機械自動化在礦山機械制造中的應用探索

林叢明

（內蒙古平莊煤業（集團）有限責任公司，內蒙古 赤峰 024076）

所謂自動化的是指設備或機器可以不配備任何操作員就可以根據預定程序或安裝程序執行相關任務。但是機器自動化和其他自動化有很大的區別。主要是使用當今的高科技產品，涉及電子計算機和電子集成技術，達到“計算機設備一體化”有效運行系統的設備。在實際生產過程中，自動化主要通過這些機械化工具實現連續生產。機械的自動化控制，大大提高了礦產資源的開采效率。近年來，機械自動化在不斷革新中得到了改進，并在各行業得到了廣泛的應用。我們國家用于礦山機械制造，不僅能源的運輸速度大幅提高，而且節省了大量人力和物資資源。因此，機械自動化過程對我國經濟發展來說非常重要。

1 我國機械自動化技術的發展現狀

1.1 研發起步較晚，技術發展相對落后

我國的自動技術的發展落后于發達國家。目前自動化技術仍然處于初級階段。中華人民共和國成立前，由于多年的抗戰和資本主義壓迫，我國在科學、技術、工業方面的發展都十分緩慢。中國成立后，科技和工業技術得到了國家的大力支持，雖然現在處于快速發展階段，但與發達國家相比還有很大的差距。

1.2 對外來技術的依賴程度高，本土掌握的核心技術少

關于機械制造，存在過分依賴國外技術，這是致命的問題。據統計，我國的高科技技術基本主要應用于冶金、機械等領域。我國的新技術和新工藝的世界貢獻率約為6%，發達國家新技術和新工藝的貢獻率達到51%，我國每年都會為設備的進口投入大量資金。另外，我國的技術型人才缺乏，其中大部分只是模仿外國的技術、克隆技術或直接購買外國的技術，具有獨立知識產權的很少。

1.3 機械自動化的普及程度低

我國關于機械自動化的研究起步晚，技術落后于發達國家，因此機械自動化在國內的普及度低，結果導致的是實現機械自動化的成本高，而且需要大量的技術型人才和大量資金，大部分企業負擔不起，由于我國掌握的核心技術少，自主開發生產的機械設備較少，大部分機器制造的設備需要進口，在資金有限的情況下，我國在礦山機械制造長期處于設備不足的狀況。

1.4 自動化儀器設備不夠充裕

我國大部分企業主要從國外采購自動化操作系統。但是由于在海外的計算機系統成本高，很多企業的購買力有限。其中能購買自動操作系統的企業較少，礦山的機械制造業，自動化機器的總數很少，選擇的類別也非常少。

2 機械自動化技術概述

2.1 機械自動化技術的基本含義

沒有人工操作和指示的情況下，機器能自動操作是機械自動化技術的顯著優勢，機器的自動化可以促進機械制造業的發展。機械自動化技術在一定程度上有助于科技的發展。此項技術的使用提高了產品品質和性能，保證了生產中的安全性，改善了機器的利用效率。

2.2 組成機械自動化的要素

在機械自動化的要素中，核心是程序模塊，在控制模塊中運行的程序由工程師先準備好，支持應用于整個系統的工作。整個系統的管理單元的命令是功能模塊，確認整個系統正常運行，收集數據并傳送到控制模塊，由傳感器命令在所有系統中發布。

3 機械自動化在礦山機械制造中的實際應用

隨著生產需求的增加和生活水平的提高，對礦產資源的需求量在國家經濟建設的各個方面都在增長。從而促進機械自動化制造業的發展，更好地滿足社會發展的需要。我國礦產資源的產量巨大，存在的風險也比較多，引發事故的原因也是多樣的，這就嚴重影響礦山開采過程中機械設備的正常運行，所以實現自動化成為了必然趨勢。為了提高生產效率和產品質量，促進工業技術的快速發展，通過機械的自動化來提高礦山機械的制造效率和質量。根據機械制造業所履行的職能，可以將礦山開采的工作環節劃分為采礦、運輸、礦山安全監督等。結合以往的經驗和研究，具體分析了礦山機械制造的各種功能，提出了適當的有效戰略，從而改善和調整礦山機械自動化的應用現狀。

3.1 礦產資源采掘的機械自動化

我國經濟發展非常迅速，礦產資源需求的增加也是不可避免的趨勢。為了增加礦產資源的開采量，就需要加強機械自動化領域的研究和應用。這對工業生產和人民生活也有一定促進作用。使用計算機技術、增加先進的傳感器和故障診斷等技術，有效發揮出機械自動化的高效、高精度、易操作等特點。提高機械設備的自動化、智能化、數字化可以提高我國礦產資源開采的安全和經濟效益。因此，必須深化和調整礦山機械制造中自動化技術的應用。

利用自動化技術在發達國家有關工業的發展和應用上取得了良好的成果。這不僅提高了機械設備運轉的可靠性，還提高了工作效率。采掘機械自動化技術在礦山生產中應用的主要作用主要體現在以下幾個方面：一是提高礦井生產效率和安全性。井下作業一直以來都是依靠人工作業形式來完成的，且勞動強度大，生產效率低下，而機械自動化技術則可以對重復的人工勞動以及危險作業類型對人工作業方式進行替代，所以大大減少了人工勞動強度，提高了生產效率且可以確保礦山生產的安全性。二是降低成本。由于傳統的作業方式需要消耗大量的人力，也需要花費較高的資金成本，而采用采掘機械自動化技術則不僅可以代替大量的人工作業，且降低了人工參與程度，避免由于人工作業過程中出現事故而影響正常生產的問題，確保了生產活動的連續性，所以在長時間的礦山作業過程中也降低了礦產資源的生產成本。三是提高從業人員的安全性。井下開采本身就屬于高危險工種，這主要是由于井下生產中會存在瓦斯、坍塌以及突水等危險事故，容易造成巨大的經濟損失和人員傷亡事故。而采用采掘機械自動化技術則可以對上述問題進行有效解決，提高了井下作業中人員的安全性。

3.2 機械自動化技術在礦產資源運輸中的應用

對礦企來說，生產和運輸是一體的。這是兩個不可分割的部分。重要的是，即使生產效率提高，如果運輸效率下降也沒有意義，和不采沒什么區別。因此，在研究機械自動化在礦山機械制造中的應用時，也應該致力于礦山運輸機械自動化技術的研究。目前的礦產資源生產運輸的環境中，很多礦山的礦產資源的運輸方式是膠帶運輸機運輸，隨著科學技術的快速發展, 礦山井下帶式輸送機也向著大功率、長距離、高速的方向發展, 自動化集中控制技術逐步運用到皮帶運輸中去，減少了現場操作人員, 并可以通過系統網絡實時監測子系統的運行狀況直接進行操作控制，還可提供實時數據和統計分析報表，為管理者決策提供依據，極大的提高了礦井生產效率。這種比較傳統的運輸方式現在與PLC 技術、監控技術相結合，運輸系統安全可靠，更高效，也不需要人工干預和維護。使用運輸設備自動化集中控制可以確保運輸過程可控、數據準備和保護靈敏可靠。

3.3 自動化的礦山安全監控系統

安全總是各行各業，特別是礦山企業的頭等大事。在采礦過程中，工人的人身安全直接反映了工業機械的自動化水平。機械作業實現了自動化，對礦企發展也起著重要的作用。因此，幾乎所有的礦企都在逐步推進自動化生產技術。最常用的是人員定位系統、安全監測監控系統、視頻監控系統等，主要用于人員、設備、環境的檢測。為了加強井下瓦斯安全的運行管理，有效遏制重特大瓦斯事故的發生，提高安全管理技術水平，為了高標準、高質量完成該項工程，為了預防瓦斯爆炸危險，以便及時準確地反映井下各監測點的環境參數及主要設備運行狀況，達到對危害的早期預測和預報。一旦發現有瓦斯超限立刻發出聲光報警，并進行風、電、瓦斯閉鎖，確保礦井生產的正常運行和人身安全，以及設備的正常運行，滿足綜合調度管理對環境安全、采掘設備、供電系統等有關信息的實時、全面、準確、可靠的要求，滿足管理信息系統對輔助決策信息的要求，采用現金的自動化監控系統是必然趨勢。

4 機械自動化技術的發展前景研究

由于機械自動化的技術極限，從成本管理的角度來看，機械自動化的過程肯定會產生一些不可避免的問題。促進機械制造自動化技術的普及，覆蓋更多領域。這實際上有助于礦山機械制造業的進一步發展。未來的機械制造技術將更加趨向于實現自動、智能、數字的一體化，盡可能的節約時間、成本、提高產品質量和生產效率，最終實現整個生產工藝的一體化進程。

4.1 機械自動化發展前景廣闊

從我國近幾年的高速經濟發展來看，自動化在我國機械制造業中起著非常重要的作用，這將在未來的資源開發中發揮越來越重要的作用。但是，我國機械自動化的發展尚處于初級階段，而且與西方發達國家有很大的差距。礦產資源作為主要能源，今后也將有相當長的一段時間，成為經濟發展不可或缺的支柱。因此，機械自動化發展前景廣闊，發揮出自動化在節約人力、物力、財力的優勢，在今后的自動化技術發展中實現各環節的人力解放，為我國的能源開采領域發展做出更大貢獻。

4.2 解決資源浪費問題

我國的機械自動化還有很多缺點，其中資源浪費問題是極其重要的一項。為了提高資源利用率，國家政府必須重視，投入資金支持技術研究，為研究如何提高機器自動化牢固地支持資源利用率。在礦企改革中，加強機械自動化的研究，理論教育與實際相結合，有助于設備自動化的提高和利用率。在設備改造中，不僅應該致力于節能、環保的發展，還應該改善現有機械的利用效率和自動化程度。

4.3 注意理論與實踐結合

由于我國今年來非常重礦企機械自動化程度，目前，機器的自動化技術正在逐步提高。但是，還有大部分礦山企業的自動化程度很低，改革的空間很大。我國的機械自動化技術仍然需要不斷的改善與進步創新。然而，應當指出，在改進過程中，技術理論和實踐必須結合起來，以確保技術理論的實際支持。在發展過程中，要特別注意解決機器自動化方面的缺點，從而為礦山開采的發展打下堅實的基礎，在實際生產過程中堅持可持續發展的理念，并付諸于實踐之中。

5 機械自動化技術的發展趨勢

5.1 集成化

現階段，機械自動化技術的發展趨勢良好。也就是說，技術進步的速度比以前任何時候都快。例如，采用網絡技術，提高機器設備的自動化控制水平，使之更強地一體化，降低故障率。

5.2 綠色化

與快速工業化相關的工業污染威脅著人類的健康。因此，為了將綠色和無害環境的概念融入自動化設備中，使用節能和無害環境的技術，實現環境保護的目標。

6 結語

在對礦山機械生產的認識中，必須考慮自動化實現的三個主要方面。首先是采掘機械的自動化運行，可以保證在鉆井過程中及時報告基礎深度和鉆井情況或遇到的鉆井問題。其次，如果能處理礦產資源開采后的運輸問題，在開采的同時進行高效的運輸，就能使礦山機械的聯動效果達到更好的水平。另外礦山生產需要重視機械設備和作業人員的安全性，以往的人力生產有很大的潛在風險，但使用高端自動化的機械設備時，可以避免人員的財產損失，但同樣進行有效的監視和安全防止措施，進行礦床坍塌等因此，從這些角度提高礦山機械制造過程中的自動化效果，在礦山生產的各個方面都有很大的促進和提高作用，為行業的穩健發展奠定基礎。