礦山設備中機械自動化技術的應用研究

（招遠市黃金產業發展促進中心，山東 煙臺 265400）

1 發展歷程

在計算機、通信等技術不太發達的年代，礦井挖掘均由人工完成，生產效率受人為因素影響較大。為改善這一情況，自動化理論被提出，目前該項理論逐漸趨于成熟；設備制造階段。在理論完善基礎上，相關制造企業按照設計圖紙和業主需要，將信息技術融入到設備制造中，在機械中安裝智能化系統，操作員只需在操作界面上按下相關控制按鈕，就能完成對各項開采作業。該階段的礦產開采被稱為半自動化階段；技術和設備優化階段。在半自動時代，各項技術和設備之間的銜接并不緊密，機械失靈、操作失誤等現象經常發生，鑒于此種情況，研究者對相關技術進行優化，并優化機械設備中的智能系統，使其具備簡單的自主意識。操作中若遇到問題，系統會自主做出反饋，及時控制作業過程，有效防止生產偏離設計方向，減少安全事故的發生。現階段很多開采單位已經實現自動化開采作業，工作人員只需在控制終端對開采進度進行實時監控即可，并通過控制界面向設備下達指令。在科技水準不斷提升的現代社會，自動化技術還有較大的發展空間。

2 具體應用分析

（1）開采設備。不同地質的開采，需要的開采設備也是不同的，通常設備類型按照作用形式進行劃分，目前我國的黃金開采機械主要包括采掘、鉆探等。隨著自動化程度的提高，開采的作業效率逐漸提升，我國金礦產量呈現出連年增長趨勢。在相關技術的支撐下，采礦機行進過程中的牽引力明顯增加，其移動過程中受到的阻力被很好地消減。作業過程中采礦機出現故障的次數減少，維護成本降低，其使用壽命自然大大延長。同時，在科技的不斷發展下，滾筒式開采裝置被研制出來，極大改善了在開采中所遇難題。

在技術和設備的不斷優化下，礦產開采的安全程度得到很大提升，生產過程十分順利，再加上近年來我國先后出臺各項開采標準、廢棄物排放標準，礦產開采效率提升的同時，有效保護開采地的生態環境[1]。為更好地控制生產作業，可在礦山的適當位置安裝監控、溫度計以及濕度計，若設備出現故障可及時發現，根據作業現場溫濕度的變化，可將開采進度控制在合理范圍內，有效保證開采過程的安全。

（2）提升設備。此設備是安置在挖掘好的礦井當中的，在地面和地下都有相應的裝置，通常礦山開采使用的提升機體積較大。金礦裝在相應的容器當中，電機提供提升機的工作動力，在鋼絲繩的牽引下完成金礦的整個提升過程。通過對該項技術的不斷優化，很多礦產生產單位已經實現現場無人化生產，將PLC作為控制中心，再加上計算機技術的輔助，整個提升過程只需極少數的操作員在控制中心操控即可，通過電纜、無線電等完成信息傳輸。此外，控制終端還設置有可視化裝置，井下提升處于監控當中，這對提升作業的安全性有很大的促進作用。

在傳統的礦井提升作業中，需要耗費大量的人力物力，工作壓力較大且容易出現各種各樣的差錯。自動化的出現很好地解決了這一問題，機械代替人工完成提升作業，煙塵、礦產放射性不會對人體造成傷害。作業過程中出現問題的次數減少。為保證提升作業的順利進行，定期的設備維護是必不可少的，若發現零件磨損嚴重或出現老化現象需及時更換，并在相應位置加潤滑油，減少提升過程的摩擦阻力，進一步提高生產效率。

（3）運輸設備。經過長期的生產實踐發現，利用輸送帶完成礦產的運輸，是目前較好的一種的運輸方式。其優點是單次運輸量較大，且運輸過程具有較高的穩定性，在自動化管理下，運輸過程很少會出現事故。裝載環節中，該項技術仍然有所體現，機械手在程序控制下自動完成礦料裝載作業，工人的勞動強度降低，企業也無需支付高額的人工費，該項技術的融入，將以往人工運輸的方式徹底改變，只要輸送帶設置合理，運輸過程受到外界環境的影響就會大大降低，無論外界氣溫如何變化，機械式運輸過程完全不受影響。

節約生產時間的同時增加金礦產量，需要的工人數量減少，只需培養操作能力較強的人員，在各項技術標準的約束下，完成相應的操控作業即可。

（4）遠程監控。監控裝置通常和診斷系統是相互依存的，整個過程都需要電能的支撐。其工作原理如下：通過線纜將監控設備和控制中心連接起來，控制中心內部安裝定位系統和故障監測系統，現場設備的工作狀態會被監控記錄下來，通過線纜傳輸到控制中心，系統通過數據分析找出故障產生的詳細位置。對于智能化程度較高的系統，可針對故障給出相應的解決方案，監測系統同時連接報警裝置，一旦出現故障技術員能夠第一時間知道，參考給出的方案及時對故障部位進行修復。遠程監控的實現，極大地保證礦產開采過程的安全性，同時減少設備故障引發的其它問題。

3 應用效果

在機械設備不斷優化的過程中，各大企業逐漸認識到自動化設備在生產中起到的重要作用，因此近年來礦產開采中，機械設備的使用數量呈現出直線上升趨勢，生產過程的自動化程度也在不斷提升。礦產是不可再生資源，其憑借著較高的應用價值，在各個領域都有所滲透。我國對自動化的研究，可追溯到20世紀80年代，在雄厚資金的支持下，我國借鑒外國的優秀經驗并結合本國國情，研究出適合本國礦產行業發展的技術和設備，實現了礦產開采方式的歷史性突破。

自動化成為目前礦產開采發展的主要方向，照明、電力分配以及溫度變化等都實現自動化控制，生產效率明顯提升，再加上全方位的監控和管理，生產盲區基本掃除。整個生產系統的聯動性增強，便于企業對生產過程進行集中控制和管理，設備相互合作形成一個龐大的自動化系統，設備之間是相互獨立的，若某設備出現故障系統會自動切斷對該設備的電能供應，并啟動備用方案維持生產過程的正常運行。

4 發展趨勢展望

目前我國政府十分重視對自動化技術的研究，尤其是礦產開采自動化，開采效率的增加意味著有更多的自然資源供人類使用，對該項技術的發展趨勢進行總結就是智能化。現階段礦產開采中的控制系統具有的是簡單的思維能力，只能處理較為簡單的問題。在未來的研究中，控制系統的自主意識會逐漸向人類的大腦靠近，其“思考問題”的深度和廣度會進一步提升；環保化。傳統礦產生產中，每年都需要更換大量的機械設備，這對環境保護是極為不利。為解決這一問題，在提高自動化程度的同時，要兼顧設備材料的優化，延長設備壽命，減少其維護和更換頻率，盡量使用環保型材料，加速廢棄物的降解速率；加快對技術型人才的培養。確保操作人員充分了解系統的構造及工作原理，明確操作規范，將設備的作用充分發揮出來。總之，該項技術與社會各方面的發展息息相關，將兩者的關系協調好，才能真正實現此項技術的突破性發展。