Ứng dụng khai thác hiệu Mỏ hiệu quả và an toàn áp dụng tại Úc

Các mỏ tối và thông gió kém thường chứa đầy khí độc. Để đảm bảo an toàn tại nơi làm việc, hệ thống thông gió, thoát nước và chiếu sáng tốt phải được thực hiện trước khi thực hiện các quy trình bảo trì và bắt đầu hoạt động khai thác. Đồng thời, khai thác và chế biến khoáng sản tạo ra các chất ô nhiễm như kim loại nặng và thoát nước mỏ axit. Nước bị ô nhiễm sau đó lan sang các khu vực khác, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt và chất lượng đất tại địa phương. Tuy nhiên, trước đây việc giám sát chất lượng môi trường không hề dễ dàng; do đó, tai nạn xảy ra thường xuyên.

Giám sát môi trường tại các mỏ dưới lòng đất đang có nhu cầu lớn ở Úc - một trong những nhà xuất khẩu quặng sắt và than lớn nhất trên toàn cầu. Nghiên cứu điển hình này minh họa cách giải pháp giám sát môi trường của ICP DAS giúp khách hàng giám sát nồng độ của các loại khí khác nhau và phát hiện rò rỉ chất lỏng trong mỏ, cũng như giám sát hệ thống thoát nước và chất lượng nước trong các trạm bơm, tạo ra môi trường làm việc an toàn và thoải mái nhất.

Xây dựng môi trường làm việc an toàn nhất trong các mỏ hầm lò

Cấu trúc của mô hình gồm ba phần: giám sát chất lượng không khí và môi trường, giám sát tài nguyên nước và trực quan hóa dữ liệu dựa trên đám mây.

Để giám sát chất lượng không khí và môi trường trong các mỏ hầm lò, khách hàng lắp đặt Trạm thời tiết mini DLW-1243 để phát hiện CO, CO2 và NH3. Ngoài ra, khách hàng còn sử dụng DLW-1200 để phát hiện hướng gió, tốc độ gió, nhiệt độ & độ ẩm, Bộ ghi dữ liệu DL-303-IP65 để đo CO, CO2, nhiệt độ & độ ẩm và DL-1050 để thu thập thông tin về O2, nhiệt độ và độ ẩm. Để tích hợp, khách hàng sử dụng Màn hình LED công nghiệp iKAN-116-IP65 để hiển thị dữ liệu môi trường và thông báo cảnh báo. Đầu dò rò rỉ chất lỏng CA-LLD-DP100 và Mô-đun phát hiện rò rỉ chất lỏng iSN-104 cũng được lắp đặt để giám sát rò rỉ nước trong đường hầm. Những dữ liệu này sau đó được truyền đến Bộ điều khiển IIoT WISE-5231 thông qua giao thức truyền thông Modbus RTU.

Để giám sát tài nguyên nước, khách hàng lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng và cảm biến chất lượng nước tại trạm bơm cạnh các mỏ dưới lòng đất để thu thập dữ liệu về lưu lượng nước, pH, đồng, asen, kẽm, cadmium, v.v. Thông tin được gửi đến WISE-5231 khác, thông qua giao thức truyền thông Modbus RTU để điều khiển máy bơm theo nhu cầu tại chỗ. Khi dữ liệu về mực nước hoặc chất lượng nước có biểu hiện bất thường, WISE-5231 sẽ kích hoạt Còi báo động đầu dò Piezo ALM-Horn-MRTU-BR để nhân viên tại chỗ khắc phục sự cố ngay lập tức.

Khách hàng cài đặt phần mềm quản lý đám mây IoTstar trên máy tính tại trung tâm điều khiển. Bảng điều khiển trực quan hóa dữ liệu hỗ trợ nhân viên quản lý giám sát và điều khiển từ xa.

Series DLW-1000 – trạm thời tiết mini đo dữ liệu khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, hướng gió, lượng mưa, độ rọi, áp suất khí quyển và mực nước biển; Nó cũng đo chất lượng không khí bằng cách phát hiện CO, CO2, O2, NH3, HCHO, H2S, PM1/2.5/10 và TVOC trong thời gian thực. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ các giao thức truyền thông Modbus RTU/TCP và MQTT. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng Trạm thời tiết mini DLW-1243 để phát hiện CO, CO2 và NH3. Đồng thời, khách hàng còn sử dụng Trạm thời tiết mini DLW-1200 để đo hướng gió, tốc độ gió, nhiệt độ & độ ẩm. Sau đó, dữ liệu được thu thập sẽ được gửi đến Bộ điều khiển biên IIoT thông minh WISE-5231 để thực hiện các chức năng điều khiển và cảnh báo logic đơn giản.

Series DL-300 – dòng sản phẩm đo và ghi lại dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, điểm sương, CO, CO2, HCHO, TVOC, NH3 và H2S với bao gồm tem ngày và thời gian. Nó có thể lưu trữ tới 450.000 bản ghi có thể tải xuống. Các cảm biến khí thuộc dòng này hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông khác nhau như DCON, Modbus RTU, Modbus TCP và MQTT, có thể tích hợp liền mạch với HMI hoặc SCADA. Nhân viên quản lý có thể tải xuống Ứng dụng iAir do ICP DAS phát triển trên điện thoại di động để truy xuất dữ liệu thời gian thực được giám sát bởi dòng DL-300 bất cứ lúc nào và gửi tin nhắn tới màn hình LCD được tích hợp trên các mô-đun. Ngoài ra, iAir Utility của ICP DAS – một phần mềm miễn phí – có thể được cài đặt trên PC để sử dụng nhóm cho nhiều dòng DL-300 và xuất tệp CSV cho nhân viên quản lý từ xa để kiểm tra và quản lý dữ liệu một cách thuận tiện. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng DL-303-IP65 để thu thập thông tin về CO, CO2, nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời truyền dữ liệu thu được đến Bộ điều khiển biên IIoT WISE-5231.

Series DL-1000 – mô-đun ghi dữ liệu có thể được sử dụng để đo dữ liệu về O2, CO, CO2, HCHO, NH3, H2S, TVOC, PM1/2.5/10, nhiệt độ, độ ẩm và lưu trữ tới 180.000 bản ghi theo ngày và giờ. dấu thời gian. Khi nồng độ khí và các hạt có hại quá cao, dòng DL-1000 sẽ đưa ra cảnh báo. Ngoài ra, dòng sản phẩm này còn hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông khác nhau như DCON, Modbus RTU, Modbus TCP và MQTT. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng DL-1050 để đo dữ liệu O2, nhiệt độ và độ ẩm, sau đó gửi dữ liệu đã thu thập đến WISE-5231.

Series iKAN – màn hình LED công nghiệp hỗ trợ ký tự ASCII và Unicode, có thể hiển thị ký tự đa ngôn ngữ. Ngoài ra, dòng sản phẩm còn hỗ trợ các giao thức truyền thông Modbus, cho phép tích hợp hệ thống với nhiều loại PLC, HMI hay SCADA. Trong trường hợp này, Màn hình LED công nghiệp iKAN-116-IP65 hiển thị nhiều dữ liệu môi trường và thông báo cảnh báo, cho phép nhân viên tại chỗ theo dõi các điều kiện môi trường làm việc trong thời gian thực.

Đầu dò rò rỉ chất lỏng CA-LLD-DP100 phát hiện rò rỉ chất lỏng và mực nước ở một vị trí cụ thể. Đầu dò có thể được đặt ở đầu ống thoát nước, bên trong bể chứa nước hoặc thùng chứa nước và tại các vị trí khác có không gian hạn chế. Thiết bị này có hai đầu dò (cảm biến) ở đế. Cả hai đầu dò phải tiếp xúc đồng thời với chất lỏng để hoàn thành mạch và kích hoạt báo động. Để tích hợp, CA-LLD-DP100 phải hoạt động với Mô-đun phát hiện rò rỉ chất lỏng iSN-104 để truyền dữ liệu đến Bộ điều khiển WISE-5231.

Bộ điều khiển biên IIoT thông minh WISE của ICP DAS được sử dụng rộng rãi để điều khiển và giám sát logic trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Câu lệnh IF-THEN-ELSE tích hợp cung cấp khả năng thực thi logic tự động một cách ổn định và hiệu quả. Bộ điều khiển còn thực hiện các chức năng tính toán, lập lịch và gửi tin nhắn cảnh báo qua email và Line/WeChat/SMS. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng hai WISE-5231. Một cái nhận thông tin rò rỉ về môi trường và chất lỏng, trong khi cái còn lại thu thập dữ liệu dòng nước. Sau đó, cả hai truyền dữ liệu trở lại trung tâm điều khiển thông qua Modbus TCP, phân phối thông báo cảnh báo khi có sự bất thường phát sinh và kích hoạt Còi báo động đầu dò Piezo ALM-Horn-MRTU-BR và các thiết bị liên quan cùng một lúc.

IoTstar là phần mềm quản lý đám mây IIoT được phát triển bởi ICP DAS. Nó cho phép điều khiển, quản lý và giám sát từ xa các bộ điều khiển ICP DAS IIoT – dòng WISE/PMC/PMD, cũng như các mô-đun I/O, thiết bị và thiết bị được kết nối với bộ điều khiển. Thông qua Dashboard Service IoTstar, người dùng có thể xây dựng các bảng thông tin tùy chỉnh và có thể chia sẻ hiển thị dữ liệu đã biên soạn dựa trên nhu cầu của họ. IoTstar Report Service cung cấp các báo cáo thống kê và thông tin có thể được tìm kiếm và xem xét. Ngoài ra, báo cáo có thể được xuất dưới dạng tệp PDF và Excel.

Giám sát nhiệt độ thời gian thực của vòng bi băng tải bằng mô-đun nhiệt độ không dây của ICP DAS

Khi băng tải khai thác hoạt động, nhiệt năng được tạo ra do ma sát giữa bụi tích tụ và ổ trục băng tải. Năng lượng nhiệt sinh ra càng nhiều thì vòng bi càng bị mòn nhiều, tỷ lệ thuận và ngược lại. Vì vậy, việc theo dõi nhiệt độ của vòng bi giúp nhân viên quản lý đánh giá được độ hao mòn và ước tính tuổi thọ của vòng bi. Do đó, việc sửa chữa và thay thế có thể được lên lịch để bảo trì phòng ngừa nhằm tránh việc ngừng hoạt động ngoài kế hoạch do hao mòn nghiêm trọng hoặc tai nạn hỏa hoạn dẫn đến tai nạn tại nơi làm việc.

Series iWSN-3020 của ICP DAS – mô-đun đo nhiệt độ cung cấp cặp nhiệt điện hai kênh để đo nhiệt độ và hỗ trợ sử dụng băng tần 433 MHz để liên lạc tần số vô tuyến không dây. Người dùng có thể đặt 16 kênh không dây và 4 ID nhóm, bao gồm tối đa 64 mạng con RF, tạo điều kiện cho việc phân biệt, quản lý và kiểm soát các mạng không dây 433 MHz. Ngoài ra, người dùng có thể hoàn tất cài đặt chỉ thông qua các công tắc DIP.

Ngoài ra, iWSN-3020 còn cung cấp pin lithium để cấp điện, vỏ IP65 để bảo vệ chống bụi và nước cũng như phương pháp lắp đặt hấp phụ từ tính giúp giảm chi phí đi dây. Những tính năng này cho phép theo dõi nhiệt độ lâu dài của vòng bi băng tải trong môi trường khắc nghiệt như mỏ và giảm chi phí đi dây. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng dòng iWSN-3020 để thu thập dữ liệu nhiệt độ trên vòng bi băng tải và thường xuyên gửi dữ liệu thu được đến dòng iWSN-200 – bộ tập trung dữ liệu qua tần số 433 MHz. Sau đó, Bộ điều khiển IIoT WISE-5231 sẽ truyền tất cả dữ liệu đến trung tâm điều khiển.

Kết luận

Hoạt động khai thác có thể được chia thành khai thác bề mặt và khai thác ngầm. Mỗi phương pháp và quy trình khai thác đều có tác động khác nhau đến môi trường. Tuy nhiên, tất cả các hoạt động khai thác mỏ như khai thác khoáng sản, đóng cọc, nghiền, chế biến, bốc dỡ và vận chuyển đều tạo ra các chất gây ô nhiễm ảnh hưởng xấu đến chất lượng không khí. Vì vậy, cơ quan bảo vệ môi trường ở mỗi quốc gia đặt ra các quy định liên quan đến khai thác mỏ để đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành các mỏ hầm lò.

ICP DAS cung cấp giải pháp giám sát môi trường linh hoạt trong triển khai. Những giải pháp này trước đây đã được áp dụng ở nhiều lĩnh vực và địa điểm khác nhau, bao gồm phòng sạch trong ngành bán dẫn, ngành công nghiệp đồ uống. ICP DAS hỗ trợ khách hàng xây dựng các nhà máy kỹ thuật số bằng cách theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, giá trị nồng độ khí và rò rỉ chất lỏng. Chúng thực hiện giám sát môi trường chính xác trong nhà máy và tối đa hóa hiệu quả sản xuất. Đồng thời, khách hàng giảm thiểu ô nhiễm không khí và nước do doanh nghiệp gây ra để đạt được mục tiêu ESG.