淺談礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)

摘 要：礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)是高技術(shù)含量的裝備與集成項(xiàng)目，不斷融合人類在各個(gè)領(lǐng)域所取得的成就而發(fā)展起來(lái)的新型裝備。隨著材料科學(xué)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，每一輪都將有新技術(shù)注入到產(chǎn)品中。零件更新周期越來(lái)越短，新設(shè)備更新越來(lái)越快，特別是大型礦山機(jī)械的發(fā)展。本研究主要就礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械；應(yīng)用；技術(shù)

前言：我國(guó)一些實(shí)力雄厚的企業(yè)通過(guò)開(kāi)展國(guó)際化經(jīng)營(yíng)取得了一定的成效，為進(jìn)一步擴(kuò)大出口創(chuàng)造了很好的條件。對(duì)礦業(yè)公司的銷售是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?，同比增長(zhǎng)了一倍。隨著社會(huì)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)資源和能源的需求越來(lái)越大，而我國(guó)是一個(gè)資源相對(duì)貧乏的國(guó)家。隨著資源的開(kāi)發(fā)，開(kāi)采深度由陸地向海洋逐漸增加，開(kāi)采條件惡化，安全開(kāi)采形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。

1.礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的現(xiàn)狀

采礦業(yè)在開(kāi)采礦藏和從廢料中除去所需材料方面取得了巨大進(jìn)展。采礦設(shè)備現(xiàn)在效率更高，因?yàn)樗?jié)約能源并減少?gòu)闹車崛∷璨牧纤璧挠泻瘜W(xué)品的數(shù)量。從土壤、沙子和巖石中提取、運(yùn)輸和加工礦物、礦石和貴金屬仍然需要重型耐候設(shè)備。創(chuàng)新采礦設(shè)備更加迫切，能夠高效地處理材料，提高了采礦公司在不違反預(yù)算的情況下投資于優(yōu)質(zhì)機(jī)械的能力。這種開(kāi)拓性采礦設(shè)備的自動(dòng)化程度也有所提高，使監(jiān)測(cè)和維護(hù)更多機(jī)器更容易，同時(shí)減少了總的工時(shí)。因此礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)迫切需要進(jìn)展。

1.2礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)

地表采礦設(shè)備在20世紀(jì)隨著采礦規(guī)模的擴(kuò)大而高速發(fā)展。在20世紀(jì)頭20年，蒸汽動(dòng)力基本上被內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)所利用。直到20世紀(jì)70年代，這種設(shè)備主要使用機(jī)械系統(tǒng)和電纜進(jìn)行動(dòng)力傳輸液壓傳動(dòng)系統(tǒng)適用于小型機(jī)器。然而，機(jī)械和電纜驅(qū)動(dòng)器在大型機(jī)器中仍然占主導(dǎo)地位。地下機(jī)械的發(fā)展也出現(xiàn)了類似的情況。演練和爆破取代了手工切割礦石。最近，使用連續(xù)采礦機(jī)已成為當(dāng)今遵守環(huán)境法規(guī)、保護(hù)表面特征以及提高生產(chǎn)率的舉措。隨著人們對(duì)礦山安全問(wèn)題的日益關(guān)注和高度嚴(yán)格的規(guī)章制度的出臺(tái)，這就要求礦山機(jī)械工程師高度熟悉這些規(guī)章制度。礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步改良礦山開(kāi)采工作。

1.3礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的趨勢(shì)

礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化發(fā)展，采礦業(yè)正在向自動(dòng)化過(guò)渡。它仍然需要大量的人力資本，特別是在發(fā)展過(guò)程勞動(dòng)力成本較低的地方，提高效率的動(dòng)力較小。自動(dòng)采礦是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，指的是兩種類型的技術(shù)。第一種類型的采礦自動(dòng)化涉及過(guò)程和軟件自動(dòng)化；第二類涉及將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于采礦車輛和設(shè)備。為了獲得對(duì)其操作的更多控制，采礦公司可以實(shí)現(xiàn)采礦自動(dòng)化軟件或過(guò)程。由礦山自動(dòng)化軟件生成的報(bào)告使管理員能夠識(shí)別生產(chǎn)力瓶頸、提高問(wèn)責(zé)制并更好地理解投資回報(bào)。為了解決如何提高礦區(qū)生產(chǎn)力和安全的問(wèn)題，一些礦山公司正在轉(zhuǎn)向由機(jī)器人硬件和軟件技術(shù)組成的設(shè)備自動(dòng)化，這些技術(shù)將車輛或設(shè)備轉(zhuǎn)換為自主開(kāi)采單元。礦山設(shè)備自動(dòng)化有四種不同的形式：遠(yuǎn)程控制，遙操作、駕駛員輔助和全自動(dòng)化，而最終決定礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.礦山機(jī)械應(yīng)用技術(shù)分析

2.1遙控操作礦山機(jī)械采礦設(shè)備

遙控采礦設(shè)備通常是指采礦車輛如挖掘機(jī)或者推土機(jī)它們由手持遙控器控制。操作員站在視線中并使用遙控器執(zhí)行正常車輛功能。因?yàn)闄C(jī)器的可見(jiàn)性和感覺(jué)嚴(yán)重降低，所以使用遙控通常也會(huì)降低車輛生產(chǎn)率。遙控技術(shù)通常用于使采礦設(shè)備能夠在危險(xiǎn)條件下操作，例如地形不穩(wěn)定、爆炸區(qū)或下落碎片的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)或地下采礦。遠(yuǎn)程控制技術(shù)通常是自動(dòng)化采礦設(shè)備的最合適的方法，這使得它成為希望測(cè)試機(jī)器人技術(shù)在礦山中的可行性的理想切入點(diǎn)。遙控采礦設(shè)備是指由操作者使用相機(jī)、傳感器和可能的附加定位軟件在遠(yuǎn)程位置控制的采礦車輛。遙操作允許操作員進(jìn)一步將自己從采礦位置移開(kāi)，并從更受保護(hù)的環(huán)境控制車輛。操縱桿或其它手持控制器仍用于控制車輛的功能，操作員通過(guò)遙控操作軟件更容易獲得車輛遙測(cè)和定位數(shù)據(jù)。當(dāng)操作員離開(kāi)駕駛室時(shí)，遙控采礦車輛也可能經(jīng)歷生產(chǎn)率降低；然而，操作者具有比來(lái)自車載攝像機(jī)和傳感器的遠(yuǎn)程控制更好的有利位置，并且遠(yuǎn)離潛在危險(xiǎn)條件。這一應(yīng)用技術(shù)為礦山機(jī)械開(kāi)采帶來(lái)很多便利，并為礦山工作人員的安全問(wèn)題提供一定程度的保障。

2.2連續(xù)地下開(kāi)采應(yīng)用技術(shù)

目前正致力于推出一種可將堅(jiān)硬巖石地下開(kāi)采的生產(chǎn)率提高到另一個(gè)水平的連續(xù)礦物輸送機(jī)。礦山流送料器和礦山流移動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了一個(gè)恒定的自動(dòng)輸送器，該自動(dòng)輸送器流入礦山下落點(diǎn)，最終可以將慢速卡車從礦井中移除。該系統(tǒng)已準(zhǔn)備投入市場(chǎng)，并將于一個(gè)銅礦中推出，該系統(tǒng)將大幅降低成本，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，并提高地下采礦過(guò)程的工作安全性。連續(xù)地下開(kāi)采應(yīng)用技術(shù)也是一個(gè)環(huán)保的選擇，因?yàn)樗鼘⒉裼蛣?dòng)力設(shè)備和卡車從地下工作區(qū)移走。長(zhǎng)壁移動(dòng)由于巷道的高度和寬度、彎曲半徑以及各種類型的地面條件而對(duì)地下機(jī)械開(kāi)采構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。在此，頂板支撐托架以適合不同礦井布局和任務(wù)的尺寸提供提升和承載能力。地下開(kāi)采應(yīng)用技術(shù)為電池供電的車頂支架托架市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)，與柴油車相比，電池供電的車頂支架使長(zhǎng)壁工作面移動(dòng)更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)且無(wú)排放。連續(xù)地下開(kāi)采應(yīng)用是可用于地下應(yīng)用的最大的礦山機(jī)械開(kāi)采設(shè)備，具有三段式底盤，用于負(fù)載處理穩(wěn)定性、鉸接、操作方便的控制室和帶有故障安全濕盤式制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)輪軸。連續(xù)地下開(kāi)采應(yīng)用技術(shù)使得礦山機(jī)械科學(xué)應(yīng)用取得深層次的進(jìn)展。

2.3地面礦工運(yùn)輸技術(shù)

對(duì)于能夠承受拖纜的大型地面采礦項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，使用地面礦工運(yùn)輸技術(shù)可以提供一些明顯的優(yōu)勢(shì)。這些機(jī)器一次通過(guò)中切割、壓碎和裝載材料的能力是一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，它降低了每噸開(kāi)采鐵礦石的生產(chǎn)成本約40%，表面采礦機(jī)是一款適合鐵礦石開(kāi)采工藝要求的高性能機(jī)器。地面礦工運(yùn)輸技術(shù)的具體使用情況由鐵礦石開(kāi)采中普遍存在的硬巖條件而定制，盡管其也可以安裝有用于地表煤礦開(kāi)采的較軟巖切割器。地面礦工運(yùn)輸技術(shù)其令人印象深刻的機(jī)動(dòng)性和高容量的兩級(jí)輸送系統(tǒng)，可以幫助采礦作業(yè)達(dá)到每小時(shí)3000噸。采礦環(huán)境中最大、或許也是最高效的技術(shù)，在載重能力方面發(fā)揮著重要的作用。它可以以64公里/小時(shí)的最高速度運(yùn)輸360噸，整體設(shè)計(jì)堅(jiān)固耐用，重量輕，并可以縮短周期，促進(jìn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

結(jié)語(yǔ)：我國(guó)礦山機(jī)械整體水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在差距。機(jī)遇和挑戰(zhàn)應(yīng)同時(shí)在一個(gè)礦山機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)的征程中展開(kāi)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的創(chuàng)新已成為決定企業(yè)在全球化競(jìng)爭(zhēng)中地位的首要因素。我國(guó)煤炭開(kāi)采深度已達(dá)到1000米，銀多金屬濃度達(dá)到1380米，礦石開(kāi)采深度增加，地下水、瓦斯、高地應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造等使資源開(kāi)采難度大大增加。采礦教育跟不上技術(shù)，在未來(lái)的礦山中，機(jī)械化不僅是行業(yè)生存所必需的，而且是不可避免的。隨著全球礦產(chǎn)需求持續(xù)飆升，今天的采礦機(jī)械需要智能才能與時(shí)俱進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

張加興，男，漢，1988年12月25日，本科，機(jī)械電子工程，黑龍江科技學(xué)院，工程師，礦山機(jī)械。