余成富

陜西彬長(zhǎng)集團(tuán)大佛寺礦業(yè)有限公司、機(jī)電隊(duì) 陜西 咸陽(yáng) 713500

1 智能礦山建設(shè)概述

隨著我國(guó)工業(yè)水平的不斷提升，工業(yè)智能化是大勢(shì)所趨，隸屬于采掘工業(yè)的礦山業(yè)智能化建設(shè)對(duì)于提高煤炭行業(yè)的信息化管理水平和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重大的作用。智能礦山的各個(gè)部分相當(dāng)于將原本各自運(yùn)行的系統(tǒng)體系通過(guò)信息化的技術(shù)手段進(jìn)行一體化操作管理，并通過(guò)云計(jì)算技術(shù)集中處理大量數(shù)據(jù)，為礦山裝上一個(gè)現(xiàn)代化的數(shù)字大腦。

實(shí)際上早在20世紀(jì)90年代，我國(guó)就已經(jīng)提出發(fā)展自動(dòng)化礦山的研究，其重點(diǎn)在于提高機(jī)械與電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，讓用于采掘、輸送的機(jī)械設(shè)備和其它設(shè)備能夠在最長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)脫離人工操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，既減少了工人在井下的停留時(shí)間，也提高了生產(chǎn)效率。隨著近幾年以來(lái)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，智能礦山的實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)變成為集合了地質(zhì)勘探、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建井施工、安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理的完整體系，達(dá)到工作中各個(gè)過(guò)程的信息共享的目的，避免了信息孤島的出現(xiàn)，同時(shí)也使采煤、掘進(jìn)、供電運(yùn)輸、通風(fēng)和給排水等生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程更加具體化，實(shí)現(xiàn)了物與人的遠(yuǎn)程交流。

2 智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中的應(yīng)用

智能礦山建設(shè)最根本的體現(xiàn)便是智能自動(dòng)化技術(shù)在各種礦山設(shè)備中的應(yīng)用，設(shè)備的智能化將人類(lèi)勞動(dòng)力徹底的解放了出來(lái)，同時(shí)也更加的容易進(jìn)行進(jìn)一步的管理，可以說(shuō)智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中的不斷應(yīng)用大幅度推動(dòng)了礦山行業(yè)的發(fā)展[1]。

2.1 礦山設(shè)備中常用的機(jī)械設(shè)備

2.1.1 采礦設(shè)備

我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，有著眾多的農(nóng)業(yè)資源和礦業(yè)資源，而隨著礦產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，采礦技術(shù)也是日新月異，我國(guó)礦業(yè)可以分為金屬礦和非金屬礦兩大類(lèi)型，而針對(duì)不同類(lèi)型的礦場(chǎng)則需要采用不同的采礦設(shè)備。

金屬礦的采礦設(shè)備一般包括挖掘機(jī)、提矸機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、粉碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)，首先使用挖掘機(jī)對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行挖掘，而后將挖掘出的礦產(chǎn)經(jīng)過(guò)提矸機(jī)分離其中的矸石，剩下的礦石則使用皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，并將大塊的礦石使用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，最后在將所有的礦石通過(guò)轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸?shù)狡渌牡胤健６墙饘俚V的采礦設(shè)備則使用的是機(jī)械滾筒采機(jī)、刨機(jī)、彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)和橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，首先通過(guò)機(jī)械滾筒采機(jī)將礦山進(jìn)行采掘，而后通刨機(jī)將礦石進(jìn)行挖掘，挖掘出的礦石則被彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，最后在通過(guò)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸?shù)狡渌胤健?/p>

2.1.2 選礦設(shè)備

礦石在被挖掘出來(lái)之后還需進(jìn)行一定的挑選，才能根據(jù)其自身的質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的分類(lèi)使用，礦山中的選礦流程一般為礦石破碎、輸送、粉磨、篩選、選別、脫水等多個(gè)步驟，而選礦的機(jī)械設(shè)備也因功能不同而分為粉碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)、粉磨機(jī)、篩分機(jī)和脫水設(shè)備等，正是不同設(shè)備間的相互配合，才能夠更快更好的對(duì)礦石進(jìn)行挑選。

2.2 智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中的應(yīng)用

在以往的礦山挖掘中，各類(lèi)機(jī)械設(shè)備大多數(shù)都是依靠人力來(lái)進(jìn)行的，不僅浪費(fèi)時(shí)間、效率低下，而且還不能保證工人們的安全，具有著較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，而自從智能自動(dòng)化技術(shù)引用到礦山上的機(jī)械設(shè)備中之后，不僅保障了工人們的安全，還在減少人力成本的同時(shí)增加了礦石生產(chǎn)的總體效率。

2.2.1 智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山挖掘中的應(yīng)用

礦石開(kāi)采最重要的便是礦山開(kāi)始的挖掘，一般采用的都是地下鑿坑法，開(kāi)始的挖掘工作做好了才能保證接下來(lái)礦山的開(kāi)采順利有序。智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以使礦井鉆探設(shè)備在進(jìn)行礦山挖掘中根據(jù)程序的指定，合理的進(jìn)行挖掘，不僅能夠大幅度提升挖掘效率，還可以保障隧道的規(guī)模大小以及質(zhì)量，使得接下來(lái)的開(kāi)采工作更加方便，減少了更多的不利因素的影響。

2.2.2 智能自動(dòng)化技術(shù)在礦石開(kāi)采中的應(yīng)用

智能自動(dòng)化技術(shù)引入到礦石開(kāi)采的機(jī)械設(shè)備中去，能夠隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的計(jì)算分析，保證了機(jī)械設(shè)備開(kāi)采的穩(wěn)定性，增加了礦石的開(kāi)采效率。

礦石運(yùn)輸也離不開(kāi)智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，其可以完全頂替掉人力運(yùn)輸，只需一套機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備便可輕易完成礦石開(kāi)采運(yùn)輸?shù)墓ぷ鳎瑥母旧蠝p少了人力資源和時(shí)間資源，增大了運(yùn)輸效率，也有利于礦產(chǎn)行業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展。在我礦的變電所、水泵房采取了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，操作人員在地面即可實(shí)現(xiàn)變電所開(kāi)關(guān)停送電、水泵房水泵開(kāi)啟和停止，改變了原先變電所、水泵房安排專職崗位工的工作模式，實(shí)現(xiàn)了在地面集中控制，2-3人便可以控制井下所有變電所和水泵房，從而節(jié)約了人力。

2.2.3 智能自動(dòng)化技術(shù)在挑選礦石中的應(yīng)用

礦石被開(kāi)采出來(lái)后還需經(jīng)過(guò)一定程度上的篩選，才能跟根據(jù)不同的礦石質(zhì)量進(jìn)行不同用途的處理，而以往的礦石挑選過(guò)程是最耗費(fèi)人力的，而智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅將勞動(dòng)力解放出來(lái)，還能增加礦石挑選的質(zhì)量與速度。

一方面礦石只需經(jīng)過(guò)智能自動(dòng)化技術(shù)設(shè)置好的程序的篩選設(shè)備便能夠根據(jù)相關(guān)因素進(jìn)行快速的分類(lèi)，將不同類(lèi)型不同質(zhì)量的礦石輸送到不同的指定位置，效率又快質(zhì)量又高；另一方面篩選設(shè)備的應(yīng)用具有較高的安全性與可靠性，因?yàn)槌绦虻脑O(shè)定，篩選設(shè)備挑選出來(lái)的礦石都是較為符合指定要求的，且還可以保證工作人員的安全，設(shè)備自身如若發(fā)生故障也能夠報(bào)警，并進(jìn)行自我診斷，將發(fā)生故障的部位反饋給工作人員。因此，智能自動(dòng)化技術(shù)在礦石挑選中的應(yīng)用不僅減少了生產(chǎn)成本，還增加了生產(chǎn)效率。

2.3 礦山設(shè)備中的智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展分析

2.3.1 無(wú)軌采礦

隨著智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中應(yīng)用的愈加廣泛，礦山采礦等流程也是逐漸發(fā)生了變化。在不斷的發(fā)展過(guò)程中，礦山設(shè)備也隨著智能自動(dòng)化技術(shù)的愈加成熟而不斷改進(jìn)，無(wú)軌采礦便是采礦設(shè)備未來(lái)發(fā)展的目標(biāo)，通過(guò)智能化自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)礦山采礦的無(wú)軌化液壓化。而且微機(jī)控制與設(shè)備故障預(yù)測(cè)以及診斷功能也能夠防止采礦設(shè)備發(fā)生問(wèn)題，確保了采礦設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性，推動(dòng)礦山相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。

2.3.2 連續(xù)采礦技術(shù)

傳統(tǒng)人力采礦終將會(huì)隨著社會(huì)的不斷發(fā)展而被逐漸淘汰掉，一方面是因?yàn)槠洳粌H有著高昂的人工成本支出，而且開(kāi)采效率也是不穩(wěn)定的，人工影響因素過(guò)于巨大；另一方面則是因?yàn)槿斯みM(jìn)行礦山開(kāi)采存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，任何的失誤都可能導(dǎo)致會(huì)威脅到工作人員的生命安全以及整體礦山的安全。而智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到礦山設(shè)備之后便能夠?qū)⒋蠖鄶?shù)人力全部解放出來(lái)，還可以使用相關(guān)礦山機(jī)械設(shè)備進(jìn)行不間斷礦石開(kāi)采，既保證了開(kāi)采的安全性又保證了開(kāi)采的整體效率，對(duì)于礦山企業(yè)盈利來(lái)說(shuō)有著極其重要的作用。

2.3.3 遙控采礦設(shè)備

礦山采礦過(guò)程中環(huán)境一般情況下都是較為復(fù)雜惡劣的，工作人員長(zhǎng)期在礦山中進(jìn)行礦石開(kāi)采的話會(huì)因?yàn)閻毫迎h(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間影響引發(fā)各種疾病，對(duì)工作人員的身體健康有著嚴(yán)重的危害。而且在礦山中也可能發(fā)生各種各樣的突發(fā)情況，具有著較大程度的突發(fā)危險(xiǎn)可能性，而在將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到礦山設(shè)備之中以后，在一定程度上便能夠通過(guò)相關(guān)技術(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程遙控礦山設(shè)備進(jìn)行礦石開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)认鄳?yīng)工作的進(jìn)行[2]。遙控礦山設(shè)備雖然技術(shù)還不是較為成熟，但是在特殊環(huán)境中已經(jīng)有了較多的應(yīng)用，而且所取得的應(yīng)用效果也是較為良好的，不僅保證了礦石開(kāi)采的絕對(duì)安全，還提升了礦石開(kāi)采的整體效率。礦山設(shè)備未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也是不斷趨向于遙控采礦設(shè)備的，只有這樣才能夠保證礦山相關(guān)企業(yè)跟隨時(shí)代的腳步，不斷走在技術(shù)的最前沿，不斷推動(dòng)著自身向前快速的發(fā)展。

2.3.4 智能礦山設(shè)備

在礦山設(shè)備智能自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，智能礦山設(shè)備的不斷應(yīng)用，不僅大幅度提高了礦山整體采礦效率，同時(shí)還能夠最大程度上保證礦山礦石開(kāi)采的整體質(zhì)量。智能礦山設(shè)備能夠根據(jù)輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)不同種類(lèi)質(zhì)量的礦石進(jìn)行具有目的性的挑選，通過(guò)對(duì)智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中集成傳感器、控制器以及執(zhí)行器等的運(yùn)行來(lái)對(duì)礦山結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷，不斷對(duì)礦山中較為健康的礦產(chǎn)資源機(jī)械能開(kāi)采，既保證了礦山整體的安全性，又保證了礦山礦石資源利用率的最大化。同時(shí)智能礦山設(shè)備還從根本上保證了工作人員的安全性，即使某一設(shè)備出現(xiàn)故障也會(huì)自行發(fā)出警報(bào)傳達(dá)至維修人員，維修人員只需要根據(jù)相應(yīng)的提示便能夠快速進(jìn)行礦山設(shè)備維修，確保了智能礦山設(shè)備運(yùn)行效率的最大化。

2.3.5 大力開(kāi)發(fā)礦山機(jī)器人

礦山企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)礦山機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，通過(guò)利用智能自動(dòng)化技術(shù)以及人工智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)制造采礦機(jī)器人的目的。大力開(kāi)發(fā)礦山機(jī)器人，一方面是因?yàn)樵诘V山中有些任務(wù)是機(jī)械設(shè)備無(wú)法完成的，必須通過(guò)人力才能夠?qū)崿F(xiàn)，而使用人力的話又會(huì)對(duì)工作人員的生命安全造成較大程度的威脅，只有研發(fā)出先進(jìn)的礦山機(jī)器人，才能夠更好的實(shí)現(xiàn)礦山礦石的全方面開(kāi)采。另一方面則是因?yàn)榈V山機(jī)器人對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)以及使用年限都有著固定的標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)用容易管理，利用智能自動(dòng)化技術(shù)大力開(kāi)發(fā)礦山機(jī)器人對(duì)于推動(dòng)礦山行業(yè)的發(fā)展有著極其重要的作用。

3 煤礦煤泥水防治具體措施

在智能礦山建設(shè)安全管理中經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，其中比較嚴(yán)重的便是煤泥水可能發(fā)生的各種情況，工作面的煤泥水，經(jīng)過(guò)工作面的皮帶，拉倒主運(yùn)輸皮帶期間會(huì)遇到一些問(wèn)題：一是煤泥拋灑嚴(yán)重；二是大量的煤泥水進(jìn)入水倉(cāng)，造成水倉(cāng)需水量縮小，清挖難度加大，同時(shí)對(duì)煤泥顆粒對(duì)水泵會(huì)造成損害，這些問(wèn)題如若不能夠很好的進(jìn)行解決的話，那么將會(huì)嚴(yán)重影響到煤礦的整體效益。

3.1 煤泥拋灑嚴(yán)重防治措施

想要從根本上解決煤泥拋灑的問(wèn)題，首先需要在向皮帶上進(jìn)行煤泥堆積時(shí)注意數(shù)量，確保所有的煤泥集中在皮帶中央，盡可能的降低煤泥拋灑現(xiàn)象。除此以外，相關(guān)工作人員還可以通過(guò)對(duì)運(yùn)輸方式進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，引用更加先進(jìn)的運(yùn)輸設(shè)備或者是對(duì)皮帶做出一定的調(diào)整，保證煤泥運(yùn)輸工作更好的運(yùn)行。

3.2 煤泥水進(jìn)入水倉(cāng)防治措施

想要防治煤泥水進(jìn)入水倉(cāng)對(duì)水泵造成影響，最關(guān)鍵的便是對(duì)水倉(cāng)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，根據(jù)煤礦的實(shí)際需求來(lái)對(duì)水倉(cāng)的大小進(jìn)行調(diào)整，不能完全局限于對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)，盡可能的在保證水倉(cāng)滿足煤礦需求的同時(shí)提升挖掘輕易程度，這樣的話即使有較多的煤泥水流進(jìn)水倉(cāng)內(nèi)，只要工作人員定期對(duì)水倉(cāng)進(jìn)行清理，便可以減少煤泥顆粒對(duì)水泵的影響，從而達(dá)到保證水倉(cāng)順利運(yùn)行的目的。同時(shí)水煤泥要從源頭上減少，最可靠的是采取清污分離技術(shù)，將工作面產(chǎn)生的水煤泥進(jìn)行沉淀后進(jìn)入水倉(cāng)，煤礦常用回采后的采空區(qū)巷道作為煤泥水的沉淀空間，煤泥沉淀于采空區(qū)，澄清后的水排至水倉(cāng)，減少了煤泥量，也保證了排水設(shè)備的正常運(yùn)行。沉淀于水倉(cāng)內(nèi)的煤泥可采取礦用清倉(cāng)機(jī)器人進(jìn)行水倉(cāng)煤泥清理作業(yè)。我礦采用了KPQY75型礦用清倉(cāng)機(jī)器人，大大的提升了水倉(cāng)煤泥的挖掘效率，確保水倉(cāng)滿足煤礦需求。同時(shí)這種方式采用遙控控制，確保了施工人員的安全。

4 加強(qiáng)智能礦山建設(shè)中安全管理的具體措施

4.1 加強(qiáng)監(jiān)管力度和完善管理制度

雖然智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中有著較為廣泛的應(yīng)用，但是想要將智能礦山建設(shè)的作用完全發(fā)揮出來(lái)，便離不開(kāi)對(duì)礦山中安全管理工作的順利開(kāi)展，首先需要制定完善的管理制度，通過(guò)不同礦山設(shè)備的特性來(lái)選定具有專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)的管理人員對(duì)其進(jìn)行具體的管理，定時(shí)檢查維護(hù)保養(yǎng)，當(dāng)?shù)V山設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，管理人員也應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題具體位置，并采取相應(yīng)措施將問(wèn)題解決掉[3]。其次還需要根據(jù)實(shí)際情況加強(qiáng)管理人員對(duì)于智能自動(dòng)化礦山設(shè)備運(yùn)行時(shí)的監(jiān)管力度，確保每一臺(tái)礦山設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，以防設(shè)備故障造成重大影響的現(xiàn)象發(fā)生。

4.2 培養(yǎng)專業(yè)自動(dòng)化技術(shù)人才

雖然智能自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中應(yīng)用能夠取得較為良好的應(yīng)用效果，但是這都是在基于相關(guān)操作人員專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)過(guò)硬的基礎(chǔ)上取得的。如若工作人員不熟悉具有智能化功能的礦山機(jī)械設(shè)備使用方法的話，那么不僅會(huì)降低礦山礦石開(kāi)采的整體效率，而且還可能會(huì)對(duì)自身的安全造成一定程度上的威脅。培養(yǎng)專業(yè)自動(dòng)化技術(shù)人才是擴(kuò)大機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在礦山設(shè)備中應(yīng)用的關(guān)鍵措施，只有擁有了足夠多的專業(yè)管理人員，才能夠?qū)⒅悄芑V山建設(shè)設(shè)備的功能作用完全發(fā)揮出來(lái)，才能夠更加快速推動(dòng)礦山相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。

4.3 不斷改進(jìn)智能自動(dòng)化技術(shù)

現(xiàn)如今智能自動(dòng)化技術(shù)雖然已經(jīng)足夠成熟，但是仍然有著較大的進(jìn)步空間，智能化技術(shù)相關(guān)行業(yè)應(yīng)當(dāng)持續(xù)加強(qiáng)對(duì)其技術(shù)的研究更新，針對(duì)現(xiàn)礦山礦石開(kāi)采的具體情況來(lái)研究更加先進(jìn)新穎的智能自動(dòng)化技術(shù)以及智能自動(dòng)化礦山設(shè)備，以此來(lái)達(dá)到不斷滿足礦山發(fā)展建設(shè)越來(lái)越多需求的目的。同時(shí)智能自動(dòng)化技術(shù)的愈加成熟，也能夠真正意義上實(shí)現(xiàn)礦山礦石開(kāi)采人力的全部解放，不管是礦山開(kāi)采前的探測(cè)設(shè)備，還是開(kāi)采中的采礦、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)設(shè)備都需要不斷的進(jìn)行技術(shù)革新，這樣才能夠保證智能礦山建設(shè)相關(guān)行業(yè)在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的道路上不斷起到越來(lái)越重要的作用。

4.4 加強(qiáng)對(duì)智能礦山的監(jiān)測(cè)

在智能礦山建設(shè)中，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將應(yīng)當(dāng)是無(wú)處不在的，其不僅需要能夠?qū)Σ煌V山設(shè)備的日常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)反應(yīng)給相關(guān)工作人員，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題便能夠立即發(fā)出警報(bào)；還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)ぷ魅藛T進(jìn)行監(jiān)督，工作人員的任何操作都應(yīng)該符合相關(guān)的規(guī)章制度且在絕對(duì)安全的情況下開(kāi)展，這樣才能夠從根本上減少智能礦山建設(shè)對(duì)工作人員生命安全的威脅，從而也能夠以此來(lái)達(dá)到推動(dòng)礦山智能化建設(shè)發(fā)展的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，智能化建設(shè)是礦山未來(lái)發(fā)展的主要趨向。人力的不足在礦山的發(fā)展過(guò)程中體現(xiàn)的越來(lái)越明顯，礦山想要緊隨時(shí)代的腳步推動(dòng)自身的發(fā)展，那么首先便需要不斷引入各種先進(jìn)技術(shù)，使得礦山實(shí)現(xiàn)智能化建設(shè)；其次便是需要做好礦山建設(shè)中的安全管理工作，只有保證了運(yùn)行過(guò)程中的絕對(duì)安全，才能夠使得所有的工作都具有相應(yīng)的意義，才能夠更好的推動(dòng)智能化技術(shù)在礦山的整體建設(shè)中進(jìn)行應(yīng)用。