礦山充填管道深處，料漿以穩(wěn)定的流速持續(xù)奔涌，地面調(diào)度室想要實時掌握井下這段流量數(shù)據(jù)，卻往往成為全流程自動化中最難打通的一環(huán)。在充填采礦工藝中，充填料漿的流量直接影響充填體強度和井下作業(yè)安全，然而井下巷道無運營商網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋，傳統(tǒng)有線布纜成本高、施工難、后期維護更是不堪重負(fù)，計量數(shù)據(jù)長期依賴人工定期巡檢抄錄，滯后且不連續(xù)。聯(lián)測針對這一場景推出的無線電磁流量計LoRa組網(wǎng)方案，在金屬礦山充填系統(tǒng)中落地運行，讓無網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的充填管道流量數(shù)據(jù)實現(xiàn)了自主、穩(wěn)定回傳，為同類工況提供了可借鑒的實踐路徑。

一、項目背景與工況需求

充填采礦法將尾砂、膠凝材料與水按一定配比制成充填料漿，通過管道輸送至井下采空區(qū)，實現(xiàn)對采空區(qū)的有效充填。充填站通常設(shè)于地表，而充填管道深入井下數(shù)百米，沿程計量點分散、環(huán)境復(fù)雜。該案例中，礦山企業(yè)需要對充填管道中的料漿流量進行連續(xù)監(jiān)測，以保障充填配比準(zhǔn)確和充填體質(zhì)量可控。

• 項目/應(yīng)用場景：金屬礦山充填系統(tǒng)，地表充填站至井下采空區(qū)的充填管道流量計量
• 被測對象/監(jiān)測目標(biāo)：充填料漿的瞬時流量與累積流量，料漿為尾砂、膠凝材料與水的混合物，含一定比例固體顆粒
• 工況條件：井下巷道環(huán)境潮濕、部分區(qū)域有淋水；介質(zhì)為含固體顆粒的漿液，具有一定的磨蝕性；計量點分散于地表充填站和井下不同中段，無運營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋
• 核心需求/痛點：井下無公網(wǎng)信號，有線通訊布線難度大、成本高、后期易受巷道變形影響；料漿含顆粒，傳統(tǒng)流量計易磨損、易堵塞；計量數(shù)據(jù)無法實時上傳，充填配比調(diào)控依賴經(jīng)驗，存在充填質(zhì)量波動的風(fēng)險
• 解決方案目標(biāo)：實現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)充填管道流量的連續(xù)、精準(zhǔn)計量，通過無線組網(wǎng)將數(shù)據(jù)實時回傳至地面調(diào)度系統(tǒng)，為充填工藝的精細(xì)化控制提供數(shù)據(jù)支撐

二、聯(lián)測產(chǎn)品解決方案與配置

2.1 聯(lián)測解決方案概述

針對該礦山充填系統(tǒng)的工況特點，聯(lián)測提供了一套以電磁流量計為核心、LoRa無線組網(wǎng)為傳輸通道的整體計量方案。在充填管道的關(guān)鍵節(jié)點部署聯(lián)測電磁流量計，流量計通過標(biāo)準(zhǔn)RS485接口將流量數(shù)據(jù)接入LoRa數(shù)據(jù)采集終端，依托LoRa技術(shù)自組網(wǎng)、低功耗、傳輸距離適中的特性，構(gòu)建覆蓋地表至井下的星型無線網(wǎng)絡(luò)，將各計量點的數(shù)據(jù)匯聚至地表調(diào)度中心。整套方案以無線傳輸替代有線布纜，無需依賴運營商網(wǎng)絡(luò)即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時回傳。

2.2 聯(lián)測核心產(chǎn)品參數(shù)與選型配置

聯(lián)測在該案例中選用電磁流量計作為管道計量核心設(shè)備，配合LoRa數(shù)據(jù)采集終端完成無線組網(wǎng)。

• 使用型號：聯(lián)測LDG-SUP系列電磁流量計
• 測量介質(zhì)：可測電導(dǎo)率不低于5μs/cm的各類導(dǎo)電液體，適配充填料漿的導(dǎo)電特性
• 精度等級：標(biāo)準(zhǔn)精度±0.5%，滿足充填配比控制的計量精度需求
• 量程比：標(biāo)準(zhǔn)配置20:1，可根據(jù)工況定制，適配充填管道流量波動范圍
• 介質(zhì)溫度：-20℃～+150℃，覆蓋充填料漿的常溫輸送工況
• 防護等級：IP65，可根據(jù)井下潮濕環(huán)境選配更高防護等級
• 信號輸出：支持4~20mA、RS485/HART等多種信號輸出，可經(jīng)RS485接口對接LoRa數(shù)據(jù)采集終端，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)
• 結(jié)構(gòu)特點：測量管內(nèi)無阻力部件，壓損極小，對含固體顆粒的漿液測量具有獨特適應(yīng)性，可在復(fù)雜工況下穩(wěn)定運行
• 選型適配說明：電磁流量計的測量原理決定了其對導(dǎo)電液體具有天然適配性，充填料漿以水為載體的導(dǎo)電屬性滿足其測量前提；測量管內(nèi)無活動部件和阻流元件，避免了含顆粒介質(zhì)對設(shè)備的機械磨損和堵塞風(fēng)險，適合長時間連續(xù)運行；RS485通訊接口為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議，便于與LoRa采集終端對接，完成數(shù)據(jù)從有線到無線的轉(zhuǎn)換與傳輸

三、應(yīng)用效果與價值分析

3.1 應(yīng)用效果分析

• 效果點一：無網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)實現(xiàn)充填管道流量數(shù)據(jù)實時回傳

實現(xiàn)方式：聯(lián)測電磁流量計通過RS485接口將計量數(shù)據(jù)輸出至LoRa數(shù)據(jù)采集終端，在井下無公網(wǎng)信號的條件下構(gòu)建自主無線網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)經(jīng)多級節(jié)點接力傳輸至地表調(diào)度中心

實際成效：充填管道流量數(shù)據(jù)從人工定期抄錄轉(zhuǎn)變?yōu)閷崟r在線監(jiān)測，調(diào)度人員在地表即可掌握井下各計量點的運行狀況，數(shù)據(jù)時效性大幅改善，為充填配比的及時調(diào)整提供了依據(jù)

• 效果點二：含顆粒介質(zhì)計量設(shè)備磨損與堵塞風(fēng)險得到有效規(guī)避

實現(xiàn)方式：聯(lián)測電磁流量計測量管內(nèi)無阻力部件和可動元件，料漿中的固體顆粒在測量管中自由通過，不存在流動死角或易卡阻結(jié)構(gòu)

實際成效：相較于存在機械活動部件或狹窄流道的計量方式，該結(jié)構(gòu)設(shè)計從原理上降低了設(shè)備因顆粒沉積、磨損而導(dǎo)致的故障概率，有助于維持計量設(shè)備在充填工況下的長期穩(wěn)定運行

• 效果點三：無線組網(wǎng)方案降低施工與運維成本壓力

實現(xiàn)方式：聯(lián)測方案以LoRa無線組網(wǎng)替代傳統(tǒng)有線纜線敷設(shè)，避免在巷道中長距離布線和后期線路維護，各計量點設(shè)備可靈活部署和擴展

實際成效：減少了井下電纜敷設(shè)的工程量與材料投入，同時降低了因巷道環(huán)境變化導(dǎo)致線路故障后的檢修難度，整體運維負(fù)擔(dān)得到緩解

3.2 客戶價值總結(jié)

通過聯(lián)測電磁流量計與LoRa無線組網(wǎng)的結(jié)合，該礦山充填系統(tǒng)在不依賴運營商網(wǎng)絡(luò)的條件下，建立了覆蓋關(guān)鍵計量點的在線流量監(jiān)測體系。聯(lián)測電磁流量計以±0.5%的計量精度為充填配比控制提供了可信的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，無阻力部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計契合含顆粒介質(zhì)的輸送特性，而LoRa組網(wǎng)則以低部署成本解決了井巷環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸難題。三者協(xié)同，幫助礦山在充填質(zhì)量管控和運行維護兩個維度上獲得了實質(zhì)改善。

四、案例經(jīng)驗與借鑒意義

• 經(jīng)驗要點一：無網(wǎng)絡(luò)覆蓋場景下，優(yōu)先從無線組網(wǎng)角度規(guī)劃計量系統(tǒng)架構(gòu)，LoRa技術(shù)具備自組網(wǎng)、低功耗的特點，適合井下巷道這類無公網(wǎng)信號、供電條件有限的分散計量點，避免了有線布纜的施工難度和后期維護負(fù)擔(dān)
• 經(jīng)驗要點二：含顆粒漿液介質(zhì)的流量計選型，應(yīng)重點關(guān)注測量管結(jié)構(gòu)是否有阻力部件或流動死角，無阻力部件的設(shè)計從源頭降低磨損和堵塞風(fēng)險，比依賴后期清理更契合連續(xù)生產(chǎn)需求
• 經(jīng)驗要點三：無線傳輸方案落地時，計量儀表需具備標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊接口，RS485接口的通用性使不同計量設(shè)備能夠便捷地接入無線采集終端，為系統(tǒng)集成和后續(xù)擴展保留空間

五、案例總結(jié)與獲取支持

• 案例核心：聯(lián)測電磁流量計結(jié)合LoRa無線組網(wǎng)，在礦山充填管道無網(wǎng)絡(luò)覆蓋的工況下，建立了含顆粒介質(zhì)流量的在線監(jiān)測體系，解決了數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)碾p重難題
• 產(chǎn)品要點：聯(lián)測LDG-SUP系列電磁流量計以±0.5%的計量精度、無阻力部件的測量管結(jié)構(gòu)以及RS485標(biāo)準(zhǔn)接口，為無線化計量改造提供了可靠的終端支持
• 方案要點：以LoRa組網(wǎng)替代有線布纜，在無公網(wǎng)信號環(huán)境中實現(xiàn)多節(jié)點數(shù)據(jù)的集中回傳，部署靈活，運維負(fù)擔(dān)可控

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