探究無人化礦井

李倫操 郭煦 楊碩 姜雙廷

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期，再繼無人駕駛技術(shù)之后，上海的洋山港實(shí)現(xiàn)了港口的無人化，極大地提高了港口的工作效率，實(shí)現(xiàn)了工作環(huán)境的綠色化。與此形成鮮明對(duì)比的是煤炭的生產(chǎn)，礦井的生產(chǎn)環(huán)境是極其惡劣的，不僅限制了礦井的生產(chǎn)效率，很嚴(yán)重危害了煤礦工人的生命安全。那么既然港口可以實(shí)現(xiàn)無人化，那么可以實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)嗎？本文將對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：礦井；無人化；洋山港

1 背景

1.1 礦井的生產(chǎn)環(huán)境是極其危險(xiǎn)的

煤炭的開采在我國已經(jīng)有了幾百年的歷史了，對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了極其重要的作用。但是與之相對(duì)應(yīng)的是礦井極其危險(xiǎn)的生產(chǎn)環(huán)境令人望而生畏。進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著礦山機(jī)械的發(fā)展，一些新的技術(shù)運(yùn)用的煤炭的開采中，礦井的惡劣的生產(chǎn)環(huán)境得到改善，礦井的危險(xiǎn)性得到降低。但是，每年我國依然會(huì)因?yàn)榈V工的操作不當(dāng)?shù)纫蛩匕l(fā)生各種各樣的礦難，因礦難死亡的人數(shù)也是令人震驚的。下面是對(duì)我國2007年到2014年因礦難死亡的礦工的人數(shù)統(tǒng)計(jì)。

礦難是導(dǎo)致礦工死亡的一個(gè)重要因素，同時(shí)塵肺病等職業(yè)病也是也是危害礦工生命安全的一個(gè)重要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，煤炭行業(yè)塵肺病病例占全國塵肺病患者總數(shù)的50%。煤炭行業(yè)由塵肺病引發(fā)的礦工傷亡人數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各類工傷事故傷亡人數(shù)的綜合。[2]

1.2 上海洋山港實(shí)現(xiàn)了無人化

2017年，上海洋山深水港區(qū)四期工程將基本建成。建成后的港口將全面實(shí)現(xiàn)“智能裝卸”、“無人碼頭”、和“零排放”。建成之后，洋山港將成為一個(gè)無人化的碼頭，從而實(shí)現(xiàn)了智能裝卸，增加了整個(gè)碼頭的利用效率。與傳統(tǒng)的碼頭相比，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無人化的洋山港也將更為安全、高效、可靠，將工傷率降到更趨近0，因工人操作不當(dāng)造成的經(jīng)濟(jì)損失也降到歷史最低點(diǎn)。

2 礦井無人化的技術(shù)支持

實(shí)現(xiàn)無人化的洋山港對(duì)企業(yè)帶來的利益是有目共睹的。礦井惡劣的工作環(huán)境以及事故率更加被人們擔(dān)憂，每年我國因?yàn)榈V井事故造成的經(jīng)濟(jì)損失更是不可估量的。鑒于此，礦井實(shí)現(xiàn)無人化是可行的，也是必須的。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，無人化的洋山港所運(yùn)用的傳感器技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、小型化技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也是可以應(yīng)用在未來的無人化礦井上來的。

2.1 傳感器技術(shù)

傳感器無論在什么設(shè)備上都可以說是他們的眼睛和耳朵。通過他們可以對(duì)設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控等。近年來，隨著技術(shù)不斷的更新，傳感器的精度大為提高，其生產(chǎn)成本也降低了不少。現(xiàn)在，各行各業(yè)都可以見到傳感器的身影。無人化礦井中，通過傳感器可以及時(shí)的將礦井工作面的實(shí)際情況傳遞到工作人員的手里，工作人員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)開展接下了的工作，而不需要下井去檢測(cè)。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)是整個(gè)無人化礦井的關(guān)鍵。通過自動(dòng)化技術(shù)可以做出大量的自動(dòng)化礦山設(shè)備，擁有了這些自動(dòng)化設(shè)備，可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，才可以真正意義上的實(shí)現(xiàn)礦井無人化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

2.3 GPS技術(shù)

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。如果將這一技術(shù)運(yùn)用到無人化礦井上，確切的說是用到礦山機(jī)械設(shè)備上，可以及時(shí)的了解到井下開采設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備的位置等。這樣極大方便了工作人員對(duì)井下設(shè)備的管理。

2.4 計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)可以說是無人化礦井建設(shè)的核心，如果說傳感器技術(shù)是無人化礦井的眼睛和耳朵的話，那么計(jì)算機(jī)就是無人化礦井的大腦。在整套無人化礦井的設(shè)備上，計(jì)算機(jī)將起到中樞的作用，它將配合工作人員或獨(dú)立的指揮監(jiān)管整套設(shè)備，從而提高礦井設(shè)備的運(yùn)行效率和設(shè)備的安全性。

2.5 小型化技術(shù)

小型化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)礦井無人化的前提。由于礦井下開采空間有限，設(shè)備過大既不利于生產(chǎn)，只有設(shè)備小型化，才可以最大限度上的提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

雖然生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)了許多，但是每年依然有許多礦工因工傷事故等去世。就目前而言，無人化礦井是解決這一問題最有效的方法?？墒乾F(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)礦井無人化有著較大的困難，建造成本就是一個(gè)最大的障礙，在某些技術(shù)上，技術(shù)依然是不成熟的。但是隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，這些問題都將不再是問題，無人化礦井也將成為勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李波，巨廣剛，王珂，等.20052014年我國煤礦災(zāi)害事故特征及規(guī)律研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2016.

[2]李強(qiáng)，蔣承林，翟果紅.我國煤炭行業(yè)塵肺病現(xiàn)狀分析及防治對(duì)策.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011.

作者簡(jiǎn)介：李倫操（1995），男，漢族，山東棗莊人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化；郭煦（1996），男，漢族，陜西榆林人，本科，研究方向：采礦工程；楊碩（1996），男，漢族，山東棗莊人，本科，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化；姜雙廷（1996），男，漢族，山東萊西人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。