礦山設備中機械自動化技術及應用分析

李海夢

摘 要：在科技不斷發展下，礦產開采由傳統人工開采逐漸完成向機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。隨著各類自動化機械的不斷融入，我國礦產開采效率得以提升。本文對自動化技術發展歷程進行總結，并對其應用與效果進行分析。

關鍵詞：自動化;礦產開采;實際應用;前景展望

1 提升設備中的機械自動化技術應用

礦山生產過程中，礦井提升機是礦山生產流程中的關鍵設備，擔負著運輸煤炭、下放材料、升降設備、負責人員進出等多項重要功能。礦山設備機械自動化技術應用中的礦井提升機自動化發展，可以體現機械自動化技術應用對于礦山生產的重要價值與影響意義。

1.1 開采設備

不同地質的開采，需要的開采設備也是不同的，通常設備類型按照作用形式進行劃分，目前我國的黃金開采機械主要包括采掘、鉆探等。隨著自動化程度的提高，開采的作業效率逐漸提升，我國金礦產量呈現出連年增長趨勢。在相關技術的支撐下，采礦機行進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。作業過程中采礦機出現故障的次數減少，維護成本降低，其使用壽命自然大大延長。同時，在科技的不斷發展下，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 礦井提升機自動化技術

現階段，礦井提升機自動化技術主要應用于4種系統，分別是交流調速系統、GM（單閉環）直流調速系統、交直交變頻調速系統及V-M（雙閉環）直流調速系統。在礦山中應用的礦井提升機自動化技術將安全、經濟、高效、可靠作為主要依據，豐富了提升機自動化控制系統的功能，實現了對提升過程的控制，且能進行速度、電流及數字的交換，還能實時監控提升過程，監控提升速度。礦井提升機自動化控制系統的集中控制系統主要包括上下井口的PLC、視頻監控子系統;礦井提升自動化系統包括地面監控站（即地面監控主站）、地面監控分站、高開柜及低壓配電柜等。

1.3 提升設備

此設備是安置在挖掘好的礦井當中的，在地面和地下都有相應的裝置，通常礦山開采使用的提升機體積較大。金礦裝在相應的容器當中，電機提供提升機的工作動力，在鋼絲繩的牽引下完成金礦的整個提升過程。通過對該項技術的不斷優化，很多礦產生產單位已經實現現場無人化生產，將PLC作為控制中心，再加上計算機技術的輔助，整個提升過程只需極少數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，控制終端還設置有可視化裝置，井下提升處于監控當中，這對提升作業的安全性有很大的促進作用。在傳統的礦井提升作業中，需要耗費大量的人力物力，工作壓力較大且容易出現各種各樣的差錯。自動化的出現很好地解決了這一問題，機械代替人工完成提升作業，煙塵、礦產放射性不會對人體造成傷害。作業過程中出現問題的次數減少。為保證提升作業的順利進行，定期的設備維護是必不可少的，若發現零件磨損嚴重或出現老化現象需及時更換，并在相應位置加潤滑油，減少提升過程的摩擦阻力，進一步提高生產效率。

1.4 運輸設備中的機械自動化技術應用

運輸設備是另一種常見的礦山設備，其主要是通過傳動帶完成礦產的運輸。運輸設備具有較為明顯的應用優勢，穩定性較強，且運輸量較大。經過長期的生產實踐發現，利用輸送帶完成礦產的運輸，是目前較好的一種的運輸方式。其優點是單次運輸量較大，且運輸過程具有較高的穩定性，在自動化管理下，運輸過程很少會出現事故。裝載環節中，該項技術仍然有所體現，機械手在程序控制下自動完成礦料裝載作業，工人的勞動強度降低，企業也無需支付高額的人工費，該項技術的融入，將以往人工運輸的方式徹底改變，只要輸送帶設置合理，運輸過程受到外界環境的影響就會大大降低，無論外界氣溫如何變化，機械式運輸過程完全不受影響。將機械自動化技術應用于運輸設備中，工作人員可利用設定好的程序控制設備的機械手，促使運輸設備自動裝載，減少礦山開采生產鏈中的人工作業，降低人工成本。這一技術的應用不僅提高了礦山開采的經濟效益，降低了作業成本，還大大提升了作業效率，促使機械設備在短時間內能完成礦產的裝載與運輸，促進了礦山開采的發展。

1.5 礦山設備操作的遠程監控技術應用

地面監控站指地面的監控主站，具體應用設備包括上位工控機、信號傳輸設備、不間斷電源設備、集中控制系統、監控子系統等。監控主站能實現對各分站的控制，且引進了以太網，實現了全礦山網絡的連接。上位工控機主要為LCD（液晶顯示器）屏幕、工控設備、電源及打印機等。一般情況下，晉華宮礦會預留1名操作員、1名工程師對系統進行操控與管理，且利用設備對礦井提升機的提升動態圖、動態數據、歷史數據、狀態趨勢、警報等功能進行操作。地面監控分站設立在礦山的上、下井口，利用KJD24Z型號的可編程控制機對其進行控制與監控，將該設備作為核心控制單位，提高了系統的工作效率。

隨著現代社會科學技術水平的不斷提升，礦山開采生產鏈越發完善。遠程監控技術是一種較為常見的技術，被礦山開采從業者運用于礦山開采生產鏈中。在礦山開采中，工作人員將遠程監控設備安裝于生產區域，對工作人員及機械自動化設備的作業情況進行監控，工作人員通過終端或軟件能看到生產區域的作業過程，且能利用遠程監控設備分析機械自動化設備的故障情況，準確找到故障位置，分析故障原因，及時控制機械設備故障情況，避免出現機械設備故障引發的生產鏈癱瘓情況。遠程監控技術的應用有效提升了礦山設備的運行效率，增強了礦山設備的機械自動化水平，在極大程度上保證了礦山設備運行的安全性。

2 礦山設備中機械自動化技術應用效果與發展前景

在機械設備不斷優化的過程中，各大企業逐漸認識到自動化設備在生產中起到的重要作用，因此近年來礦產開采中，機械設備的使用數量呈現出直線上升趨勢，生產過程的自動化程度也在不斷提升。礦產是不可再生資源，其憑借著較高的應用價值，在各個領域都有所滲透。我國對自動化的研究，可追溯到20世紀80年代，在雄厚資金的支持下，我國借鑒外國的優秀經驗并結合本國國情，研究出適合本國礦產行業發展的技術和設備，實現了礦產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的研究，尤其是礦產開采自動化，開采效率的增加意味著有更多的自然資源供人類使用，對該項技術的發展趨勢進行總結就是智能化。在未來的研究中，控制系統的自主意識會逐漸向人類的大腦靠近，其“思考問題”的深度和廣度會進一步提升;環保化。傳統礦產生產中，每年都需要更換大量的機械設備，這對環境保護是極為不利。為解決這一問題，在提高自動化程度的同時，要兼顧設備材料的優化，延長設備壽命，減少其維護和更換頻率，盡量使用環保型材料，加速廢棄物的降解速率;加快對技術型人才的培養。確保操作人員充分了解系統的構造及工作原理，明確操作規范，將設備的作用充分發揮出來。

3 結束語

礦山設備中機械自動化技術的應用是時代發展之下的必然趨勢，是礦山開采發展的必經道路。要想進一步促進礦山開采業的發展，提升礦山設備的機械自動化技術應用水平，就要在現有礦山設備機械自動化技術應用的基礎上，加大科學研發投入力度，進行設備規格的標準化發展，引進多種先進科學技術，從而實現礦山開采的全過程機械自動化操作。

參考文獻

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