自然资源部先进适用技术展播 | 砂石骨料生产智能化设计与控制技术(自然资源先进工作者事迹材料)|科技 |mm |自然资源 |骨料 |展播 |技术

先进适用技术

2025年，自然资源部发布《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录(2025年版)》，砂石行业20多项技术入选（中国砂石协会推荐19项）。为贯彻自然资源部相关推广要求，“让有需求的企业找到适用技术，让先进技术找到适用的企业”，中国砂石协会融媒体平台推出相关入选技术的系列报道。本次展播的先进适用技术是：山东鑫金山智能装备公司、北京百旺环境科技股份有限公司——砂石骨料生产智能化设计与控制技术。

山东鑫金山智能装备公司、北京百旺环境科技股份有限公司

砂石骨料生产智能化设计与控制技术

技术简介

砂石骨料生产智能化设计与控制技术以“智能化”与“绿色化”为核心驱动力，融合先进仿真、人工智能、物联网、大数据及工业互联网等新一代信息技术，对破碎筛分工艺、装备运行模式、工厂管理体系进行全方位重塑，致力于打造资源利用率高、能耗与排放低、劳动生产率高、本质安全水平高的现代智能化。

技术类型

绿色砂石骨料装备智能化新技术和新工艺

适用范围

本技术广泛用非金属矿绿色矿山、绿色工厂、绿色基地

技术内容

（一）基本原理

本项目以砂石骨料生产设备的智能化和节能降噪为关键技术突破点，利用动力学仿真和模态分析技术，实现对关键部位温度、振动和磨损的检测，增加智能润滑系统，实现设备智能化运行，利用人工智能技术选择最佳的控制策略，实现破碎过程的智能控制，将先进控制思想与操作经验相结合实现矿石破碎过程的优化控制，达到节能降耗的总体目标。通过高压变频技术和吸音减振技术，达到节能降噪效果，初步估计系统节能20%以上，设备噪音降低15%以上，运行效率提高10%以上，资源利用率提高25%，提高劳动生产率20%以上，提高产值10%以上。

（二）关键技术

1.破碎过程仿真与破碎机优化设计技术。利用EDEM软件对石料破碎过程进行仿真，优化锤头一石料以及石料一石料撞击相关参数：利用ADAMS、ANSYS软件对石料破碎过程中破碎机进行动力学仿真和模态分析，优化破碎机结构参数,确定破碎机振动特性。

3.多传感器数据融合技术。破碎机、振动筛、皮带输送机和袋式除尘器等设备安装有不同类型的传感器，如温度、压力、加速度、转速等。这些传感器得到数据不是简单的显示，是用来衡量设备的运行状态。需要信息系统建模对传感器的数据进行分析和融合，避免误报警、虚报警。

4、面向节能降耗的智能控制系统。矿石破碎过程受到矿石种类、大小等多种因素的影响，单一的控制方法往往很难取得理想的控制效果。本项目针对矿石的特性，在研究模糊控制、预测控制等多种控制方法的基础上，利用人工智能技术选择最佳的控制策略，实现破碎过程的智能控制。达到节能降耗的总体目标。

（三）工艺流程

石灰石原料经汽车运输卸至新建的混凝土受料斗内，受料斗下方设置一台板式给料机和一台棒条给料机，原料中的山皮土和岩隙土夹杂着部分碎石由板喂机送到棒条给料机的棒条间隙掉下，经皮带机进入一台除泥筛分机，该筛用于土与碎石的分离，筛下的废弃土由皮带机送入渣土堆，筛上的碎石再经皮带机输送至主破皮带。原料中的大块物料由给料机喂入单段锤式破碎机进行破碎，破碎后的物料由皮带机输送至中转仓，中转仓下方设置地廊，由地廊皮带机输送至一级筛分系统（筛网31.5×31.5mm、20×20mm），物料经筛分机筛分后，大于31.5mm物料由皮带机返回至回料破继续破碎，破碎后的物料由皮带机输送至中转仓，如此循环。一级筛分系统筛出一种成品料（20-31.5mm）。小于20mm物料则由皮带机输送至二级筛分系统（筛网10×10mm、5×5mm、）进行筛分，出三种成品料（10-20mm、5-10mm、0-5mm）。

物料经一、二级筛分系统筛分后，粒径20-31.5mm、10-20mm、5-10mm、0-5mm的成品料由皮带机输送至相应成品库储存；

成品骨料库库底均设有一体式除尘散装机，对库内物料进行装车发运。

整个骨料生产系统设置袋式收尘器，分别用于石灰石受料斗、皮带机转运点、原料筛分、破碎机、以及成品库顶收尘。收尘管道布置于系统各处扬尘点；原料受料斗及成品散装等无组织排尘处设置水雾收尘系统，确保整个系统粉尘达标排放。

工艺流程图

智能控制技术：项目以破碎、筛分、输送和除尘设备智能化为基础，利用高压变频技术，实现设备节能降噪和生产线产能自动匹配，实现砂石矿山智能工厂的远程智能监控、故障预测和诊断、可持续性维护及生产大数据的汇总分析，再通过智能化装车系统、智能进料系统和工厂综合管理系统，利用工业互联网技术将工厂的设备运行数据、生产经营数据、环境数据和监控视频等大数据传输到工业云平台，提高设备运行稳定性，打造随时随地可视化的智能工厂。

主要技术指标

1．该产品实现远程智能监控、故障预测和诊断、可持续性维护及生产大数据的汇总分析，再通过智能化装车系统、智能进料系统和工厂综合管理系统，运行效率提高10%以上，资源利用率提高25%，提高劳动生产率20%以上，提高产值10%以上。

2．采用湿法和干法混合除尘技术，减少了施工场地降尘用水，粉尘排放量9.3mg/m³，远低于国家粉尘排放标准（30mg/m³），符合国家绿色产品需求。

3．从破碎、输送、储存均采用全封闭式结构，受环境影响小，提高产品固废利用率。

4．通过工业云和移动APP，实现公司与客户，产品销售和售后服务人员，生产线操作人员与管理人员等多角度、多方位对砂石矿山智能工厂的实时在线掌握。

5．与短流程工艺相结合，实现产品工艺流程短，减少项目占地面积，节约建设成本。

典型实例及成效

目前该产品已在中电建安徽长九新材料股份有限公司，永昌路桥集团、华新水泥，枣庄交通发展有限公司以及山东银光汇通建材有限公司、广西有利新材料科技有限公司等40余家公司应用，运行稳定，故障率低。全封闭生产，受环境影响小，节能减排，为客户降低生产成本，提高劳动生产率和资源利用率，节地节水节能及减排效果显著，满足客户生产需求，得到客户的一致好评。

典型实例:

山东临沂项目：投资7267.12万元，采用全封闭结构与智能控制系统，固废利用率从85%提升至97%，年增产值0.72亿元，节约建设成本2700万元，综合电耗降低28.57%，年节水270万吨。

山东枣庄项目：投资4183.75万元，通过短流程工艺节约土地24亩，固废利用率达99%，产值提高14.12%，噪音降低15%以上，节能20-30%。

湖北武穴项目：投资4568.75万元，劳动生产率从82%提升至98%，节约土地27亩，固废利用率从80%提升至95%，粉尘排放9.3mg/m³（远低于国标30mg/m³）。

推广前景

本技术广泛用非金属矿绿色矿山、绿色工厂、绿色基地建设，应用前景广泛。

尤其是绿色砂石矿山智能工厂采用智能单段锤式破碎机，将爆破后的毛石一次性破碎至成品料粒度，直接进入筛分系统进行筛分，其破碎流程短，从破碎、输送、储存均采用全封闭式结构，受环境影响率，提高产品固废利用率，具有广阔的应用前景。

该技术不仅能应用于绿色矿山骨料生产，也能应用于矿山废石、建筑废弃物的资源化利用领域，商混和干混行业的骨料再优化，制造高品质的机制砂石骨料，满足高性能混凝土的使用需求。

山东鑫金山智能装备有限公司成立于2009年，专注砂石装备研发制造，为矿山企业提供从勘探设计到运营服务的EPCO一体化定制模式。公司技术实力雄厚，参与制定国家标准6项、行业及团体标准5项。拥有山东省企业技术中心、工程实验室等多个省级研发平台，获评国家高新技术企业、专精特新“小巨人”、山东省制造业单项冠军等荣誉。

公司多项技术成果达到国内领先或国际先进水平，其中“短流程低耗能高品质砂石制备技术”国际先进，“矿物破碎流水生产线智能管控系统”获山东省工业科技进步二等奖。台时3000吨智能控制矿物破碎机被列入省重点新产品推广目录。鑫金山以创新驱动发展，已成为砂石装备制造行业的领先企业。

责编 | 刘钗 · 校对 | 翟文静 · 审核 | 张朋