矿山自动化技术的发展和应用

王大伟 张元振

摘 要：随着科技的不断发展，自动化技术的发展也十分迅速，并且已经广泛地应用到各个行业中。在矿山机械设备中广泛应用自动化技术，不仅提高设备的运行效率，而且降低了劳动力，有效推动了矿山行业的发展。本文主要针对自动化技术在矿山机电设备控制中的应用进行了分析，以期为相关人员提供参考。

关键词：自动化技术；矿山机电控制；应用分析

引言

我国社会经济不断发展，促使我国对矿产资源的需求逐渐增加，为了满足人们对于矿产的需求，我国加大了对矿产资源的开采力度。矿产资源的开采离不开机器设备，过去矿山开采使用的机电设备效率较低，而且会消耗大量的资源，开采成本较高，这种开采设备已经不能满足现在矿山开采的需求，在新的形势下，矿山开采对机电设备的要求逐渐提高，因此，必须加大对矿山开采机电设备的研究力度，实现矿山机电设备自动化控制。

1矿山中应用自动化技术的意义

随着我国经济与科技的不断发展，人们对矿山产出的数量和质量都提出了更高的要求，因此需要提高矿山机电设备的自动化程度，这样才能满足开采的需求。矿山机电控制的升级能有效提升矿山的采出量，提高矿山开采的工作效率。自动化在矿山机电设备中的应用能够简化操作流程，优化控制体系，而且能够降低劳动力，节约矿山开采成本。另外，从工作安全方面来说，自动化的应用减少了人工操作带来的失误，而且能够保障工作人员的安全。

2自动化技术在矿山中的应用

2.1在螺杆空压机中的应用

螺杆式空压机具有较强的实用性和可靠性，其在逐步取代传统的空压机，是矿山机电控制中的主要空压机。螺杆式空压机主要经过吸气、密封和输送、压缩、排气几个主要环节。当螺杆转动时就会与壳体齿沟相互啮合，使得空气从进气口吸入，同时吸入机油，齿沟啮合面在不断转动的过程中，螺杆式空压机将吸入的油气进行密封并输送至排气口，在齿沟啮合间隙逐渐变小的作用下压缩油气。当齿沟啮合面转到排气口时，被压缩的油气会被排出螺杆式空压机。若在螺杆式空压机中设置变频器，就能有效地调控螺杆的转动速度，从而控制排气量。当排气量变化时，可通过变频器改变螺杆的转动速度，进而使螺杆式空压机的排气量恢复到正常范围，从而使排气压力稳定，达到节能的目的。

2.2在下运胶带机中的应用

KZP系列盘式可控制装置是矿山中主要的设备，其主要是由制动装置、液压站、电控系统组成，制动装置是制动力的主要来源，通过闸瓦和制动盘间相互摩擦产生制动的力矩，再利用液压站的调节作用来改变制动力，从而实现对设备的有效控制。一般设备正常工作的正压力为0，系统油压达到最大值时，制动闸处于松闸状态，且在闸瓦与制动盘之间存在大约1.3mm的间隔，当设备接收到制动指令时，电液控制系统会根据接收的指令对设备传达控制指令，自动减小油压。KZP系列盘式可控制动装置能利用电动机的输送机与输出轴上的传感器实时监控运胶带的各项数据，然后利用PLC对数据进行监测。一般PLC测得的数据如果大于设备正常运行设定值，利用PLC控制设备，使供电电流减小，从而控制制动系统的油压，使胶带减速，若PLC测得的数据比设备正常运行时的数据小时，PLC会控制设备增大供电电流，打开闸瓦，使胶带输送机能够正常运转。

2.3自动化技术在风门中的应用

矿山作业中井下风门的开关问题是较难解决的，在过去的矿山作业中，风门的开关都是由人工进行控制，具有很大的风险，这也是发生矿山事故的原因之一，利用人工进行控制需要工人具有很高的技术水平，如果操作不当会损坏风门，影响矿山工程的顺利进行。运用自动化的技术，能有效解决风门开关问题，只需用PLC对机械进行控制，就可以开关风门，先后开启窗口和风门，并控制好气体速率，使其逐渐趋于稳定，避免由于内外压强差增大导致事故发生。自动化技术的应用极大的提高了开采效率，降低了对工作人员的技术要求，节省了人力，保证了矿山开采的顺利进行。

2.4在矿山提升机改造中的应用

在矿山提升机的改造工作中，自动化技术的应用价值比较明显。从矿山提升机的应用现状而言，利用自动化技术改造矿山提升机主要是将原有的操作台拆卸掉，将新的操作台安装好，需要注意的是，在对矿山提升机进行改造时，原有的操作台仍然有用处。此外，应安装能对新旧系统进行转换的转换电站，保证在改造过程中原有系统仍能正常运转。在矿山开采作业中，安全性和稳定性十分重要，因此必须在完成矿山提升机改造工作之前，对新系统进行检测和调试，并且要安排专业技术人员进行安装，从而保证系统安全、稳定运行。

2.5在矿山机电自动化集控的应用

（1）矿山监测与监控。在对矿井进行安全监控时，经常会用到矿山机电自动化集控技术。当前我国的自动化监测技术还不成熟，缺少自主研发能力，与发达国家相比还存在很大差距。但随着科技水平的不断发展，我国借鉴国外的先进技术和设备，已经逐渐形成了一套符合我国矿山企业实际情况的机电自动化监控系统；（2）电牵引采矿机。采矿机是矿山开采过程中最关键的设备，电牵引采矿机具有性能稳定、故障发生率低、维护方便等优点，电牵引采矿机技术在矿山开采中的应用，不仅能实现了采矿机下滑制动发电，而且还为采矿机提供了较高的牵引力。

3矿山机电自动化技术的发展趋势

未來我国采矿设备将会朝着以下两个方面发展，（1）采矿设备自动化、机械化、高效化。当前在采矿全过程中极少使用机械化设备，采矿工艺水平比较低下，严重制约了采矿的效率。所以，应该加大研究力度，尤其是对于各种主要采矿设备和与之配套的辅助机械等系列的设备，需要根据我国采矿技术的实际情况进行分析，采取科学的措施，从而实现高效化、无轨化、自动化；（2）采矿设备和自然环境的和谐发展。当前社会要求环境与人和谐发展，要求将采矿设备“生态化”，因此需要借助各种先进技术对设备的制造资源、制造模式、制造组织以及制造工艺不断进行创新，使产品在整个生命周期内实现资源的充分利用率，将能源的消耗降到最低，且不会对环境造成污染或将环境污染最小化，实现企业经济效益和社会效益相协调。地热作为一种绿色、可再生资源，被世界各国认定为维持社会可持续发展的新能源，在一些发达国家地热资源得到很好的应用，开发地壳热能资源和对固体废物资源化处理为采矿设备拓展了服务领域。在网络技术、计算机技术等多种学科综合集成的支持下，采矿设备已经逐渐向着智能化、宜人化、数字化、生态化方向发展。

结束语

综上所述，自动化技术在矿山中的应用，不仅提高了矿山开采的效率，而且降低了成本，尤其是在矿山机电设备中的应用，提高了机电设备的运行可靠性和稳定性，提高了设备的抗干扰能力，大大减轻了劳动力，使机电设备实现了自动化，为矿山的开采工作提供了很大的便利。当前，自动化技术的PLC技术在矿山机电设备控制方面得到广泛的应用，相关人员应该加强对该技术的研究，将其更好的应用在矿山开采中。

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