机械自动化在矿山机械制造中的应用探索

林丛明

（内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司，内蒙古 赤峰 024076）

所谓自动化的是指设备或机器可以不配备任何操作员就可以根据预定程序或安装程序执行相关任务。但是机器自动化和其他自动化有很大的区别。主要是使用当今的高科技产品，涉及电子计算机和电子集成技术，达到“计算机设备一体化”有效运行系统的设备。在实际生产过程中，自动化主要通过这些机械化工具实现连续生产。机械的自动化控制，大大提高了矿产资源的开采效率。近年来，机械自动化在不断革新中得到了改进，并在各行业得到了广泛的应用。我们国家用于矿山机械制造，不仅能源的运输速度大幅提高，而且节省了大量人力和物资资源。因此，机械自动化过程对我国经济发展来说非常重要。

1 我国机械自动化技术的发展现状

1.1 研发起步较晚，技术发展相对落后

我国的自动技术的发展落后于发达国家。目前自动化技术仍然处于初级阶段。中华人民共和国成立前，由于多年的抗战和资本主义压迫，我国在科学、技术、工业方面的发展都十分缓慢。中国成立后，科技和工业技术得到了国家的大力支持，虽然现在处于快速发展阶段，但与发达国家相比还有很大的差距。

1.2 对外来技术的依赖程度高，本土掌握的核心技术少

关于机械制造，存在过分依赖国外技术，这是致命的问题。据统计，我国的高科技技术基本主要应用于冶金、机械等领域。我国的新技术和新工艺的世界贡献率约为6%，发达国家新技术和新工艺的贡献率达到51%，我国每年都会为设备的进口投入大量资金。另外，我国的技术型人才缺乏，其中大部分只是模仿外国的技术、克隆技术或直接购买外国的技术，具有独立知识产权的很少。

1.3 机械自动化的普及程度低

我国关于机械自动化的研究起步晚，技术落后于发达国家，因此机械自动化在国内的普及度低，结果导致的是实现机械自动化的成本高，而且需要大量的技术型人才和大量资金，大部分企业负担不起，由于我国掌握的核心技术少，自主开发生产的机械设备较少，大部分机器制造的设备需要进口，在资金有限的情况下，我国在矿山机械制造长期处于设备不足的状况。

1.4 自动化仪器设备不够充裕

我国大部分企业主要从国外采购自动化操作系统。但是由于在海外的计算机系统成本高，很多企业的购买力有限。其中能购买自动操作系统的企业较少，矿山的机械制造业，自动化机器的总数很少，选择的类别也非常少。

2 机械自动化技术概述

2.1 机械自动化技术的基本含义

没有人工操作和指示的情况下，机器能自动操作是机械自动化技术的显著优势，机器的自动化可以促进机械制造业的发展。机械自动化技术在一定程度上有助于科技的发展。此项技术的使用提高了产品品质和性能，保证了生产中的安全性，改善了机器的利用效率。

2.2 组成机械自动化的要素

在机械自动化的要素中，核心是程序模块，在控制模块中运行的程序由工程师先准备好，支持应用于整个系统的工作。整个系统的管理单元的命令是功能模块，确认整个系统正常运行，收集数据并传送到控制模块，由传感器命令在所有系统中发布。

3 机械自动化在矿山机械制造中的实际应用

随着生产需求的增加和生活水平的提高，对矿产资源的需求量在国家经济建设的各个方面都在增长。从而促进机械自动化制造业的发展，更好地满足社会发展的需要。我国矿产资源的产量巨大，存在的风险也比较多，引发事故的原因也是多样的，这就严重影响矿山开采过程中机械设备的正常运行，所以实现自动化成为了必然趋势。为了提高生产效率和产品质量，促进工业技术的快速发展，通过机械的自动化来提高矿山机械的制造效率和质量。根据机械制造业所履行的职能，可以将矿山开采的工作环节划分为采矿、运输、矿山安全监督等。结合以往的经验和研究，具体分析了矿山机械制造的各种功能，提出了适当的有效战略，从而改善和调整矿山机械自动化的应用现状。

3.1 矿产资源采掘的机械自动化

我国经济发展非常迅速，矿产资源需求的增加也是不可避免的趋势。为了增加矿产资源的开采量，就需要加强机械自动化领域的研究和应用。这对工业生产和人民生活也有一定促进作用。使用计算机技术、增加先进的传感器和故障诊断等技术，有效发挥出机械自动化的高效、高精度、易操作等特点。提高机械设备的自动化、智能化、数字化可以提高我国矿产资源开采的安全和经济效益。因此，必须深化和调整矿山机械制造中自动化技术的应用。

利用自动化技术在发达国家有关工业的发展和应用上取得了良好的成果。这不仅提高了机械设备运转的可靠性，还提高了工作效率。采掘机械自动化技术在矿山生产中应用的主要作用主要体现在以下几个方面：一是提高矿井生产效率和安全性。井下作业一直以来都是依靠人工作业形式来完成的，且劳动强度大，生产效率低下，而机械自动化技术则可以对重复的人工劳动以及危险作业类型对人工作业方式进行替代，所以大大减少了人工劳动强度，提高了生产效率且可以确保矿山生产的安全性。二是降低成本。由于传统的作业方式需要消耗大量的人力，也需要花费较高的资金成本，而采用采掘机械自动化技术则不仅可以代替大量的人工作业，且降低了人工参与程度，避免由于人工作业过程中出现事故而影响正常生产的问题，确保了生产活动的连续性，所以在长时间的矿山作业过程中也降低了矿产资源的生产成本。三是提高从业人员的安全性。井下开采本身就属于高危险工种，这主要是由于井下生产中会存在瓦斯、坍塌以及突水等危险事故，容易造成巨大的经济损失和人员伤亡事故。而采用采掘机械自动化技术则可以对上述问题进行有效解决，提高了井下作业中人员的安全性。

3.2 机械自动化技术在矿产资源运输中的应用

对矿企来说，生产和运输是一体的。这是两个不可分割的部分。重要的是，即使生产效率提高，如果运输效率下降也没有意义，和不采没什么区别。因此，在研究机械自动化在矿山机械制造中的应用时，也应该致力于矿山运输机械自动化技术的研究。目前的矿产资源生产运输的环境中，很多矿山的矿产资源的运输方式是胶带运输机运输，随着科学技术的快速发展, 矿山井下带式输送机也向着大功率、长距离、高速的方向发展, 自动化集中控制技术逐步运用到皮带运输中去，减少了现场操作人员, 并可以通过系统网络实时监测子系统的运行状况直接进行操作控制，还可提供实时数据和统计分析报表，为管理者决策提供依据，极大的提高了矿井生产效率。这种比较传统的运输方式现在与PLC 技术、监控技术相结合，运输系统安全可靠，更高效，也不需要人工干预和维护。使用运输设备自动化集中控制可以确保运输过程可控、数据准备和保护灵敏可靠。

3.3 自动化的矿山安全监控系统

安全总是各行各业，特别是矿山企业的头等大事。在采矿过程中，工人的人身安全直接反映了工业机械的自动化水平。机械作业实现了自动化，对矿企发展也起着重要的作用。因此，几乎所有的矿企都在逐步推进自动化生产技术。最常用的是人员定位系统、安全监测监控系统、视频监控系统等，主要用于人员、设备、环境的检测。为了加强井下瓦斯安全的运行管理，有效遏制重特大瓦斯事故的发生，提高安全管理技术水平，为了高标准、高质量完成该项工程，为了预防瓦斯爆炸危险，以便及时准确地反映井下各监测点的环境参数及主要设备运行状况，达到对危害的早期预测和预报。一旦发现有瓦斯超限立刻发出声光报警，并进行风、电、瓦斯闭锁，确保矿井生产的正常运行和人身安全，以及设备的正常运行，满足综合调度管理对环境安全、采掘设备、供电系统等有关信息的实时、全面、准确、可靠的要求，满足管理信息系统对辅助决策信息的要求，采用现金的自动化监控系统是必然趋势。

4 机械自动化技术的发展前景研究

由于机械自动化的技术极限，从成本管理的角度来看，机械自动化的过程肯定会产生一些不可避免的问题。促进机械制造自动化技术的普及，覆盖更多领域。这实际上有助于矿山机械制造业的进一步发展。未来的机械制造技术将更加趋向于实现自动、智能、数字的一体化，尽可能的节约时间、成本、提高产品质量和生产效率，最终实现整个生产工艺的一体化进程。

4.1 机械自动化发展前景广阔

从我国近几年的高速经济发展来看，自动化在我国机械制造业中起着非常重要的作用，这将在未来的资源开发中发挥越来越重要的作用。但是，我国机械自动化的发展尚处于初级阶段，而且与西方发达国家有很大的差距。矿产资源作为主要能源，今后也将有相当长的一段时间，成为经济发展不可或缺的支柱。因此，机械自动化发展前景广阔，发挥出自动化在节约人力、物力、财力的优势，在今后的自动化技术发展中实现各环节的人力解放，为我国的能源开采领域发展做出更大贡献。

4.2 解决资源浪费问题

我国的机械自动化还有很多缺点，其中资源浪费问题是极其重要的一项。为了提高资源利用率，国家政府必须重视，投入资金支持技术研究，为研究如何提高机器自动化牢固地支持资源利用率。在矿企改革中，加强机械自动化的研究，理论教育与实际相结合，有助于设备自动化的提高和利用率。在设备改造中，不仅应该致力于节能、环保的发展，还应该改善现有机械的利用效率和自动化程度。

4.3 注意理论与实践结合

由于我国今年来非常重矿企机械自动化程度，目前，机器的自动化技术正在逐步提高。但是，还有大部分矿山企业的自动化程度很低，改革的空间很大。我国的机械自动化技术仍然需要不断的改善与进步创新。然而，应当指出，在改进过程中，技术理论和实践必须结合起来，以确保技术理论的实际支持。在发展过程中，要特别注意解决机器自动化方面的缺点，从而为矿山开采的发展打下坚实的基础，在实际生产过程中坚持可持续发展的理念，并付诸于实践之中。

5 机械自动化技术的发展趋势

5.1 集成化

现阶段，机械自动化技术的发展趋势良好。也就是说，技术进步的速度比以前任何时候都快。例如，采用网络技术，提高机器设备的自动化控制水平，使之更强地一体化，降低故障率。

5.2 绿色化

与快速工业化相关的工业污染威胁着人类的健康。因此，为了将绿色和无害环境的概念融入自动化设备中，使用节能和无害环境的技术，实现环境保护的目标。

6 结语

在对矿山机械生产的认识中，必须考虑自动化实现的三个主要方面。首先是采掘机械的自动化运行，可以保证在钻井过程中及时报告基础深度和钻井情况或遇到的钻井问题。其次，如果能处理矿产资源开采后的运输问题，在开采的同时进行高效的运输，就能使矿山机械的联动效果达到更好的水平。另外矿山生产需要重视机械设备和作业人员的安全性，以往的人力生产有很大的潜在风险，但使用高端自动化的机械设备时，可以避免人员的财产损失，但同样进行有效的监视和安全防止措施，进行矿床坍塌等因此，从这些角度提高矿山机械制造过程中的自动化效果，在矿山生产的各个方面都有很大的促进和提高作用，为行业的稳健发展奠定基础。