矿山机械智能化的应用及发展趋势

蔡宏飞 刘佳

摘要：在当今这个信息化的大数据的时代，煤炭行业的发展水平不单单以煤炭的开采的数量为衡量标准，其智能化建设程度更是极其重要的衡量方面。所以，对矿山机械智能化的应用以及发展趋势展开深入分析具有非常大的现实意义。

关键词：矿山;机械智能化应用;发展趋势分析

煤炭是社会发展的资源保障之一，对其进行有效的开采，能够为国家经济的发展产生很大的推动作用，特别是在当前阶段，国家经济快速发展，对于煤炭资源的需求也越来越大，而这就需要煤炭企业对自身生产力进行不断的提升，以此来保证社会资源的有效供应，而这种目标的实现，要求煤炭企业对自身的科技水平进行不断的提升，通过对煤矿机械工程加强智能化建设，有效提高自身的生产能力，只有如此，才能使社会发展需求得到有效的满足，因此，针对煤矿机械工程智能化的发展与应用进行深入的研究是很有必要的。

1目前煤矿机械工程发展状况

煤矿属于我国国民经济发展的基础性能源，在我国能源结构中占据重要位置。煤矿开采水平以及能力随着科技的快速发展实现了质的飞跃，尤其是在煤矿机械发展方面，机械技术逐渐成熟，生产体系更加规范、标准。但是我国煤矿机械的研究与开发起步都很晚，和国外先进技术之间存在的差距较大。煤矿机械的发展水平直接影响着煤矿企业的整体生产能力。处于新时期，人类社会对煤炭资源的需求量与日俱增，这给煤矿行业带来了研究的挑战，煤炭开采必须要不断更新核心技术、设计理论、技术标准、检测手段等，健全煤矿机械工程工作机制，才能使机械工程智能化发展更加顺利。

2煤矿机械工程智能化发展中的相关问题

2.1机械设备较为复杂

通常煤炭开采规模相对较大，而用于煤炭开采的各项机械往往具有体积庞大和结构复杂的特点，但在煤矿开采期间，由于煤矿矿井空间有限，机械设备过于庞大，在这种狭窄的矿井当中难以保证作业的灵活性，从而对煤矿开采的效率造成了严重的影响，同时也影响了机械利用率的充分发挥。此外，由于开采环境较为复杂，各种环境因素容易对煤矿机械产生不利影响，从而缩短煤矿机械的使用寿命，导致企业生产成本被加大。

2.2煤矿机械智能化水平不高

随着社会的发展，科学技术在各领域当中的应用越来越广泛，但对于煤矿生产而言，虽然在机械设备方面应用了诸多高新技术，但在智能化生产方面仍然处在初期阶段，相比于西方发达国家，我国煤矿机械的智能化水平还相对较低，仅在一些小型仪器当中落实了智能化建设，而仍有很多主要生产机械还存在智能化水平不高的情况，甚至部分工作还需要人工操作来完成，这不仅会对各项资源造成严重的浪费，同时还会降低煤炭资源的生产效率。

2.3煤矿机械材料差，缺乏实用性

在煤矿机械当中，大多会使用钢铁作为主要材料，这使得煤矿机械质量往往会受到钢铁质量的影响，而我国很多钢材生产都是以中低端质量为主，想要确保煤矿机械的质量，还需要进口高端钢材进行机械制造，但这会使煤矿机械的成本大大提升，不利于煤矿企业经济效益的获取，容易对煤矿产业的发展造成影响，而想要降低成本投入，就要对价格较低的材料进行选择，但这些钢材在质量方面存在缺陷问题，将其用在煤矿机械当中，会对煤矿机械的使用寿命造成影响，而且还容易出现故障问题，影响煤矿的正常生产。

3煤矿机械工程智能化的应用

3.1机械工程智能化在煤矿采掘方面的应用

采掘机是煤矿开采最常用的设备，电牵引驱动系统为采掘机提供足够的采掘动力，并且运用了交流电机，可靠性能更强，简化了综采工作，大幅度提高效率。对于故障诊断，为了精准的进行诊断，采用了传感器进行故障诊断，传感器将采掘情况反馈给系统诊断系统根据传感器获取的数据做出判断，从而实现整个综采过程的智能化，大幅度的提高了采掘效率。

3.2机械工程智能化在煤矿运输方面的应用

煤矿在进行运输时，通过胶带运输机实现了煤炭的传送过程，在胶带运输机中应用中压变频驱动控制技术，以此来实现运输机的平稳性，确保在低速状态中也可以连续运行。为胶带运输机安装液压自控张紧装置，确保自动调节张力以此来实现运输机的平稳运行。安装工况监测系统，机头安装使用交叉装置，机尾安装自动伸缩装置，以便及时了解运输的情况，进行实时运输监控。

3.3煤矿机械工程智能化在生产安全监控方面的应用

处于科技飞速发展的时代，机械工程智能化已经被普及到了各个领域，从而提升了劳动生产率，保证了产品质量，实现了安全生产。要想确保煤矿安全生产，就必须要牢固安全第一的思想。目前大多数地区的煤矿企业都创建了安全监控系统，使用最先进的制造技术，结合煤矿生产的实际需求，开发并设计了安全生产管理系统，许多大型煤矿都设置不同种类的监控系统。但是，一些传感器的稳定性不强，种类较为单一，使用年限较短，如果发生故障则需要消耗大量的人力与时间。因此，健全煤矿生产安全检测体系，把机械智能化设备和传感器相互结合，综合使用各种不同类型的传感器，才能有效解决煤矿安全生产中常见的隐患问题，提升煤矿生产安全检测水平。

3.4煤矿机械工程智能化在绿色生产方面应用

煤炭开采行业属于污染比较严重的行业，不合理的开采会给大自然带来严重破坏，例如破坏地表植被、破坏地下水资源、污染空气等，从而制约煤矿生产的可持续发展。绿色生产是基于煤矿机械工程智能化的基础之上进行的，对煤矿开采的要求较高，从保护环境，实现可持续发展的角度出发，采取有针对性的开采方法，尽可能的降低灾害的发生概率，进行确保经济效益与社会效益最大化。在煤矿开采过程当中，技术人员需要认真分析开采区域的水体状况，防止出现地面沉降问题，避免地下含水层流经被破坏，才不会影响到当地居民的正常生活。开采过程当中，瓦斯既是一种清洁能源，但又是一种容易爆炸，危害旷工生命安全的有害气体，因此，煤矿企业封闭井口过程当中要使用安装钻孔瓦斯抽放管的方式，加强瓦斯开采工作，节约自然资源，保护生态环境。

4发展趋势展望

（1）智能导航技术的开展。基于实时三维GIS技术，将地理信息、三维可视化及工作面探测技术结合起来，在综采工作中采用智能导航技术，对设备进行自动定位，可以对工作面进行实时探测和自动定位，以此实现煤矿资源的精确开采。（2）设备趋向于多样化。当前我国的煤炭开采设备功能简单结构复杂，在狭窄的矿井工作环境中操作难度系数高、运行繁琐，难以实现在狭小的环境中进行高效运作。在后续的发展中，开采设备的功能趋向于集成化、种类趋向于多样化。比如：通过装有可以进行人工智能处理的传感器，通过数据处理模块，计算采煤机的工作位移，从而在模型中输入数据，进行自主开采;或者将会引进智能开采机器人，逐步替代人类在综采工作面中的工作，操作人员只需掌握简易的工作技术，就可以合理掌握设备的操作运行，从而节省人力物力;最后，可以引进先进的超声波技术，在机械设备出现问题时，通过超声波技术对机械设备进行监测，与传统的勘测手段比较，精简工作环节，减少了工作负担。

5结语

机械智能化开采技术可以提高投入产出比，是我国煤矿转型、加快行业升级的技术。新的阶段对我国的煤矿机械智能化提出了新的要求，矿山企业要抓住改革的机遇，在国家政策的指导下需要不断地对矿山机械设备进行创新，以此确保其性能的稳定，促进矿山行业的生机与活力。

参考文献：

[1]  白雪.煤礦机械工程智能化的发展与应用分析[J].建筑工程技术与设计，2019，（15）.

[2]  张鹤松.煤矿机械工程智能化的发展与应用[J].数字化用户，2018，24（20）.

（作者单位：北方重工集团有限公司）