矿山设备中机械自动化技术及应用分析

李海梦

摘 要：在科技不断发展下，矿产开采由传统人工开采逐渐完成向机械自动化开采的过渡，近年来我国黄金矿山开采量居高不下，主要原因是人类需求的快速增加。随着各类自动化机械的不断融入，我国矿产开采效率得以提升。本文对自动化技术发展历程进行总结，并对其应用与效果进行分析。

关键词：自动化;矿产开采;实际应用;前景展望

1 提升设备中的机械自动化技术应用

矿山生产过程中，矿井提升机是矿山生产流程中的关键设备，担负着运输煤炭、下放材料、升降设备、负责人员进出等多项重要功能。矿山設备机械自动化技术应用中的矿井提升机自动化发展，可以体现机械自动化技术应用对于矿山生产的重要价值与影响意义。

1.1 开采设备

不同地质的开采，需要的开采设备也是不同的，通常设备类型按照作用形式进行划分，目前我国的黄金开采机械主要包括采掘、钻探等。随着自动化程度的提高，开采的作业效率逐渐提升，我国金矿产量呈现出连年增长趋势。在相关技术的支撑下，采矿机行进过程中的牵引力明显增加，其移动过程中受到的阻力被很好地消减。作业过程中采矿机出现故障的次数减少，维护成本降低，其使用寿命自然大大延长。同时，在科技的不断发展下，滚筒式开采装置被研制出来，极大改善了在开采中所遇难题。

1.2 矿井提升机自动化技术

现阶段，矿井提升机自动化技术主要应用于4种系统，分别是交流调速系统、GM（单闭环）直流调速系统、交直交变频调速系统及V-M（双闭环）直流调速系统。在矿山中应用的矿井提升机自动化技术将安全、经济、高效、可靠作为主要依据，丰富了提升机自动化控制系统的功能，实现了对提升过程的控制，且能进行速度、电流及数字的交换，还能实时监控提升过程，监控提升速度。矿井提升机自动化控制系统的集中控制系统主要包括上下井口的PLC、视频监控子系统;矿井提升自动化系统包括地面监控站（即地面监控主站）、地面监控分站、高开柜及低压配电柜等。

1.3 提升设备

此设备是安置在挖掘好的矿井当中的，在地面和地下都有相应的装置，通常矿山开采使用的提升机体积较大。金矿装在相应的容器当中，电机提供提升机的工作动力，在钢丝绳的牵引下完成金矿的整个提升过程。通过对该项技术的不断优化，很多矿产生产单位已经实现现场无人化生产，将PLC作为控制中心，再加上计算机技术的辅助，整个提升过程只需极少数的操作员在控制中心操控即可，通过电缆、无线电等完成信息传输。此外，控制终端还设置有可视化装置，井下提升处于监控当中，这对提升作业的安全性有很大的促进作用。在传统的矿井提升作业中，需要耗费大量的人力物力，工作压力较大且容易出现各种各样的差错。自动化的出现很好地解决了这一问题，机械代替人工完成提升作业，烟尘、矿产放射性不会对人体造成伤害。作业过程中出现问题的次数减少。为保证提升作业的顺利进行，定期的设备维护是必不可少的，若发现零件磨损严重或出现老化现象需及时更换，并在相应位置加润滑油，减少提升过程的摩擦阻力，进一步提高生产效率。

1.4 运输设备中的机械自动化技术应用

运输设备是另一种常见的矿山设备，其主要是通过传动带完成矿产的运输。运输设备具有较为明显的应用优势，稳定性较强，且运输量较大。经过长期的生产实践发现，利用输送带完成矿产的运输，是目前较好的一种的运输方式。其优点是单次运输量较大，且运输过程具有较高的稳定性，在自动化管理下，运输过程很少会出现事故。装载环节中，该项技术仍然有所体现，机械手在程序控制下自动完成矿料装载作业，工人的劳动强度降低，企业也无需支付高额的人工费，该项技术的融入，将以往人工运输的方式彻底改变，只要输送带设置合理，运输过程受到外界环境的影响就会大大降低，无论外界气温如何变化，机械式运输过程完全不受影响。将机械自动化技术应用于运输设备中，工作人员可利用设定好的程序控制设备的机械手，促使运输设备自动装载，减少矿山开采生产链中的人工作业，降低人工成本。这一技术的应用不仅提高了矿山开采的经济效益，降低了作业成本，还大大提升了作业效率，促使机械设备在短时间内能完成矿产的装载与运输，促进了矿山开采的发展。

1.5 矿山设备操作的远程监控技术应用

地面监控站指地面的监控主站，具体应用设备包括上位工控机、信号传输设备、不间断电源设备、集中控制系统、监控子系统等。监控主站能实现对各分站的控制，且引进了以太网，实现了全矿山网络的连接。上位工控机主要为LCD（液晶显示器）屏幕、工控设备、电源及打印机等。一般情况下，晋华宫矿会预留1名操作员、1名工程师对系统进行操控与管理，且利用设备对矿井提升机的提升动态图、动态数据、历史数据、状态趋势、警报等功能进行操作。地面监控分站设立在矿山的上、下井口，利用KJD24Z型号的可编程控制机对其进行控制与监控，将该设备作为核心控制单位，提高了系统的工作效率。

随着现代社会科学技术水平的不断提升，矿山开采生产链越发完善。远程监控技术是一种较为常见的技术，被矿山开采从业者运用于矿山开采生产链中。在矿山开采中，工作人员将远程监控设备安装于生产区域，对工作人员及机械自动化设备的作业情况进行监控，工作人员通过终端或软件能看到生产区域的作业过程，且能利用远程监控设备分析机械自动化设备的故障情况，准确找到故障位置，分析故障原因，及时控制机械设备故障情况，避免出现机械设备故障引发的生产链瘫痪情况。远程监控技术的应用有效提升了矿山设备的运行效率，增强了矿山设备的机械自动化水平，在极大程度上保证了矿山设备运行的安全性。

2 矿山设备中机械自动化技术应用效果与发展前景

在机械设备不断优化的过程中，各大企业逐渐认识到自动化设备在生产中起到的重要作用，因此近年来矿产开采中，机械设备的使用数量呈现出直线上升趋势，生产过程的自动化程度也在不断提升。矿产是不可再生资源，其凭借着较高的应用价值，在各个领域都有所渗透。我国对自动化的研究，可追溯到20世纪80年代，在雄厚资金的支持下，我国借鉴外国的优秀经验并结合本国国情，研究出适合本国矿产行业发展的技术和设备，实现了矿产开采方式的历史性突破。

目前我国政府十分重视对自动化技术的研究，尤其是矿产开采自动化，开采效率的增加意味着有更多的自然资源供人类使用，对该项技术的发展趋势进行总结就是智能化。在未来的研究中，控制系统的自主意识会逐渐向人类的大脑靠近，其“思考问题”的深度和广度会进一步提升;环保化。传统矿产生产中，每年都需要更换大量的机械设备，这对环境保护是极为不利。为解决这一问题，在提高自动化程度的同时，要兼顾设备材料的优化，延长设备寿命，减少其维护和更换频率，尽量使用环保型材料，加速废弃物的降解速率;加快对技术型人才的培养。确保操作人员充分了解系统的构造及工作原理，明确操作规范，将设备的作用充分发挥出来。

3 结束语

矿山设备中机械自动化技术的应用是时代发展之下的必然趋势，是矿山开采发展的必经道路。要想进一步促进矿山开采业的发展，提升矿山设备的机械自动化技术应用水平，就要在现有矿山设备机械自动化技术应用的基础上，加大科学研发投入力度，进行设备规格的标准化发展，引进多种先进科学技术，从而实现矿山开采的全过程机械自动化操作。

参考文献

[1]刘禄卫，何光文.矿山设备中机械自动化技术及应用分析[J].中国金属通报，2018（10）：58-59.

[2]赵润芊.矿山设备中机械自动化技术及应用分析[J].民营科技，2018（10）：43.