采礦設備大型化與智能化的應用研究

袁順福

摘 要：礦石是否有利用價值都需要使用采礦設備進行挖掘。專業用來采礦的設備屬于礦山機械設備中的一種，它不同與選礦設備和探礦設備。在改革開放后隨著社會不斷發展，隨著機械設備生產和研究的不斷進步。開采設備與技術也在不斷的實踐中更新技術，越來越先進，越來越使用的省力高產、得心應手，也保護了環境。文章就采礦設備大型化與智能化進行簡單的應用研究。

關健詞：采礦設備；大型化；智能化；應用

隨著社會主義市場經濟的迅猛發展，礦山資源的開采設備與技術也是飛速發展，使之生產效率提高了3-5倍甚至更高。隨著長期開采的深入發展，開采環境也越來越差，越來越復雜，由淺入深，由近漸遠，由陸地至海洋，但是生產能力還得保持穩定，除了管理因素外，就是針對采礦設備和技術要越來越精密，越來越高，越來越先進。采礦設備也應不斷吸取各領域的優秀經驗，面向國家經濟的需求，科學發展，實現環境的可持續發展，所以大型化、智能化發展是其必然趨勢！

1 大型化

近20年來，采礦設備大型化趨勢十分明顯，尤其是一系列在西部地區發現的世界級礦產基地的發展，更加使得大型化成為現階段的基本需求。采礦設備的大型化，不僅能保證生產的穩定性，也能保證效率，還能節約成本。我國已經步入礦山機械生產大國、消費大國和進口大國的行列，但是我國的開采設備的現狀和仍和先進水平有所差距。基于當今的行業形勢來看，中國采礦機械應進一步深化改革，調整產業結構。

以大型露天礦裝運設備研發為例，太重集團成功地研制出了WK-55型礦用機械正鏟，斗容為55m3；由北方重汽公司研制的MT5500型電動輪礦用卡車，額定載重量為326t。但此類裝運僅在國內特大型露天礦山有可能見到，中小型露天礦山僅采用4～10m3的電鏟和20～50t的自卸礦車。在一定程度上限制了工作效率。

另一方面，中國礦業發展的一個重要特征就是礦井井型的擴大。這也使得小型的采礦設備不能使采礦得到更好的開發，也不能獲得更好的生產效益，同時也增加了成本。同比之下，大型設備不僅能更好的使礦業得到最大限度的開采，同時也提高了產生效率、資源利用率，進而節約了成本，也降低了對環境的污染。

進一步提高產品質量并強化服務意識，才能提高全產業綜合競爭力，才能由礦山機械生產大國、消費大國和進口大國變為強國！

2 智能化

21世紀，重要的經濟知識標志是“數字化”、“智能化”。隨著衛星技術、無線通訊技術、微電子技術的發展，采礦設備在開發和應用方面也逐步開始了自動化和智能化的進程。而自動化、智能化開采是井下或危險環境開采的發展方向，成為無人開采必要發展方向。可以說，目前采礦設備的自動化和智能化綜合了采礦學、自動化技術、通訊技術、計算機科學與技術等，而且已經取得了實質性的進步。采礦設備的自診斷系統也采用了集成傳感器、控制器和執行器為一體的智能結構，賦予了某些智能功能，并減輕質量、降低能耗、提高結構強度和安全，達到提高性能的目的。在今后的20年里，采礦設備將廣泛的應用完善的自動化信息技術，采礦方法和技術水平也將會在一定程度上得到改進。

在加拿大、瑞典、澳大利亞發展國家無人工作和遙控采礦甚至是無人礦井已經成為了現實。加拿大INCO公司通過地下通訊、地下定位與導航、信息快速處理及過程監控系統，實現了對地下開采裝備乃至整個礦山開采系統的遙控操作。在加拿大國際某公司某礦，自動化程度達到除固定設備自動化外，鏟運機、鑿巖臺車、井下汽車全部實現了無人駕駛，工作只需在地面遙控設備即可，就能保證工作順利運行。這樣不僅使得大大提高了生產、工作效率，也大幅度的增加了安全性。我國也正在朝這方面發展，自動化調度系統、采礦設備的自動化控制、智慧能化定位系統等現代化技術水平也得到了應用和推廣。但總體和國外發展技術相比，還是有很大的差距。學習國外先進的信息、定位、通訊和自動化技術，學習他們的先進經驗，努力實現和提高我國采礦技術水平與采礦設備智能化，提高礦山生產的安全度和勞動效率是我國現階段的發展目標。

首先，加速建立采礦設備智能化發展體系與機制，結合和運用網絡、軟件、采礦的數據和模型以及調度優化和全球衛星定位系統（GPS）技術，構成了礦山生產智能化采礦系統。

其次，利用智能采礦機器人系統技術，使采礦機器人進行聯合開采，形成礦山開采作業完整體系。

采礦系統以數字化、智能化的發展為基礎，最終以礦山系統的智能化為目標。盡管目前與國外先進技術還有差距，盡管人員目前對數字化、智能化采礦設備的發展不定期心存疑慮，但是我們可以吸取國外在這些方面取得的進展和經營優勢的經驗，結合我國實情及市場發展走向，我相信要不了多久，數字化和智能化將成為我國采礦設備發展的主要方向。并且很快將會成為現實。

本文指出采礦設備發展的大趨勢為大型化和智能化發展方向，初步探索了我國礦山機械設備的發展之路。本文主要觀點：第一，應加快主要采礦設備大型化的研發制造及投入應用；第二，應逐步構建及形成生產智能化采礦系統，并將智能機器人系統技術應用到采礦方面做為研究方向，最終實現采礦技術的智能化。