淺談智能礦山建設中安全管理的重要性

余成富

陜西彬長集團大佛寺礦業有限公司、機電隊 陜西 咸陽 713500

1 智能礦山建設概述

隨著我國工業水平的不斷提升，工業智能化是大勢所趨，隸屬于采掘工業的礦山業智能化建設對于提高煤炭行業的信息化管理水平和企業競爭力具有重大的作用。智能礦山的各個部分相當于將原本各自運行的系統體系通過信息化的技術手段進行一體化操作管理，并通過云計算技術集中處理大量數據，為礦山裝上一個現代化的數字大腦。

實際上早在20世紀90年代，我國就已經提出發展自動化礦山的研究，其重點在于提高機械與電氣設備的自動化水平，讓用于采掘、輸送的機械設備和其它設備能夠在最長時間范圍內脫離人工操作，實現自動化運行，既減少了工人在井下的停留時間，也提高了生產效率。隨著近幾年以來網絡通信的發展，智能礦山的實質轉變成為集合了地質勘探、規劃設計、建井施工、安全生產、經營管理的完整體系，達到工作中各個過程的信息共享的目的，避免了信息孤島的出現，同時也使采煤、掘進、供電運輸、通風和給排水等生產系統運行過程更加具體化，實現了物與人的遠程交流。

2 智能自動化技術在礦山設備中的應用

智能礦山建設最根本的體現便是智能自動化技術在各種礦山設備中的應用，設備的智能化將人類勞動力徹底的解放了出來，同時也更加的容易進行進一步的管理，可以說智能自動化技術在礦山設備中的不斷應用大幅度推動了礦山行業的發展[1]。

2.1 礦山設備中常用的機械設備

2.1.1 采礦設備

我國屬于發展中國家，有著眾多的農業資源和礦業資源，而隨著礦產行業的不斷發展，采礦技術也是日新月異，我國礦業可以分為金屬礦和非金屬礦兩大類型，而針對不同類型的礦場則需要采用不同的采礦設備。

金屬礦的采礦設備一般包括挖掘機、提矸機、皮帶運輸機、粉碎機和轉載機，首先使用挖掘機對礦產進行挖掘，而后將挖掘出的礦產經過提矸機分離其中的矸石，剩下的礦石則使用皮帶運輸機進行運輸，并將大塊的礦石使用粉碎機進行粉碎，最后在將所有的礦石通過轉載機運輸到其他的地方。而非金屬礦的采礦設備則使用的是機械滾筒采機、刨機、彎曲刮板運輸機和橋式轉載機，首先通過機械滾筒采機將礦山進行采掘，而后通刨機將礦石進行挖掘，挖掘出的礦石則被彎曲刮板運輸機運輸到指定位置，最后在通過橋式轉載機運輸到其他地方。

2.1.2 選礦設備

礦石在被挖掘出來之后還需進行一定的挑選，才能根據其自身的質量進行相應的分類使用，礦山中的選礦流程一般為礦石破碎、輸送、粉磨、篩選、選別、脫水等多個步驟，而選礦的機械設備也因功能不同而分為粉碎機、皮帶輸送機、粉磨機、篩分機和脫水設備等，正是不同設備間的相互配合，才能夠更快更好的對礦石進行挑選。

2.2 智能自動化技術在礦山設備中的應用

在以往的礦山挖掘中，各類機械設備大多數都是依靠人力來進行的，不僅浪費時間、效率低下，而且還不能保證工人們的安全，具有著較高的安全風險，而自從智能自動化技術引用到礦山上的機械設備中之后，不僅保障了工人們的安全，還在減少人力成本的同時增加了礦石生產的總體效率。

2.2.1 智能自動化技術在礦山挖掘中的應用

礦石開采最重要的便是礦山開始的挖掘，一般采用的都是地下鑿坑法，開始的挖掘工作做好了才能保證接下來礦山的開采順利有序。智能自動化技術的應用可以使礦井鉆探設備在進行礦山挖掘中根據程序的指定，合理的進行挖掘，不僅能夠大幅度提升挖掘效率，還可以保障隧道的規模大小以及質量，使得接下來的開采工作更加方便，減少了更多的不利因素的影響。

2.2.2 智能自動化技術在礦石開采中的應用

智能自動化技術引入到礦石開采的機械設備中去，能夠隨時根據實際情況進行合理的計算分析，保證了機械設備開采的穩定性，增加了礦石的開采效率。

礦石運輸也離不開智能自動化技術的應用，其可以完全頂替掉人力運輸，只需一套機械運輸設備便可輕易完成礦石開采運輸的工作，從根本上減少了人力資源和時間資源，增大了運輸效率，也有利于礦產行業進一步的發展。在我礦的變電所、水泵房采取了自動化控制系統，操作人員在地面即可實現變電所開關停送電、水泵房水泵開啟和停止，改變了原先變電所、水泵房安排專職崗位工的工作模式，實現了在地面集中控制，2-3人便可以控制井下所有變電所和水泵房，從而節約了人力。

2.2.3 智能自動化技術在挑選礦石中的應用

礦石被開采出來后還需經過一定程度上的篩選，才能跟根據不同的礦石質量進行不同用途的處理，而以往的礦石挑選過程是最耗費人力的，而智能自動化技術的應用，不僅將勞動力解放出來，還能增加礦石挑選的質量與速度。

一方面礦石只需經過智能自動化技術設置好的程序的篩選設備便能夠根據相關因素進行快速的分類，將不同類型不同質量的礦石輸送到不同的指定位置，效率又快質量又高；另一方面篩選設備的應用具有較高的安全性與可靠性，因為程序的設定，篩選設備挑選出來的礦石都是較為符合指定要求的，且還可以保證工作人員的安全，設備自身如若發生故障也能夠報警，并進行自我診斷，將發生故障的部位反饋給工作人員。因此，智能自動化技術在礦石挑選中的應用不僅減少了生產成本，還增加了生產效率。

2.3 礦山設備中的智能自動化技術應用發展分析

2.3.1 無軌采礦

隨著智能自動化技術在礦山設備中應用的愈加廣泛，礦山采礦等流程也是逐漸發生了變化。在不斷的發展過程中，礦山設備也隨著智能自動化技術的愈加成熟而不斷改進，無軌采礦便是采礦設備未來發展的目標，通過智能化自動化機械設備來實現礦山采礦的無軌化液壓化。而且微機控制與設備故障預測以及診斷功能也能夠防止采礦設備發生問題，確保了采礦設備在運行過程中的安全性和穩定性，推動礦山相關行業的快速發展。

2.3.2 連續采礦技術

傳統人力采礦終將會隨著社會的不斷發展而被逐漸淘汰掉，一方面是因為其不僅有著高昂的人工成本支出，而且開采效率也是不穩定的，人工影響因素過于巨大；另一方面則是因為人工進行礦山開采存在著一定的安全風險，任何的失誤都可能導致會威脅到工作人員的生命安全以及整體礦山的安全。而智能自動化技術應用到礦山設備之后便能夠將大多數人力全部解放出來，還可以使用相關礦山機械設備進行不間斷礦石開采，既保證了開采的安全性又保證了開采的整體效率，對于礦山企業盈利來說有著極其重要的作用。

2.3.3 遙控采礦設備

礦山采礦過程中環境一般情況下都是較為復雜惡劣的，工作人員長期在礦山中進行礦石開采的話會因為惡劣環境的長時間影響引發各種疾病，對工作人員的身體健康有著嚴重的危害。而且在礦山中也可能發生各種各樣的突發情況，具有著較大程度的突發危險可能性，而在將智能自動化技術應用到礦山設備之中以后，在一定程度上便能夠通過相關技術實施遠程遙控礦山設備進行礦石開采、運輸等相應工作的進行[2]。遙控礦山設備雖然技術還不是較為成熟，但是在特殊環境中已經有了較多的應用，而且所取得的應用效果也是較為良好的，不僅保證了礦石開采的絕對安全，還提升了礦石開采的整體效率。礦山設備未來的發展趨勢也是不斷趨向于遙控采礦設備的，只有這樣才能夠保證礦山相關企業跟隨時代的腳步，不斷走在技術的最前沿，不斷推動著自身向前快速的發展。

2.3.4 智能礦山設備

在礦山設備智能自動化技術發展的過程中，智能礦山設備的不斷應用，不僅大幅度提高了礦山整體采礦效率，同時還能夠最大程度上保證礦山礦石開采的整體質量。智能礦山設備能夠根據輸入的相關數據對不同種類質量的礦石進行具有目的性的挑選，通過對智能結構系統中集成傳感器、控制器以及執行器等的運行來對礦山結構進行診斷，不斷對礦山中較為健康的礦產資源機械能開采，既保證了礦山整體的安全性，又保證了礦山礦石資源利用率的最大化。同時智能礦山設備還從根本上保證了工作人員的安全性，即使某一設備出現故障也會自行發出警報傳達至維修人員，維修人員只需要根據相應的提示便能夠快速進行礦山設備維修，確保了智能礦山設備運行效率的最大化。

2.3.5 大力開發礦山機器人

礦山企業應加強礦山機器人相關項目的開發，通過利用智能自動化技術以及人工智能技術來實現制造采礦機器人的目的。大力開發礦山機器人，一方面是因為在礦山中有些任務是機械設備無法完成的，必須通過人力才能夠實現，而使用人力的話又會對工作人員的生命安全造成較大程度的威脅，只有研發出先進的礦山機器人，才能夠更好的實現礦山礦石的全方面開采。另一方面則是因為礦山機器人對于環境的適應以及使用年限都有著固定的標準值，應用容易管理，利用智能自動化技術大力開發礦山機器人對于推動礦山行業的發展有著極其重要的作用。

3 煤礦煤泥水防治具體措施

在智能礦山建設安全管理中經常會遇到各種各樣的問題，其中比較嚴重的便是煤泥水可能發生的各種情況，工作面的煤泥水，經過工作面的皮帶，拉倒主運輸皮帶期間會遇到一些問題：一是煤泥拋灑嚴重；二是大量的煤泥水進入水倉，造成水倉需水量縮小，清挖難度加大，同時對煤泥顆粒對水泵會造成損害，這些問題如若不能夠很好的進行解決的話，那么將會嚴重影響到煤礦的整體效益。

3.1 煤泥拋灑嚴重防治措施

想要從根本上解決煤泥拋灑的問題，首先需要在向皮帶上進行煤泥堆積時注意數量，確保所有的煤泥集中在皮帶中央，盡可能的降低煤泥拋灑現象。除此以外，相關工作人員還可以通過對運輸方式進行進一步的改進，引用更加先進的運輸設備或者是對皮帶做出一定的調整，保證煤泥運輸工作更好的運行。

3.2 煤泥水進入水倉防治措施

想要防治煤泥水進入水倉對水泵造成影響，最關鍵的便是對水倉設計進行更改，根據煤礦的實際需求來對水倉的大小進行調整，不能完全局限于對應的設計手冊，盡可能的在保證水倉滿足煤礦需求的同時提升挖掘輕易程度，這樣的話即使有較多的煤泥水流進水倉內，只要工作人員定期對水倉進行清理，便可以減少煤泥顆粒對水泵的影響，從而達到保證水倉順利運行的目的。同時水煤泥要從源頭上減少，最可靠的是采取清污分離技術，將工作面產生的水煤泥進行沉淀后進入水倉，煤礦常用回采后的采空區巷道作為煤泥水的沉淀空間，煤泥沉淀于采空區，澄清后的水排至水倉，減少了煤泥量，也保證了排水設備的正常運行。沉淀于水倉內的煤泥可采取礦用清倉機器人進行水倉煤泥清理作業。我礦采用了KPQY75型礦用清倉機器人，大大的提升了水倉煤泥的挖掘效率，確保水倉滿足煤礦需求。同時這種方式采用遙控控制，確保了施工人員的安全。

4 加強智能礦山建設中安全管理的具體措施

4.1 加強監管力度和完善管理制度

雖然智能自動化技術在礦山設備中有著較為廣泛的應用，但是想要將智能礦山建設的作用完全發揮出來，便離不開對礦山中安全管理工作的順利開展，首先需要制定完善的管理制度，通過不同礦山設備的特性來選定具有專業知識素養的管理人員對其進行具體的管理，定時檢查維護保養，當礦山設備出現問題時，管理人員也應當第一時間發現問題具體位置，并采取相應措施將問題解決掉[3]。其次還需要根據實際情況加強管理人員對于智能自動化礦山設備運行時的監管力度，確保每一臺礦山設備的運行狀態都在標準范圍之內，以防設備故障造成重大影響的現象發生。

4.2 培養專業自動化技術人才

雖然智能自動化技術在礦山設備中應用能夠取得較為良好的應用效果，但是這都是在基于相關操作人員專業知識素養過硬的基礎上取得的。如若工作人員不熟悉具有智能化功能的礦山機械設備使用方法的話，那么不僅會降低礦山礦石開采的整體效率，而且還可能會對自身的安全造成一定程度上的威脅。培養專業自動化技術人才是擴大機械自動化技術在礦山設備中應用的關鍵措施，只有擁有了足夠多的專業管理人員，才能夠將智能化礦山建設設備的功能作用完全發揮出來，才能夠更加快速推動礦山相關行業的快速發展。

4.3 不斷改進智能自動化技術

現如今智能自動化技術雖然已經足夠成熟，但是仍然有著較大的進步空間，智能化技術相關行業應當持續加強對其技術的研究更新，針對現礦山礦石開采的具體情況來研究更加先進新穎的智能自動化技術以及智能自動化礦山設備，以此來達到不斷滿足礦山發展建設越來越多需求的目的。同時智能自動化技術的愈加成熟，也能夠真正意義上實現礦山礦石開采人力的全部解放，不管是礦山開采前的探測設備，還是開采中的采礦、運輸等相關設備都需要不斷的進行技術革新，這樣才能夠保證智能礦山建設相關行業在推動社會經濟發展的道路上不斷起到越來越重要的作用。

4.4 加強對智能礦山的監測

在智能礦山建設中，監測系統將應當是無處不在的，其不僅需要能夠對不同礦山設備的日常運行狀態進行實時監測，并將其實際運行狀態反應給相關工作人員，一旦設備出現問題便能夠立即發出警報；還應當能夠對工作人員進行監督，工作人員的任何操作都應該符合相關的規章制度且在絕對安全的情況下開展，這樣才能夠從根本上減少智能礦山建設對工作人員生命安全的威脅，從而也能夠以此來達到推動礦山智能化建設發展的目的。

5 結束語

總而言之，智能化建設是礦山未來發展的主要趨向。人力的不足在礦山的發展過程中體現的越來越明顯，礦山想要緊隨時代的腳步推動自身的發展，那么首先便需要不斷引入各種先進技術，使得礦山實現智能化建設；其次便是需要做好礦山建設中的安全管理工作，只有保證了運行過程中的絕對安全，才能夠使得所有的工作都具有相應的意義，才能夠更好的推動智能化技術在礦山的整體建設中進行應用。