礦山自動化技術的發展和應用

王大偉 張元振

摘 要：隨著科技的不斷發展，自動化技術的發展也十分迅速，并且已經廣泛地應用到各個行業中。在礦山機械設備中廣泛應用自動化技術，不僅提高設備的運行效率，而且降低了勞動力，有效推動了礦山行業的發展。本文主要針對自動化技術在礦山機電設備控制中的應用進行了分析，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：自動化技術；礦山機電控制；應用分析

引言

我國社會經濟不斷發展，促使我國對礦產資源的需求逐漸增加，為了滿足人們對于礦產的需求，我國加大了對礦產資源的開采力度。礦產資源的開采離不開機器設備，過去礦山開采使用的機電設備效率較低，而且會消耗大量的資源，開采成本較高，這種開采設備已經不能滿足現在礦山開采的需求，在新的形勢下，礦山開采對機電設備的要求逐漸提高，因此，必須加大對礦山開采機電設備的研究力度，實現礦山機電設備自動化控制。

1礦山中應用自動化技術的意義

隨著我國經濟與科技的不斷發展，人們對礦山產出的數量和質量都提出了更高的要求，因此需要提高礦山機電設備的自動化程度，這樣才能滿足開采的需求。礦山機電控制的升級能有效提升礦山的采出量，提高礦山開采的工作效率。自動化在礦山機電設備中的應用能夠簡化操作流程，優化控制體系，而且能夠降低勞動力，節約礦山開采成本。另外，從工作安全方面來說，自動化的應用減少了人工操作帶來的失誤，而且能夠保障工作人員的安全。

2自動化技術在礦山中的應用

2.1在螺桿空壓機中的應用

螺桿式空壓機具有較強的實用性和可靠性，其在逐步取代傳統的空壓機，是礦山機電控制中的主要空壓機。螺桿式空壓機主要經過吸氣、密封和輸送、壓縮、排氣幾個主要環節。當螺桿轉動時就會與殼體齒溝相互嚙合，使得空氣從進氣口吸入，同時吸入機油，齒溝嚙合面在不斷轉動的過程中，螺桿式空壓機將吸入的油氣進行密封并輸送至排氣口，在齒溝嚙合間隙逐漸變小的作用下壓縮油氣。當齒溝嚙合面轉到排氣口時，被壓縮的油氣會被排出螺桿式空壓機。若在螺桿式空壓機中設置變頻器，就能有效地調控螺桿的轉動速度，從而控制排氣量。當排氣量變化時，可通過變頻器改變螺桿的轉動速度，進而使螺桿式空壓機的排氣量恢復到正常范圍，從而使排氣壓力穩定，達到節能的目的。

2.2在下運膠帶機中的應用

KZP系列盤式可控制裝置是礦山中主要的設備，其主要是由制動裝置、液壓站、電控系統組成，制動裝置是制動力的主要來源，通過閘瓦和制動盤間相互摩擦產生制動的力矩，再利用液壓站的調節作用來改變制動力，從而實現對設備的有效控制。一般設備正常工作的正壓力為0，系統油壓達到最大值時，制動閘處于松閘狀態，且在閘瓦與制動盤之間存在大約1.3mm的間隔，當設備接收到制動指令時，電液控制系統會根據接收的指令對設備傳達控制指令，自動減小油壓。KZP系列盤式可控制動裝置能利用電動機的輸送機與輸出軸上的傳感器實時監控運膠帶的各項數據，然后利用PLC對數據進行監測。一般PLC測得的數據如果大于設備正常運行設定值，利用PLC控制設備，使供電電流減小，從而控制制動系統的油壓，使膠帶減速，若PLC測得的數據比設備正常運行時的數據小時，PLC會控制設備增大供電電流，打開閘瓦，使膠帶輸送機能夠正常運轉。

2.3自動化技術在風門中的應用

礦山作業中井下風門的開關問題是較難解決的，在過去的礦山作業中，風門的開關都是由人工進行控制，具有很大的風險，這也是發生礦山事故的原因之一，利用人工進行控制需要工人具有很高的技術水平，如果操作不當會損壞風門，影響礦山工程的順利進行。運用自動化的技術，能有效解決風門開關問題，只需用PLC對機械進行控制，就可以開關風門，先后開啟窗口和風門，并控制好氣體速率，使其逐漸趨于穩定，避免由于內外壓強差增大導致事故發生。自動化技術的應用極大的提高了開采效率，降低了對工作人員的技術要求，節省了人力，保證了礦山開采的順利進行。

2.4在礦山提升機改造中的應用

在礦山提升機的改造工作中，自動化技術的應用價值比較明顯。從礦山提升機的應用現狀而言，利用自動化技術改造礦山提升機主要是將原有的操作臺拆卸掉，將新的操作臺安裝好，需要注意的是，在對礦山提升機進行改造時，原有的操作臺仍然有用處。此外，應安裝能對新舊系統進行轉換的轉換電站，保證在改造過程中原有系統仍能正常運轉。在礦山開采作業中，安全性和穩定性十分重要，因此必須在完成礦山提升機改造工作之前，對新系統進行檢測和調試，并且要安排專業技術人員進行安裝，從而保證系統安全、穩定運行。

2.5在礦山機電自動化集控的應用

（1）礦山監測與監控。在對礦井進行安全監控時，經常會用到礦山機電自動化集控技術。當前我國的自動化監測技術還不成熟，缺少自主研發能力，與發達國家相比還存在很大差距。但隨著科技水平的不斷發展，我國借鑒國外的先進技術和設備，已經逐漸形成了一套符合我國礦山企業實際情況的機電自動化監控系統；（2）電牽引采礦機。采礦機是礦山開采過程中最關鍵的設備，電牽引采礦機具有性能穩定、故障發生率低、維護方便等優點，電牽引采礦機技術在礦山開采中的應用，不僅能實現了采礦機下滑制動發電，而且還為采礦機提供了較高的牽引力。

3礦山機電自動化技術的發展趨勢

未來我國采礦設備將會朝著以下兩個方面發展，（1）采礦設備自動化、機械化、高效化。當前在采礦全過程中極少使用機械化設備，采礦工藝水平比較低下，嚴重制約了采礦的效率。所以，應該加大研究力度，尤其是對于各種主要采礦設備和與之配套的輔助機械等系列的設備，需要根據我國采礦技術的實際情況進行分析，采取科學的措施，從而實現高效化、無軌化、自動化；（2）采礦設備和自然環境的和諧發展。當前社會要求環境與人和諧發展，要求將采礦設備“生態化”，因此需要借助各種先進技術對設備的制造資源、制造模式、制造組織以及制造工藝不斷進行創新，使產品在整個生命周期內實現資源的充分利用率，將能源的消耗降到最低，且不會對環境造成污染或將環境污染最小化，實現企業經濟效益和社會效益相協調。地熱作為一種綠色、可再生資源，被世界各國認定為維持社會可持續發展的新能源，在一些發達國家地熱資源得到很好的應用，開發地殼熱能資源和對固體廢物資源化處理為采礦設備拓展了服務領域。在網絡技術、計算機技術等多種學科綜合集成的支持下，采礦設備已經逐漸向著智能化、宜人化、數字化、生態化方向發展。

結束語

綜上所述，自動化技術在礦山中的應用，不僅提高了礦山開采的效率，而且降低了成本，尤其是在礦山機電設備中的應用，提高了機電設備的運行可靠性和穩定性，提高了設備的抗干擾能力，大大減輕了勞動力，使機電設備實現了自動化，為礦山的開采工作提供了很大的便利。當前，自動化技術的PLC技術在礦山機電設備控制方面得到廣泛的應用，相關人員應該加強對該技術的研究，將其更好的應用在礦山開采中。

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