礦山機械智能化的應用及發展趨勢

蔡宏飛 劉佳

摘要：在當今這個信息化的大數據的時代，煤炭行業的發展水平不單單以煤炭的開采的數量為衡量標準，其智能化建設程度更是極其重要的衡量方面。所以，對礦山機械智能化的應用以及發展趨勢展開深入分析具有非常大的現實意義。

關鍵詞：礦山;機械智能化應用;發展趨勢分析

煤炭是社會發展的資源保障之一，對其進行有效的開采，能夠為國家經濟的發展產生很大的推動作用，特別是在當前階段，國家經濟快速發展，對于煤炭資源的需求也越來越大，而這就需要煤炭企業對自身生產力進行不斷的提升，以此來保證社會資源的有效供應，而這種目標的實現，要求煤炭企業對自身的科技水平進行不斷的提升，通過對煤礦機械工程加強智能化建設，有效提高自身的生產能力，只有如此，才能使社會發展需求得到有效的滿足，因此，針對煤礦機械工程智能化的發展與應用進行深入的研究是很有必要的。

1目前煤礦機械工程發展狀況

煤礦屬于我國國民經濟發展的基礎性能源，在我國能源結構中占據重要位置。煤礦開采水平以及能力隨著科技的快速發展實現了質的飛躍，尤其是在煤礦機械發展方面，機械技術逐漸成熟，生產體系更加規范、標準。但是我國煤礦機械的研究與開發起步都很晚，和國外先進技術之間存在的差距較大。煤礦機械的發展水平直接影響著煤礦企業的整體生產能力。處于新時期，人類社會對煤炭資源的需求量與日俱增，這給煤礦行業帶來了研究的挑戰，煤炭開采必須要不斷更新核心技術、設計理論、技術標準、檢測手段等，健全煤礦機械工程工作機制，才能使機械工程智能化發展更加順利。

2煤礦機械工程智能化發展中的相關問題

2.1機械設備較為復雜

通常煤炭開采規模相對較大，而用于煤炭開采的各項機械往往具有體積龐大和結構復雜的特點，但在煤礦開采期間，由于煤礦礦井空間有限，機械設備過于龐大，在這種狹窄的礦井當中難以保證作業的靈活性，從而對煤礦開采的效率造成了嚴重的影響，同時也影響了機械利用率的充分發揮。此外，由于開采環境較為復雜，各種環境因素容易對煤礦機械產生不利影響，從而縮短煤礦機械的使用壽命，導致企業生產成本被加大。

2.2煤礦機械智能化水平不高

隨著社會的發展，科學技術在各領域當中的應用越來越廣泛，但對于煤礦生產而言，雖然在機械設備方面應用了諸多高新技術，但在智能化生產方面仍然處在初期階段，相比于西方發達國家，我國煤礦機械的智能化水平還相對較低，僅在一些小型儀器當中落實了智能化建設，而仍有很多主要生產機械還存在智能化水平不高的情況，甚至部分工作還需要人工操作來完成，這不僅會對各項資源造成嚴重的浪費，同時還會降低煤炭資源的生產效率。

2.3煤礦機械材料差，缺乏實用性

在煤礦機械當中，大多會使用鋼鐵作為主要材料，這使得煤礦機械質量往往會受到鋼鐵質量的影響，而我國很多鋼材生產都是以中低端質量為主，想要確保煤礦機械的質量，還需要進口高端鋼材進行機械制造，但這會使煤礦機械的成本大大提升，不利于煤礦企業經濟效益的獲取，容易對煤礦產業的發展造成影響，而想要降低成本投入，就要對價格較低的材料進行選擇，但這些鋼材在質量方面存在缺陷問題，將其用在煤礦機械當中，會對煤礦機械的使用壽命造成影響，而且還容易出現故障問題，影響煤礦的正常生產。

3煤礦機械工程智能化的應用

3.1機械工程智能化在煤礦采掘方面的應用

采掘機是煤礦開采最常用的設備，電牽引驅動系統為采掘機提供足夠的采掘動力，并且運用了交流電機，可靠性能更強，簡化了綜采工作，大幅度提高效率。對于故障診斷，為了精準的進行診斷，采用了傳感器進行故障診斷，傳感器將采掘情況反饋給系統診斷系統根據傳感器獲取的數據做出判斷，從而實現整個綜采過程的智能化，大幅度的提高了采掘效率。

3.2機械工程智能化在煤礦運輸方面的應用

煤礦在進行運輸時，通過膠帶運輸機實現了煤炭的傳送過程，在膠帶運輸機中應用中壓變頻驅動控制技術，以此來實現運輸機的平穩性，確保在低速狀態中也可以連續運行。為膠帶運輸機安裝液壓自控張緊裝置，確保自動調節張力以此來實現運輸機的平穩運行。安裝工況監測系統，機頭安裝使用交叉裝置，機尾安裝自動伸縮裝置，以便及時了解運輸的情況，進行實時運輸監控。

3.3煤礦機械工程智能化在生產安全監控方面的應用

處于科技飛速發展的時代，機械工程智能化已經被普及到了各個領域，從而提升了勞動生產率，保證了產品質量，實現了安全生產。要想確保煤礦安全生產，就必須要牢固安全第一的思想。目前大多數地區的煤礦企業都創建了安全監控系統，使用最先進的制造技術，結合煤礦生產的實際需求，開發并設計了安全生產管理系統，許多大型煤礦都設置不同種類的監控系統。但是，一些傳感器的穩定性不強，種類較為單一，使用年限較短，如果發生故障則需要消耗大量的人力與時間。因此，健全煤礦生產安全檢測體系，把機械智能化設備和傳感器相互結合，綜合使用各種不同類型的傳感器，才能有效解決煤礦安全生產中常見的隱患問題，提升煤礦生產安全檢測水平。

3.4煤礦機械工程智能化在綠色生產方面應用

煤炭開采行業屬于污染比較嚴重的行業，不合理的開采會給大自然帶來嚴重破壞，例如破壞地表植被、破壞地下水資源、污染空氣等，從而制約煤礦生產的可持續發展。綠色生產是基于煤礦機械工程智能化的基礎之上進行的，對煤礦開采的要求較高，從保護環境，實現可持續發展的角度出發，采取有針對性的開采方法，盡可能的降低災害的發生概率，進行確保經濟效益與社會效益最大化。在煤礦開采過程當中，技術人員需要認真分析開采區域的水體狀況，防止出現地面沉降問題，避免地下含水層流經被破壞，才不會影響到當地居民的正常生活。開采過程當中，瓦斯既是一種清潔能源，但又是一種容易爆炸，危害曠工生命安全的有害氣體，因此，煤礦企業封閉井口過程當中要使用安裝鉆孔瓦斯抽放管的方式，加強瓦斯開采工作，節約自然資源，保護生態環境。

4發展趨勢展望

（1）智能導航技術的開展。基于實時三維GIS技術，將地理信息、三維可視化及工作面探測技術結合起來，在綜采工作中采用智能導航技術，對設備進行自動定位，可以對工作面進行實時探測和自動定位，以此實現煤礦資源的精確開采。（2）設備趨向于多樣化。當前我國的煤炭開采設備功能簡單結構復雜，在狹窄的礦井工作環境中操作難度系數高、運行繁瑣，難以實現在狹小的環境中進行高效運作。在后續的發展中，開采設備的功能趨向于集成化、種類趨向于多樣化。比如：通過裝有可以進行人工智能處理的傳感器，通過數據處理模塊，計算采煤機的工作位移，從而在模型中輸入數據，進行自主開采;或者將會引進智能開采機器人，逐步替代人類在綜采工作面中的工作，操作人員只需掌握簡易的工作技術，就可以合理掌握設備的操作運行，從而節省人力物力;最后，可以引進先進的超聲波技術，在機械設備出現問題時，通過超聲波技術對機械設備進行監測，與傳統的勘測手段比較，精簡工作環節，減少了工作負擔。

5結語

機械智能化開采技術可以提高投入產出比，是我國煤礦轉型、加快行業升級的技術。新的階段對我國的煤礦機械智能化提出了新的要求，礦山企業要抓住改革的機遇，在國家政策的指導下需要不斷地對礦山機械設備進行創新，以此確保其性能的穩定，促進礦山行業的生機與活力。

參考文獻：

[1]? 白雪.煤礦機械工程智能化的發展與應用分析[J].建筑工程技術與設計，2019，（15）.

[2]? 張鶴松.煤礦機械工程智能化的發展與應用[J].數字化用戶，2018，24（20）.

（作者單位：北方重工集團有限公司）