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物聯網智能錨杆監測在采矿安全中的應用

2019-10-24 09:25 物联之家网

导读:一种创新的、无损的錨杆監測方法正在证明物聯網对采矿安全的强大作用。

圖片來源:https://pixabay.com/images/id-4107262/

編譯:iotohme

一种创新的、无损的錨杆監測方法正在证明物聯網对采矿安全的强大作用。

“安全第一”是采礦業的口號,並非沒有道理。雖然確切數字仍不清楚,但專家估計全球每年約有20,000名礦工死亡。根據國際勞工組織(ILO)的數據顯示,采礦業占全球就業的1%,但占致命事故的8%。這些統計數據還沒有涵蓋無數的非致命性工傷案件。鑒于巨大的財務和人力成本以及生産力損失,每起采礦事故造成的經濟影響可能超過500萬美元。

礦井頂板坍塌的危險

在衆多的潛在危險中,礦井頂板坍塌是一個普遍面臨的問題。在美國煤礦開采中,礦井頂板坍塌事故約占所有礦井死亡人數的50%,事故數量巨大,但有一個共同的潛在原因——錨杆失效。

采礦業廣泛依賴于錨杆來支撐和穩定地下礦洞的結構。這些鋼棒安裝在礦井頂板上,將岩體綁在一起,以幸免變形並確保礦井的堅固性。它們的失效會導致災難性的頂板坍塌,進而傷及工人生命,並給公司帶來巨額財産損失。

在連續地震事件和地下水腐蝕的嚴峻影響下,錨杆極易發生斷裂、生鏽和腐蝕,從而降低其承載能力。監測這些加固支柱的完整性至關重要,但仍然是一項重大挑戰。

傳統做法僅限于目視檢查或從岩體中移除螺栓進行檢查。不用說,兩者都不是最佳的,後者自己效率低下且複雜,更不用說損壞螺栓的風險了。由于缺乏能見度,采礦經營者和工人對地下情況的了解非常模糊。

錨杆監測的无损方法

物聯網带来的新一波智能傳感器技術正在为有效的、无损的錨杆監測打开大门。这些傳感器内置于螺栓中,可自动捕捉结构和操作条件的多个读数。例如,沿螺栓分布的振动和应变仪可检测到可能会损坏其完整性的地震事件和负载水平。同样,超声波傳感器会识别出异常声波,这些声波表明裂纹或分层问题。

物聯網傳感器嵌入通信模块,可将这些读数无线传输到内部利用系统。通过设置自动工作流程,可以提醒工人变形的危险。这样可以及时接纳纠正措施,以规避整个岩体的灾难性破坏。

更进一步,采矿经理甚至可以利用物聯網数据中的上下文信息来改善未来的地面利用实践。通过对历史缺陷和地震活动的恒久分析,可以更准确地了解地面支撑系统的退化模式和使用寿命。(来源物联之家网)这可以对系统设计以及钻孔和挖掘活动水平进行相关调整,以提高操作安全性。

展望未來

物聯網在采矿安全方面的潜力是巨大的,其在岩石錨杆監測中的應用就是有力的证据。

为了让公司快速从中提取价值,基于物聯網的岩体錨杆監測系统必须经济高效、易于安装和治理。由于螺栓牢牢嵌入岩体中,傳感器必须能够在不更换电池的情况下工作多年。最重要的是,在极端深度和非对称地形的恶劣地下环境中,必须保证高数据接收速率。

最終,所有這些要求都歸結爲對高度穩健、經濟高效和高能效網絡連接的需求。