礦山設(shè)備中機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

（招遠(yuǎn)市黃金產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心，山東 煙臺 265400）

1 發(fā)展歷程

在計算機(jī)、通信等技術(shù)不太發(fā)達(dá)的年代，礦井挖掘均由人工完成，生產(chǎn)效率受人為因素影響較大。為改善這一情況，自動化理論被提出，目前該項理論逐漸趨于成熟；設(shè)備制造階段。在理論完善基礎(chǔ)上，相關(guān)制造企業(yè)按照設(shè)計圖紙和業(yè)主需要，將信息技術(shù)融入到設(shè)備制造中，在機(jī)械中安裝智能化系統(tǒng)，操作員只需在操作界面上按下相關(guān)控制按鈕，就能完成對各項開采作業(yè)。該階段的礦產(chǎn)開采被稱為半自動化階段；技術(shù)和設(shè)備優(yōu)化階段。在半自動時代，各項技術(shù)和設(shè)備之間的銜接并不緊密，機(jī)械失靈、操作失誤等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，鑒于此種情況，研究者對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并優(yōu)化機(jī)械設(shè)備中的智能系統(tǒng)，使其具備簡單的自主意識。操作中若遇到問題，系統(tǒng)會自主做出反饋，及時控制作業(yè)過程，有效防止生產(chǎn)偏離設(shè)計方向，減少安全事故的發(fā)生。現(xiàn)階段很多開采單位已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動化開采作業(yè)，工作人員只需在控制終端對開采進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控即可，并通過控制界面向設(shè)備下達(dá)指令。在科技水準(zhǔn)不斷提升的現(xiàn)代社會，自動化技術(shù)還有較大的發(fā)展空間。

2 具體應(yīng)用分析

（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。

在技術(shù)和設(shè)備的不斷優(yōu)化下，礦產(chǎn)開采的安全程度得到很大提升，生產(chǎn)過程十分順利，再加上近年來我國先后出臺各項開采標(biāo)準(zhǔn)、廢棄物排放標(biāo)準(zhǔn)，礦產(chǎn)開采效率提升的同時，有效保護(hù)開采地的生態(tài)環(huán)境[1]。為更好地控制生產(chǎn)作業(yè)，可在礦山的適當(dāng)位置安裝監(jiān)控、溫度計以及濕度計，若設(shè)備出現(xiàn)故障可及時發(fā)現(xiàn)，根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場溫濕度的變化，可將開采進(jìn)度控制在合理范圍內(nèi)，有效保證開采過程的安全。

（2）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。

（3）運(yùn)輸設(shè)備。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。

節(jié)約生產(chǎn)時間的同時增加金礦產(chǎn)量，需要的工人數(shù)量減少，只需培養(yǎng)操作能力較強(qiáng)的人員，在各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的約束下，完成相應(yīng)的操控作業(yè)即可。

（4）遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)控裝置通常和診斷系統(tǒng)是相互依存的，整個過程都需要電能的支撐。其工作原理如下：通過線纜將監(jiān)控設(shè)備和控制中心連接起來，控制中心內(nèi)部安裝定位系統(tǒng)和故障監(jiān)測系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)會被監(jiān)控記錄下來，通過線纜傳輸?shù)娇刂浦行模到y(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析找出故障產(chǎn)生的詳細(xì)位置。對于智能化程度較高的系統(tǒng)，可針對故障給出相應(yīng)的解決方案，監(jiān)測系統(tǒng)同時連接報警裝置，一旦出現(xiàn)故障技術(shù)員能夠第一時間知道，參考給出的方案及時對故障部位進(jìn)行修復(fù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，極大地保證礦產(chǎn)開采過程的安全性，同時減少設(shè)備故障引發(fā)的其它問題。

3 應(yīng)用效果

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。

自動化成為目前礦產(chǎn)開采發(fā)展的主要方向，照明、電力分配以及溫度變化等都實(shí)現(xiàn)自動化控制，生產(chǎn)效率明顯提升，再加上全方位的監(jiān)控和管理，生產(chǎn)盲區(qū)基本掃除。整個生產(chǎn)系統(tǒng)的聯(lián)動性增強(qiáng)，便于企業(yè)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中控制和管理，設(shè)備相互合作形成一個龐大的自動化系統(tǒng)，設(shè)備之間是相互獨(dú)立的，若某設(shè)備出現(xiàn)故障系統(tǒng)會自動切斷對該設(shè)備的電能供應(yīng)，并啟動備用方案維持生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行。

4 發(fā)展趨勢展望

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，對該項技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行總結(jié)就是智能化。現(xiàn)階段礦產(chǎn)開采中的控制系統(tǒng)具有的是簡單的思維能力，只能處理較為簡單的問題。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)保化。傳統(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。總之，該項技術(shù)與社會各方面的發(fā)展息息相關(guān)，將兩者的關(guān)系協(xié)調(diào)好，才能真正實(shí)現(xiàn)此項技術(shù)的突破性發(fā)展。