石料礦山生產自動化系統的方案，核心目標是提升生產效率、保障作業安全、降低運營成本、優化資源利用并實現精細化管理。以下是一個綜合性的自動化系統方案框架，涵蓋主要生產環節：

一、核心自動化子系統

1、開采環節自動化

智能鉆爆系統：使用GPS/RTK或激光掃描引導鉆機，實現精確孔位定位、深度控制和角度調整。配備自動換桿、自動接卸鉆桿、鉆進參數自動優化功能的鉆機。基于三維礦體模型和巖性數據，進行爆破參數優化設計，預測爆破效果。使用現場混裝炸藥車或精確計量裝藥設備，提高裝藥效率和安全性。

無人駕駛礦卡/裝載協同：基于實時生產任務、礦卡位置、裝載點/卸載點狀態，進行路徑規劃和車輛調度。在特定區域部署無人駕駛礦卡，利用激光雷達、攝像頭、毫米波雷達和精確定位實現自主行駛、避障和精準卸載。為裝載機配備稱重系統、目標裝載量設定、鏟斗軌跡優化引導，提高裝載效率和精度，并與調度系統聯動。

采場環境監測與安全：安裝GNSS位移監測站、傾角計、裂縫計、雷達等，實時監測邊坡位移，預警滑坡風險。在設備上安裝UWB/RFID標簽和基站，實時監控人員與設備距離，超限報警或自動停機。部署粉塵濃度傳感器、氣象站，聯動噴霧降塵系統。

2、破碎與篩分環節自動化

破碎機智能控制：基于破碎機電流、功率、腔料位等參數，自動調節振動給料機速度，保持給料量，避免過載或空轉。根據目標產品粒度和破碎機負荷，自動調整排料口大小。實時監控軸承溫度、振動、潤滑油壓/油溫、液壓系統壓力等，異常時報警或停機。

篩分效率優化：利用振動分析或圖像識別技術監測篩網破損情況。根據篩分效率和下游設備狀態，自動調節篩分機給料量。安裝堵料傳感器或利用攝像頭與AI識別堵料，自動觸發振動或停機報警。

粒度在線檢測：在關鍵篩分后或破碎后安裝，實時監測產品粒度分布，反饋調整破碎機參數或篩分機工況。

3、輸送環節自動化

帶式輸送機智能監控與保護：監控所有皮帶運行狀態、張緊裝置狀態。跑偏、打滑、撕裂、堵料、超溫、煙霧、拉繩開關等保護裝置信號集中監控與聯動停機。部署軌道式/輪式巡檢機器人，搭載高清攝像頭、紅外熱像儀、拾音器，自動識別皮帶損傷、托輥故障、異常溫升、異響。

轉運站智能控制：使用雷達、超聲波等料位計監測料倉/漏斗料位，聯動上游設備啟停或調節給料量。料位升高或設備啟動時自動開啟噴霧或布袋除塵系統。

4、倉儲與裝運環節自動化

堆場/料倉管理：使用無人機航測、激光掃描或固定掃描儀，定期獲取料堆三維模型，精確計算儲量。堆取料機配備自動定位和路徑規劃系統，實現按配方自動堆料或按指令自動取料。

智能裝車系統：用于火車或汽車批量裝載，實現高精度、快速定量裝載。使用激光掃描或視覺系統識別車廂位置和輪廓，引導裝載機或皮帶卸料口進行精確、均勻裝載，減少撒料和偏載。可選配自動稱重和打印單據。

車輛進出管理：車牌識別、RFIC卡管理、自動稱重，與ERP系統對接。

二、核心支撐平臺

1、中央控制與監控系統：作為核心平臺，集成所有自動化子系統的實時數據（設備狀態、工藝參數、視頻畫面、報警信息），提供集中監控、操作、歷史數據存儲與趨勢分析功能。具有友好的人機界面。

2、生產執行系統：接收ERP訂單計劃，結合設備狀態、礦石品位/塊度模型、庫存情況，制定詳細的開采、破碎、產品生產計劃，并優化調度設備資源。自動采集各環節產量、能耗、設備運行時間、故障停機時間等。整合在線粒度檢測數據、實驗室化驗數據，進行產品質量跟蹤與分析。基于設備運行數據和狀態監測信息，實現預防性維護計劃和工單管理。管理原料、中間品、成品庫存。自動計算OEE、噸礦成本、人均效率等KPI。

3、數據通信網絡：建設高可靠性、高帶寬、低延遲的工業光纖以太環網，覆蓋全廠主要區域。在移動設備區域和不易布線區域，部署高可靠的工業級Wi-Fi6、4G/5G專網或Mesh網絡。支持多種工業協議的互聯互通。

4、數據中心與云平臺：部署服務器集群，運行SCADA、MES等核心系統。利用云平臺（公有云/私有云/混合云）進行海量數據存儲、高級分析、遠程監控與運維支持。

5、視頻監控系統：覆蓋關鍵工藝點、設備、出入口、堆場等區域的高清網絡攝像機。與SCADA系統聯動，實現報警視頻彈出、視頻巡檢。可選AI視頻分析。

三、關鍵技術與創新點

1、物聯網：海量傳感器數據采集與設備互聯。

2、大數據分析：對生產、設備、能耗、質量數據進行深度挖掘，發現規律，優化決策。

3、人工智能：基于設備運行數據預測故障。利用AI優化破碎參數、配礦方案等。用于粒度識別、堵料識別、裝車引導、安全監控。

4、數字孿生：建立礦山物理實體的虛擬映射，用于模擬、預測、優化和培訓。

5、無人駕駛：在條件成熟的區域應用。

四、預期效益

1、生產效率提升：減少停機等待，優化工藝流程，提高設備利用率。

2、運營成本降低：節約人力成本（尤其危險崗位），降低能耗、備件消耗和維修成本，減少原料浪費。

3、安全水平提升：減少現場操作人員，避免人進入危險區域，提升本質安全；加強環境與設備狀態監控預警。

4、產品質量穩定：精確的過程控制保證產品粒度、級配穩定。

5、資源利用優化：精確配礦、減少損失浪費。

6、管理決策科學化：基于實時、準確、全面的數據支撐決策。

7、環保合規性增強：精準控制粉塵、噪音等排放。

石料礦山生產自動化是一個涉及多學科、多技術領域的復雜系統工程。成功的實施需要緊密結合礦山的具體地質條件、生產工藝、管理需求和投資能力，進行定制化設計和建設。

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