礦山自動化的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

（貴州盤江精煤股份有限公司火燒鋪礦，貴州 六盤水 553539）

礦山自動化是指應(yīng)用現(xiàn)代控制產(chǎn)品、自動化技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視覺技術(shù)，對礦井設(shè)備和生產(chǎn)過程進行全方位的監(jiān)控，保證礦山生產(chǎn)的安全性，提高能源生產(chǎn)效率。

1 礦山自動化的現(xiàn)狀

1.1 礦山自動化的發(fā)展狀況

通過國家的政策引導(dǎo)和礦產(chǎn)資源開采自身的發(fā)展需求，礦山自動化在最近幾年取得了一定的成果，但由于發(fā)展時間較短，又缺乏統(tǒng)一的標準指導(dǎo)，在自動化的改造過程中仍然存在一些問題，還存在一些盲區(qū)，如果能將大數(shù)據(jù)管理、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、視覺技術(shù)、智能傳感器與礦山自動化相結(jié)合，就可以助力產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)精準監(jiān)測、數(shù)據(jù)可靠采集和傳輸，繼而提高生產(chǎn)效率。

現(xiàn)階段，大多數(shù)礦山自動化只是指在能源生產(chǎn)輔助環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化操作，從礦山生產(chǎn)的全過程來說，離自動化還有很長一段距離。可以說，我國礦山自動化僅僅實現(xiàn)了在局部或單個系統(tǒng)的自動化，遠遠沒有達到全礦井自動化的整體要求。這種不均衡的“自動化”發(fā)展，是我國礦山自動化的目前現(xiàn)狀，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1.2 采掘設(shè)備自動化程度不夠

隨著現(xiàn)代控制技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)達國家在對礦山采掘設(shè)備進行自動化升級時，會強化設(shè)備的自診斷能力和遠程操控能力，便于計算機能對各種設(shè)備進行統(tǒng)一控制和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)礦山采掘工作的自動化。此外，在采掘設(shè)備中運用自診斷技術(shù)，還能對設(shè)備的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，準確找到出現(xiàn)故障的地方。礦山采掘設(shè)備最初都是以滿足現(xiàn)場控制要求設(shè)計的，如要實現(xiàn)自動化、智能化，需要對設(shè)備進行升級改造，在設(shè)計階段就要考慮滿足智能化控制要求，現(xiàn)在也有很多智能化檢測技術(shù)在礦企中使用，比如機電衛(wèi)士等，但都是與設(shè)備現(xiàn)場結(jié)合的，匹配度、準確性、可靠性都較差，如能在設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)環(huán)節(jié)加入必要的檢測傳感器，將大大提高檢測得準確性、可靠性。

1.3 檢測傳感器自動化程度不夠

實現(xiàn)礦山自動化、智能化的核心是檢測傳感器，目前使用的傳感器準確性、可靠、智能性都不能滿足自動化、智能化要求，是自動化、智能化最大的短板，例如，對于傳感器的具體配置數(shù)量并沒有明確，對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析、融合聯(lián)動也沒有進行具體細化，特別是在傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面沒有明確，非常容易導(dǎo)致礦企監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)各種類型的“信息孤島”，各個方面的應(yīng)急聯(lián)動效應(yīng)不能充分發(fā)揮出來。

1.4 技術(shù)力量不足

礦本身艱苦的工作和生活環(huán)境、相對較低的福利待遇，對技術(shù)人才的吸引力不高，是自動化、智能化最大的憂慮，人才是企業(yè)之本，也是市場競爭之本。礦企要想在未來發(fā)展和競爭中站穩(wěn)腳跟，務(wù)必從現(xiàn)在開始，立足當(dāng)前，放眼長遠，加快技術(shù)人才隊伍建設(shè)，抓緊解決礦山專業(yè)技術(shù)人才需求與短缺問題。

2 礦山自動化過程中存在的問題

自二十世紀九十年代起，我國礦山自動化就在不斷發(fā)展，但從總體上來說，我國目前的礦自動化技術(shù)和西方發(fā)達國家相比還存在一定差距，主要體現(xiàn)在兩個方面。

2.1 自動化發(fā)展不平衡，并且缺乏統(tǒng)一的標準

雖然我國在礦山自動化建設(shè)方面的資金投入非常大，也收獲了一定的成果，但從發(fā)展狀態(tài)上來看，礦山自動化處于一種發(fā)展極不平衡的情況。一方面，由于資金投入和技術(shù)指導(dǎo)等方面的差異，國有重點礦企的自動化進程遠遠快于地方中小礦山；另一方面，由于企業(yè)在管理和決策方面存在的差異，部分企業(yè)認識到只有加快礦山自動化進程，才能增強企業(yè)的競爭力，在決策時會主動推進礦企生產(chǎn)的自動化改造升級，但也有一些企業(yè)受現(xiàn)狀和條件限制，考慮對生產(chǎn)的短期影響及設(shè)備后期維護管理的憂慮，對自動化有一定的排斥，這就造成了礦山自動化發(fā)展不均衡。除了發(fā)展不均衡，缺乏統(tǒng)一的指標和自動化標準也是礦山自動化進程中遇到的重大問題，雖然現(xiàn)在礦山自動化供應(yīng)商越來越多，愿意與企業(yè)開展深入合作的提供商也不在少數(shù)，有提供機械生產(chǎn)和硬件設(shè)備的，有提供系統(tǒng)集成管理的，還有提供礦產(chǎn)信息軟件管理的，但由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和標準，再加上各礦企的自動化是在相對獨立的狀況下實施，在信息共享方面存在落后性，這就導(dǎo)致一些企業(yè)的自動化設(shè)備方面缺乏統(tǒng)一性，不利于自動化的整體優(yōu)勢發(fā)揮。

2.2 在礦山自動化發(fā)展進程中，企業(yè)重硬件投資，輕軟件投資

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，近幾年礦企在自動化、智能化方面的投資比重逐漸增加，但大多投入到了硬件設(shè)備中，硬件設(shè)備占整個投資的71%，軟件投入僅占18%。許多礦企都建立了大型局域網(wǎng)，通過采買大型服務(wù)器來維持網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)，但卻忽視信息技術(shù)中最重要的信息數(shù)據(jù)開發(fā)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫無法給生產(chǎn)環(huán)節(jié)和研究項目提供數(shù)據(jù)支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)和云科技的出現(xiàn)和發(fā)展，給礦井自動化建設(shè)提供了新的機遇，為我國礦井自動化建設(shè)提供了新的技術(shù)支持，但想要將這些技術(shù)運用在礦井自動化進程中，還有一系列的難題需要解決。

3 礦山自動化未來發(fā)展趨勢

礦山自動化、智能化是企業(yè)發(fā)展的必然選擇，但由于受到經(jīng)濟水平和技術(shù)水平的限制，礦山自動化在發(fā)展進程中仍存在許多問題，接下來就根據(jù)具體的問題為我國礦山自動化指明未來的發(fā)展趨勢。

3.1 提高礦山設(shè)備自動化水平，完善自動化發(fā)展機制

礦山自動化的發(fā)展可以通過自動化設(shè)備體現(xiàn)，如果設(shè)備智能化程度高，就能使礦山自動化更上一層樓。想要提高礦山設(shè)備自動化水平，主要有兩種方法：一是運用現(xiàn)代檢測技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)，拓寬礦山設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)的思路，加快產(chǎn)品的機、電一體化融合，自動化產(chǎn)品的發(fā)展渠道，計算機對炭自動化提供系統(tǒng)儲存和數(shù)據(jù)計算，二是加強礦產(chǎn)品的質(zhì)量，使生產(chǎn)出來的設(shè)備擁有更高的性價比，這樣就會使礦山自動化得到市場和企業(yè)的認可，從而使企業(yè)繼續(xù)增加在自動化環(huán)節(jié)的資金投入，促使礦山進行優(yōu)化和升級，進一步提高生產(chǎn)效率，更好地為礦山的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。除了要提高礦山自動化產(chǎn)品的質(zhì)量，還要完善礦山自動化發(fā)展機制，好的機制是促進產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的前提條件，完善礦山自動化發(fā)展機制，主要得從加強先進技術(shù)的引進，將先進技術(shù)應(yīng)用到我國礦山自動化的發(fā)展進程，從根本上改變我國礦山自動化不徹底的局面。

3.2 加強現(xiàn)場信息采集

能源開采是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括采掘、運輸、通風(fēng)、壓風(fēng)、排水抽采各系統(tǒng)，由于能源生產(chǎn)的過程復(fù)雜，且自然條件惡劣，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會遇到一些無法控制的意外事件，在這樣的條件下，簡單地單個系統(tǒng)的自動化已無法滿足生產(chǎn)的需要。近幾年，礦山綜合自動化在我國發(fā)展的速度十分迅猛，國外不少與信息技術(shù)有關(guān)的企業(yè)都參與到我國礦山自動化的發(fā)展進程中。想要實現(xiàn)礦山綜合自動化，就必須加強各自動化控制系統(tǒng)的相互配合，這對現(xiàn)場信息采集有嚴格的要求，需要大量采集現(xiàn)場信息。將各生產(chǎn)環(huán)節(jié)和工況通過傳感器進行收集，通過對各種數(shù)據(jù)的采集、分析、處理，對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，協(xié)調(diào)現(xiàn)場各個系統(tǒng)各個設(shè)備之間的工作進度，獲得全面豐富的現(xiàn)場信息，并將這些信息傳輸?shù)降孛娴谋O(jiān)控調(diào)度室，通過監(jiān)控軟件對礦井內(nèi)的系統(tǒng)和設(shè)備進行集中控制和管理。

3.3 使自動化控制基于企業(yè)級集控系統(tǒng)

回顧礦企的發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)自動化是其最終的歸路。礦企通過建立自動化的遠程監(jiān)控系統(tǒng)、自動化的遠程操控系統(tǒng)和自動化的生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了綜合自動化生產(chǎn)過程與信息技術(shù)的有機結(jié)合，加快了礦山生產(chǎn)和發(fā)展過程中的信息化進程。就目前礦山自動化的市場來說，實現(xiàn)綜合自動化是企業(yè)發(fā)展的必由之路，礦山自動化的市場主要集中在改造項目，自動化產(chǎn)品的進入必將使市場對產(chǎn)品的需求由單一型向機電一體型轉(zhuǎn)變，因此需要建立一個能控制礦井所有自動化設(shè)備的跨專業(yè)管理部門，對現(xiàn)階段擁有的自動化設(shè)備進行全面維護和管理，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，通過這個集成控制系統(tǒng)可以有效地銜接所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)，全面詳細地分析判斷礦井下的工況、狀態(tài)，對可能出現(xiàn)的故障進行預(yù)警。

3.4 加快采掘機械自動化建設(shè)

在礦山自動化較為發(fā)達的國家，采掘機械普遍使用計算機來控制，通過計算礦山開采環(huán)境，對采掘機械進行科學(xué)的參數(shù)設(shè)計，實現(xiàn)礦山自動化采掘。而我國礦山自動化在發(fā)展過程中，對新技術(shù)和開發(fā)和研究沒有發(fā)達國家那么積極，雖然使用機械提高了開采質(zhì)量，但從高強度開采工作的裝備上來說，自動化的程度還遠遠不夠。礦山機械想要真正朝著自動化的方向發(fā)展，就得加強遠程操控機械的技術(shù)，使礦工作實現(xiàn)無人化操作，同時還得提高礦機械成套裝備系統(tǒng)的綜合技術(shù)，使采礦技術(shù)和環(huán)境、安全問題相協(xié)調(diào)。在未來，礦山自動化將不僅僅局限于單個系統(tǒng)的自動化，礦井自動化將成為礦企發(fā)展的主要方向，使礦井朝著安全、高效、可持續(xù)性的方向發(fā)展。但在現(xiàn)階段，礦綜合自動化的重點是在采礦過程中實現(xiàn)機械的自動化，加快錨桿支護速度的巷掘進高效快速成巷成套技術(shù)，巖巷掘進機械化快速成巷成套技術(shù)，以及適應(yīng)不同條件的高效安全輔助運輸系統(tǒng)成套技術(shù)。

4 結(jié)語

礦產(chǎn)資源是我國工業(yè)發(fā)展進程中使用最多的能源，因此實現(xiàn)礦山自動化、智能化、改善工人的工作環(huán)境，提高礦山開采的產(chǎn)量和效率，對促進經(jīng)濟發(fā)展大有裨益。但現(xiàn)階段，我國在礦山自動化進程中還存在一系列問題，這就要求我們?yōu)榈V山自動化的未來發(fā)展趨勢指明道路。