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采矿业物联网:物联网推动互联矿山的五种方式

发布日期:2021-10-09 09:00    点击次数:164

图片来源:https://pixabay.com/images/id-4219078/

在商品市场动荡、矿石品位下降、能源成本上升和极端运营条件等挑战加剧的推动下,利用可靠灵活的通信系统的能力变得越来越重要。领先的矿山运营商已经开始进行数字化转型,因为他们希望创建“互联矿山”。基于矿山日常工作所需的必要通信,以及利用大规模物联网传感器网络的应用程序和系统层,采矿业的未来肯定会更安全、更智能、更高效。事实上,世界经济论坛预测,通过数字化,未来五年该行业将增加 4250 亿美元的价值。

以下是采矿业物联网可以提高安全性、确保有效负载、减少运营延迟并为智能决策提供实时数据的 5 种方式。

1、 资产跟踪、远程诊断和预测性维护 

作为资产密集型行业,采矿需要各种各样的设备,从钻机、挖掘机和输送机到泵、电机和风扇,这些设备广泛分布在地面和地下。监测和跟踪关键资产参数(如压力、振动、流量和温度)以及发动机性能的无线物联网传感器,可在整个矿区实现实时远程诊断、故障排除和资产跟踪。结合分析模型,可以有效地计划纠正性维护和备件采购,以防止设备停机,并帮助公司避免代价高昂的生产损失。

2、 排放和地下水位监测 

地下挖掘设备和钻孔机排放的柴油废气含有有毒气体和微粒,对健康构成严重威胁。通过采用固定式和移动式气体探测器以及粒子传感器,可以有效控制排放水平和阈值限值,以维持符合安全标准的安全工作环境。

采矿作业产生的化学残留物有可能污染地下水,并引发严重的环境问题。利用来自液位传感器的数据,采矿经营者可以跟踪矿井地下水位的实时变化,尤其是在降雨期间。 可以及时有效地抽水,防止过度流入,从而避免污染和地下洪水。

3、 爆破后监测 

在矿井内进行爆破后,该地区经常充满有毒烟雾和碎片。等待数小时以确保烟雾完全消散可能会导致代价高昂的停机时间。有了无线环境监测系统,操作员和矿工可以随时了解某个区域是否足够安全以恢复工作。这可以减少不必要的等待时间,从而在爆破后更快地开展工作并提高生产效率。

4、 基于可穿戴设备的事件报告和岩石螺栓监测 

众所周知,矿山是最危险的工作环境之一,爆炸、设备事故和有毒物质暴露的风险很高,确保矿工的健康和安全一直是一个巨大的挑战。借助物联网可穿戴设备,现在可以实时跟踪矿工的健康状况和工作环境(即温度、湿度、辐射、噪音和气体水平)。管理人员会立即收到通知,告知其工人发生疲劳、疲惫和“超负荷”事件,而矿工会在发生潜在危险时收到及时警告。类似地,监测地下矿山地震活动的传感器可以安装在岩石锚杆上,以有效地评估其完整性并减少坍塌的致命风险。

5、 按需通风 

通风可占地下矿山能源消耗的 30-40%。通过支持按需通风系统,物联网传感器可用于持续监测矿井不同区域的空气质量和气流,以远程调节风扇速度。传输来自占用传感器的数据或来自 NFC 标签的矿工登记数据还可以确保矿工所在工作区的通风被激活。这将显著节约能源,从而显著降低运营成本和环境足迹。

互联矿山的无线连接 

虽然连接性是互联矿山收集数据的关键,但偏远位置、极深、密闭空间和非对称矿山拓扑结构为数据通信带来了最不利的条件。有线网络的覆盖范围有限、价格昂贵且极易受到采矿设备井下作业造成的物理影响。此外,Wi-Fi 等蜂窝和短距离解决方案无法在地下和难以到达的庞大矿井中提供足够的覆盖范围和可靠信号。

第三代低功耗广域网(LPWAN)面向低带宽、低计算端节点,在复杂的远程工业环境中提供高能效且经济实惠的物联网连接。在电池寿命、设备和连接成本以及易于实施方面,目前还没有任何无线类别能够胜过LPWAN。顾名思义,LPWAN 节点旨在依靠独立电池运行数年,而不是像其他无线解决方案那样仅运行几天。它们还可以传输数公里,同时提供深度穿透能力,以连接难以到达的室内和地下位置的设备,使其成为支持采矿业物联网的理想技术。(编译iothome)

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