分设备进行能耗计量与分析，识别节能潜力点。

资源利用优化：利用地质模型和配矿算法，优化开采方案，提高资源利用率，减少废石排放。

⑤智能管理与决策：

三维可视化综合管控平台：在一个平台上集成展示生产、安全、设备、环境、视频、人员、车辆等所有实时信息和历史数据，实现“一张图”管理。

移动应用：为管理人员和现场人员提供移动APP，随地查看信息、接收报警、处理任务。

大数据分析决策：基于历史数据和AI模型，进行产量预测、成本分析、市场预测、设备寿命评估等，辅助管理层决策。

二、 砂石骨料智慧矿山应用案例

河南新乡卫辉市时产3000吨骨料生产线

项目规模：时产3000吨，年产能千万吨

智能化应用：

①全流程DMS智能矿山管理系统：集成设备监控、生产统计、能源管理、安全环保、智能物流等模块。

②无人值守破碎车间：通过PLC集中控制，实现破碎、筛分、输送全自动启停和参数调节。

③AI视频智能巡检：部署高清摄像头+AI算法，自动识别堵料、跑偏、设备异常等故障并报警。

④智能装车系统：自动识别车辆信息，定量装车，误差＜0.5%，缩短装车时间40%。

⑤数字孪生平台：3D可视化实时映射生产状态，支持远程诊断与决策。

成效：覆盖来料货运→破碎筛分→仓储物流→环保监测的全链条管理；智能硬件（传感器、边缘计算网关）与软件平台无缝协同，避免数据孤岛；模块化灵活配置，降低投入门槛；深度理解水泥的生产逻辑，实现“骨料-水泥”协同智能化。