智慧礦山數字化監測實施方案

一、系統架構
　　露天煤礦土石方剝離方量智能化監測系統，采用B/S結構，操作系統使用Linux操作系統，支持PC端、安卓App端、IOS端APP,系統技術框架應采用SOA軟件架構，同時支持MySQL數據庫以及目前主流數據庫，具有清晰合理的技術架構規劃，滿足資源層、系統層、表示層等的技術分層要求。

　　服務器部署通過采購阿里云服務器，全都部署在云服務器上,使用阿里云物聯網平臺、負載均衡服務、云服務、分布式存儲、數據緩存服務，其中數據緩存每個項目對應一個庫實例、數據庫也是每個項目對應一個庫實例，Web服務集群：部署多個實例集群，每個項目通過子域名訪問，對應一個或多個實例，寫入數據服務，每個項目對應一個或多個實例。

　　監測硬件采用北斗*的GNSS高精度定位技術，集成北斗實時動態定位技術，壓實傳感器和溫度傳感器技術，高精度測量技術輔助測量，挖掘機安裝傳感器和液壓控制閥等裝置，實時對鏟刀位置姿態進行三維自動控制等硬件技術等。

二、系統組成
　　露天礦土石方量剝離智能監測系統，包括車載應用、監控平臺、移動APP三部分組成，車載應用監測和引導機械施工，提高工作效率，監控平臺是信息化綜合展示平臺，數據統一展示分析和預警，移動APP是移動化管理平臺。

三、功能結構
　　系統功能結構包括六大模塊：監控信息大屏、剝離管理、運輸管理、排土管理、剝離量管理，安全生產管理等模塊，實時直觀的展示當前礦區的生產作業情況，提升監管水平，防患于未然。

1.綜合監控大屏
　　綜合監控大屏展示重要數據信息，展示的內容依據需求可進行實時調整，展示的內容包括煤礦統計、產能情況、生成數據、近七日數據變化、安全管理、天氣預報、進度管理、剝離計算、從業人員信息圖標和展示等。土石方剝離智能化監測大屏：根據剝（采）-運-排，各環節過程管理，形成一套露天礦土石方剝離的軟硬件設備集成管理系統，可視化、智能化的直觀顯示現場施工進度和場景，提升了施工的安全性。

2.剝離過程管理
　　對挖掘機加裝高精度北斗定位系統，并在車身和大臂、小臂、挖斗等部位加裝傾角傳感器，可以自動采集挖掘機的鏟斗實時高精度三維位置信息，引導操作手精確開挖邊坡施工。對剝離作業面高精度三維坐標、進度、工作時長等信息進行自動實時監控，對于位置異常、停留等待時間過長等情況進行及時預警。實現覆蓋在礦石表面的土、石等非礦物質去除的過程管理，按照設計規劃剝離方法和規劃，實現數字化統計剝離面積、剝離深度、剝離速度，管理人員需要對剝離過程進行實時監測和調整，確保剝離的質量和效率，為加強剝離作業期間各人員設備之間配合，加強作業人員及設備操作人員安全意識。

挖機數據

預警預測

3.運輸過程管理
　　對剝離土方運輸車加裝北斗定位系統，對車輛進行實時定位，并對車輛行駛軌跡、是否到達排土場進行實時追蹤，對于偏航、未在時間到達地點等情況進行及時預警、及時糾偏。記錄行車視頻，出現安全事故便于追溯。

車輛軌跡：通過GIS地圖直接點擊查看車輛模型，通過時間檢索查詢車輛軌跡，并對車輛軌跡進行播放

車輛定位（車輛狀態離線/在線，車輛總數，在線/離線總數）

4.排土過程管理
　　對排土機械推土機安裝高精度衛星定位系統、傾角等傳感器，實時顯示和記錄推土機作業的高精度三維坐標、設計作業水平、方位、俯仰角、速度、航向等精確數據，引導機手進行排土場平整施工和機道施工。可以將推土機的設備型號進行記錄、顯示和存儲，以及推土機的位置信息與施工過程數據，并且可以將這些信息通過網絡方式上傳至管理中心； 礦山開采過程中會產生大量廢棄物和土石方，排土是指將這些廢棄物和土石方從礦山中運輸出去的過程。排土過程管理主要包括排土路線規劃、運輸設備選擇、土方開挖和運輸的協調等。管理人員需要對排土過程進行實時監測和調整，確保排土的安全和效率。

推土施工

預警預測

5.剝離量的管理
　　通過建立露天礦剝離數字化監控平臺，對三維監控圖以及二維數字監控圖對比分析、聯合互動，對數據整合分析及判斷，實現對每臺施工機械設備的工作運行軌跡和狀態指標信息進行有效監控管理。使管理者可以實時監控各施工作業面的剝離量和施工質量情況、實時糾偏、交互管控，及時發現礦山開采過程中的問題并及時處理，全面提升礦山剝離工程質量，提高管理水平。可以將開采面設計數據文件導入到軟件系統中，系統可以將設計數據文件以三維數據的形式展現在顯控終端上，并且可以實時的顯示鏟刀的三維空間位置與鏟刀到施工設計面的位置高差，引導施工人員進行施工，為加強剝離作業期間各人員設備之間配合，加強作業人員及設備操作人員安全意識，保證安全生產特制定本作業規程。

數據計算

6.安全生產管理
　　智慧礦山安全管理的監測和預警主要包括以下幾個方面，監測礦山的地質結構和地形變化，預警礦山的地質災害，如地震、滑坡、山體崩塌等。監測礦山的氣象環境，預警氣象災害，如暴雨、雪災、高溫等。監測礦山內部和周圍環境的氣體濃度、溫度、濕度等參數，預警火災、爆炸等危險事件。監測礦山的機械設備的運行狀態，預警設備故障或潛在故障，如軸承損壞、電氣故障等。監測礦山的人員活動軌跡，預警人員的異常行為或活動，如進入、越界等。通過安裝監控設備，監控車輛的形式狀態和工作狀態，確保司機是否疲勞駕駛，工作效率和監督司機，保障公司運輸產品的合法質量。

救援預警：以該設備為中心，半徑R米（R的范圍從1~30可調）的范圍內，形成防撞報警區