礦山設(shè)備中機(jī)械自動化技術(shù)及應(yīng)用分析

李海夢

摘 要：在科技不斷發(fā)展下，礦產(chǎn)開采由傳統(tǒng)人工開采逐漸完成向機(jī)械自動化開采的過渡，近年來我國黃金礦山開采量居高不下，主要原因是人類需求的快速增加。隨著各類自動化機(jī)械的不斷融入，我國礦產(chǎn)開采效率得以提升。本文對自動化技術(shù)發(fā)展歷程進(jìn)行總結(jié)，并對其應(yīng)用與效果進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自動化;礦產(chǎn)開采;實(shí)際應(yīng)用;前景展望

1 提升設(shè)備中的機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用

礦山生產(chǎn)過程中，礦井提升機(jī)是礦山生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵設(shè)備，擔(dān)負(fù)著運(yùn)輸煤炭、下放材料、升降設(shè)備、負(fù)責(zé)人員進(jìn)出等多項(xiàng)重要功能。礦山設(shè)備機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用中的礦井提升機(jī)自動化發(fā)展，可以體現(xiàn)機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用對于礦山生產(chǎn)的重要價值與影響意義。

1.1 開采設(shè)備

不同地質(zhì)的開采，需要的開采設(shè)備也是不同的，通常設(shè)備類型按照作用形式進(jìn)行劃分，目前我國的黃金開采機(jī)械主要包括采掘、鉆探等。隨著自動化程度的提高，開采的作業(yè)效率逐漸提升，我國金礦產(chǎn)量呈現(xiàn)出連年增長趨勢。在相關(guān)技術(shù)的支撐下，采礦機(jī)行進(jìn)過程中的牽引力明顯增加，其移動過程中受到的阻力被很好地消減。作業(yè)過程中采礦機(jī)出現(xiàn)故障的次數(shù)減少，維護(hù)成本降低，其使用壽命自然大大延長。同時，在科技的不斷發(fā)展下，滾筒式開采裝置被研制出來，極大改善了在開采中所遇難題。

1.2 礦井提升機(jī)自動化技術(shù)

現(xiàn)階段，礦井提升機(jī)自動化技術(shù)主要應(yīng)用于4種系統(tǒng)，分別是交流調(diào)速系統(tǒng)、GM（單閉環(huán)）直流調(diào)速系統(tǒng)、交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)及V-M（雙閉環(huán)）直流調(diào)速系統(tǒng)。在礦山中應(yīng)用的礦井提升機(jī)自動化技術(shù)將安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠作為主要依據(jù)，豐富了提升機(jī)自動化控制系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)了對提升過程的控制，且能進(jìn)行速度、電流及數(shù)字的交換，還能實(shí)時監(jiān)控提升過程，監(jiān)控提升速度。礦井提升機(jī)自動化控制系統(tǒng)的集中控制系統(tǒng)主要包括上下井口的PLC、視頻監(jiān)控子系統(tǒng);礦井提升自動化系統(tǒng)包括地面監(jiān)控站（即地面監(jiān)控主站）、地面監(jiān)控分站、高開柜及低壓配電柜等。

1.3 提升設(shè)備

此設(shè)備是安置在挖掘好的礦井當(dāng)中的，在地面和地下都有相應(yīng)的裝置，通常礦山開采使用的提升機(jī)體積較大。金礦裝在相應(yīng)的容器當(dāng)中，電機(jī)提供提升機(jī)的工作動力，在鋼絲繩的牽引下完成金礦的整個提升過程。通過對該項(xiàng)技術(shù)的不斷優(yōu)化，很多礦產(chǎn)生產(chǎn)單位已經(jīng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人化生產(chǎn)，將PLC作為控制中心，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助，整個提升過程只需極少數(shù)的操作員在控制中心操控即可，通過電纜、無線電等完成信息傳輸。此外，控制終端還設(shè)置有可視化裝置，井下提升處于監(jiān)控當(dāng)中，這對提升作業(yè)的安全性有很大的促進(jìn)作用。在傳統(tǒng)的礦井提升作業(yè)中，需要耗費(fèi)大量的人力物力，工作壓力較大且容易出現(xiàn)各種各樣的差錯。自動化的出現(xiàn)很好地解決了這一問題，機(jī)械代替人工完成提升作業(yè)，煙塵、礦產(chǎn)放射性不會對人體造成傷害。作業(yè)過程中出現(xiàn)問題的次數(shù)減少。為保證提升作業(yè)的順利進(jìn)行，定期的設(shè)備維護(hù)是必不可少的，若發(fā)現(xiàn)零件磨損嚴(yán)重或出現(xiàn)老化現(xiàn)象需及時更換，并在相應(yīng)位置加潤滑油，減少提升過程的摩擦阻力，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

1.4 運(yùn)輸設(shè)備中的機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用

運(yùn)輸設(shè)備是另一種常見的礦山設(shè)備，其主要是通過傳動帶完成礦產(chǎn)的運(yùn)輸。運(yùn)輸設(shè)備具有較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，穩(wěn)定性較強(qiáng)，且運(yùn)輸量較大。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，利用輸送帶完成礦產(chǎn)的運(yùn)輸，是目前較好的一種的運(yùn)輸方式。其優(yōu)點(diǎn)是單次運(yùn)輸量較大，且運(yùn)輸過程具有較高的穩(wěn)定性，在自動化管理下，運(yùn)輸過程很少會出現(xiàn)事故。裝載環(huán)節(jié)中，該項(xiàng)技術(shù)仍然有所體現(xiàn)，機(jī)械手在程序控制下自動完成礦料裝載作業(yè)，工人的勞動強(qiáng)度降低，企業(yè)也無需支付高額的人工費(fèi)，該項(xiàng)技術(shù)的融入，將以往人工運(yùn)輸?shù)姆绞綇氐赘淖儯灰斔蛶гO(shè)置合理，運(yùn)輸過程受到外界環(huán)境的影響就會大大降低，無論外界氣溫如何變化，機(jī)械式運(yùn)輸過程完全不受影響。將機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)輸設(shè)備中，工作人員可利用設(shè)定好的程序控制設(shè)備的機(jī)械手，促使運(yùn)輸設(shè)備自動裝載，減少礦山開采生產(chǎn)鏈中的人工作業(yè)，降低人工成本。這一技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益，降低了作業(yè)成本，還大大提升了作業(yè)效率，促使機(jī)械設(shè)備在短時間內(nèi)能完成礦產(chǎn)的裝載與運(yùn)輸，促進(jìn)了礦山開采的發(fā)展。

1.5 礦山設(shè)備操作的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用

地面監(jiān)控站指地面的監(jiān)控主站，具體應(yīng)用設(shè)備包括上位工控機(jī)、信號傳輸設(shè)備、不間斷電源設(shè)備、集中控制系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)等。監(jiān)控主站能實(shí)現(xiàn)對各分站的控制，且引進(jìn)了以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了全礦山網(wǎng)絡(luò)的連接。上位工控機(jī)主要為LCD（液晶顯示器）屏幕、工控設(shè)備、電源及打印機(jī)等。一般情況下，晉華宮礦會預(yù)留1名操作員、1名工程師對系統(tǒng)進(jìn)行操控與管理，且利用設(shè)備對礦井提升機(jī)的提升動態(tài)圖、動態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、狀態(tài)趨勢、警報等功能進(jìn)行操作。地面監(jiān)控分站設(shè)立在礦山的上、下井口，利用KJD24Z型號的可編程控制機(jī)對其進(jìn)行控制與監(jiān)控，將該設(shè)備作為核心控制單位，提高了系統(tǒng)的工作效率。

隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，礦山開采生產(chǎn)鏈越發(fā)完善。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)是一種較為常見的技術(shù)，被礦山開采從業(yè)者運(yùn)用于礦山開采生產(chǎn)鏈中。在礦山開采中，工作人員將遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備安裝于生產(chǎn)區(qū)域，對工作人員及機(jī)械自動化設(shè)備的作業(yè)情況進(jìn)行監(jiān)控，工作人員通過終端或軟件能看到生產(chǎn)區(qū)域的作業(yè)過程，且能利用遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備分析機(jī)械自動化設(shè)備的故障情況，準(zhǔn)確找到故障位置，分析故障原因，及時控制機(jī)械設(shè)備故障情況，避免出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障引發(fā)的生產(chǎn)鏈癱瘓情況。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用有效提升了礦山設(shè)備的運(yùn)行效率，增強(qiáng)了礦山設(shè)備的機(jī)械自動化水平，在極大程度上保證了礦山設(shè)備運(yùn)行的安全性。

2 礦山設(shè)備中機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用效果與發(fā)展前景

在機(jī)械設(shè)備不斷優(yōu)化的過程中，各大企業(yè)逐漸認(rèn)識到自動化設(shè)備在生產(chǎn)中起到的重要作用，因此近年來礦產(chǎn)開采中，機(jī)械設(shè)備的使用數(shù)量呈現(xiàn)出直線上升趨勢，生產(chǎn)過程的自動化程度也在不斷提升。礦產(chǎn)是不可再生資源，其憑借著較高的應(yīng)用價值，在各個領(lǐng)域都有所滲透。我國對自動化的研究，可追溯到20世紀(jì)80年代，在雄厚資金的支持下，我國借鑒外國的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合本國國情，研究出適合本國礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了礦產(chǎn)開采方式的歷史性突破。

目前我國政府十分重視對自動化技術(shù)的研究，尤其是礦產(chǎn)開采自動化，開采效率的增加意味著有更多的自然資源供人類使用，對該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行總結(jié)就是智能化。在未來的研究中，控制系統(tǒng)的自主意識會逐漸向人類的大腦靠近，其“思考問題”的深度和廣度會進(jìn)一步提升;環(huán)?；鹘y(tǒng)礦產(chǎn)生產(chǎn)中，每年都需要更換大量的機(jī)械設(shè)備，這對環(huán)境保護(hù)是極為不利。為解決這一問題，在提高自動化程度的同時，要兼顧設(shè)備材料的優(yōu)化，延長設(shè)備壽命，減少其維護(hù)和更換頻率，盡量使用環(huán)保型材料，加速廢棄物的降解速率;加快對技術(shù)型人才的培養(yǎng)。確保操作人員充分了解系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理，明確操作規(guī)范，將設(shè)備的作用充分發(fā)揮出來。

3 結(jié)束語

礦山設(shè)備中機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用是時代發(fā)展之下的必然趨勢，是礦山開采發(fā)展的必經(jīng)道路。要想進(jìn)一步促進(jìn)礦山開采業(yè)的發(fā)展，提升礦山設(shè)備的機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用水平，就要在現(xiàn)有礦山設(shè)備機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加大科學(xué)研發(fā)投入力度，進(jìn)行設(shè)備規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，引進(jìn)多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)礦山開采的全過程機(jī)械自動化操作。

參考文獻(xiàn)

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