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)入了一個飛速發(fā)展的時期，再繼無人駕駛技術(shù)之后，上海的洋山港實現(xiàn)了港口的無人化，極大地提高了港口的工作效率，實現(xiàn)了工作環(huán)境的綠色化。與此形成鮮明對比的是煤炭的生產(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現(xiàn)無人化，那么可以實現(xiàn)無人化生產(chǎn)嗎？本文將對這個問題進(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)境是極其危險的

煤炭的開采在我國已經(jīng)有了幾百年的歷史了，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了極其重要的作用。但是與之相對應(yīng)的是礦井極其危險的生產(chǎn)環(huán)境令人望而生畏。進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著礦山機械的發(fā)展，一些新的技術(shù)運用的煤炭的開采中，礦井的惡劣的生產(chǎn)環(huán)境得到改善，礦井的危險性得到降低。但是，每年我國依然會因為礦工的操作不當(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。下面是對我國2007年到2014年因礦難死亡的礦工的人數(shù)統(tǒng)計。

礦難是導(dǎo)致礦工死亡的一個重要因素，同時塵肺病等職業(yè)病也是也是危害礦工生命安全的一個重要因素。據(jù)統(tǒng)計，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，洋山港將成為一個無人化的碼頭，從而實現(xiàn)了智能裝卸，增加了整個碼頭的利用效率。與傳統(tǒng)的碼頭相比，實現(xiàn)自動化、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。

2 礦井無人化的技術(shù)支持

實現(xiàn)無人化的洋山港對企業(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，每年我國因為礦井事故造成的經(jīng)濟(jì)損失更是不可估量的。鑒于此，礦井實現(xiàn)無人化是可行的，也是必須的。對比發(fā)現(xiàn)，無人化的洋山港所運用的傳感器技術(shù)、自動化技術(shù)、GPS技術(shù)、計算機技術(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的將礦井工作面的實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。

2.2 自動化技術(shù)

自動化技術(shù)是整個無人化礦井的關(guān)鍵。通過自動化技術(shù)可以做出大量的自動化礦山設(shè)備，擁有了這些自動化設(shè)備，可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，才可以真正意義上的實現(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)）的簡稱。如果將這一技術(shù)運用到無人化礦井上，確切的說是用到礦山機械設(shè)備上，可以及時的了解到井下開采設(shè)備、運輸設(shè)備的位置等。這樣極大方便了工作人員對井下設(shè)備的管理。

2.4 計算機技術(shù)

計算機技術(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，那么計算機就是無人化礦井的大腦。在整套無人化礦井的設(shè)備上，計算機將起到中樞的作用，它將配合工作人員或獨立的指揮監(jiān)管整套設(shè)備，從而提高礦井設(shè)備的運行效率和設(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。可是現(xiàn)階段實現(xiàn)礦井無人化有著較大的困難，建造成本就是一個最大的障礙，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，蔣承林，翟果紅.我國煤炭行業(yè)塵肺病現(xiàn)狀分析及防治對策.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011.

作者簡介：李倫操（1995），男，漢族，山東棗莊人，本科，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化；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：電氣工程及其自動化；姜雙廷（1996），男，漢族，山東萊西人，本科，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。