矿山设备中机械自动化技术及应用分析

齐庆国

（兰州石化职业技术大学，甘肃 兰州 730207）

机械设备能够有效提升矿石的开采效率，而机械自动化技术在矿山设备中的应用，则能够进一步增强矿石开采的质量与效率，并减小了开采矿石中出现安全事故的可能性，提高了矿山作业的总体水平，促进了矿产行业的有效发展。

1 机械自动化技术

机械自动化技术是计算机技术结合机械设备本身技术而生成的一种人工智能操作技术，它能够使得机械设备根据早已设定好的程序自行操作，不仅为企业节约了生产成本，还加快了整体的工作效率。

1.1 机械自动化技术的定义

机械自动化技术是以计算机技术为主，控制理论技术、液压气压技术等多种技术为辅生成的一种能够让机械设备自行操作的技术[1]。在传统的机械设备使用中，每一台机械设备都需要人工手工操作，这样既保证不了工人的安全性，又不能保证机械设备较高的生产效率，而机械自动化技术对这些缺点进行优化。

与以往机械设备的操作使用不同的是，机械自动化技术可以使机械设备在没有员工进行操作的情况下通过计算机控制技术自行完成设备生产过程中的全部操作，在一定程度上减少了员工的需求量，也能够保证机械设备的稳定生产，不会被更多的人工因素影响到，从根本上为企业减少了生产成本，增加了生产效率。

1.2 机械自动化技术的特点

机械自动化技术具有着高效性、安全性、可靠性和节约性。

（1）高效性。机械自动化技术实现了机械设备对生产过程的自动化控制，改善了过去人工操作效率低、且容易出现安全问题的现象，大幅度提升了机械设备整体的生产效率，且还能够节约人工成本，因此机械自动化技术具有高效性的特点。

（2）安全性。在以往的人工操作机械设备中，当机械设备发生故障的时候对于操作人员具有极大的威胁，一方面是因为操作人员不能够在机械设备发生故障的时候及时找到原因，另一方面则是因为机械设备故障可能引发零件等杂物的脱落弹射，容易使工作人员受到伤害；而机械自动化技术的应用则能够完全避免这些问题的发生，能够在机械设备出现故障的时候及时报警并自行进行诊断，将故障位置直接反馈给工作人员，从一定程度上加快了故障排除的效率且保证了工作人员的安全，因此机械自动化技术具有安全性的特点。

（3）可靠性。传统的机械设备在进行生产的过程中会受到诸多因素的影响，其中影响最严重的便是人工的操作影响，而机械自动化技术能够保证机械设备的使用是保持一种稳定的状态下进行的，不会有外来因素的干扰，且还能够避免机械设备因操作不当而损坏的现象，从而加强了其使用寿命，从一定程度上也保证了机械设备整体的生产效率，因此机械自动化技术具有可靠性的特点[2]。

（4）节约性。传统的机械设备比较依赖于人工，这也就导致了生产成本的增加，而机械自动化技术则使得机械设备不在过分依赖于人工，从根本上将人从劳动生产中解放了出来，同时机械自动化技术还能够保证机械设备在生产过程中最大可能的将资源进行充分利用，有效提高了资源利用率，且还能减小能源的消耗，因此机械自动化技术具有节约性的特点。

1.3 机械自动化技术的发展趋势

随着机械自动化技术在机械设备中的大范围应用，得到了越来越多用户的认可，因此机械自动化技术拥有着广阔的市场和发展前景。

（1）智能化。随着计算机技术的不断发展，人工智能技术也是愈加成熟，而机械自动化技术作为新时代的产物，必将紧随时代的步伐，逐渐的向人工智能化靠近，使得其自动化技术越来越成熟，功能也越来越多，只有这样才能够不断满足未来市场的需求。

（2）绿色发展。目前人们对于生态环境问题越来越重视，因此机械自动化技术也要向绿色技术方向进行发展，无论是对于机械设备运行中能源损耗的减少，还是生产过程中污染物排放的有力解决都是未来对机械自动化技术更加深入的研究应该达到的目的。

2 机械自动化技术在矿山设备中的应用

2.1 矿山设备中常用的机械设备

矿山设备中的机械设备也根据不同的作用而分为了不同的种类，其中作用最大的便是采矿设备和选矿设备。

（1）采矿设备。我国属于发展中国家，有着众多的农业资源和矿业资源，而随着矿产行业的不断发展，采矿技术也是日新月异，我国矿业可以分为金属矿和非金属矿两大类型，而针对不同类型的矿场则需要采用不同的采矿设备。

金属矿的采矿设备一般包括挖掘机、提矸机、皮带运输机、粉碎机和转载机，首先使用挖掘机对矿产进行挖掘，而后将挖掘出的矿产经过提矸机分离其中的矸石，剩下的矿石则使用皮带运输机进行运输，并将大块的矿石使用粉碎机进行粉碎，最后在将所有的矿石通过转载机运输到其他的地方。

而非金属矿的采矿设备则使用的是机械滚筒采机、刨机、弯曲刮板运输机和桥式转载机，首先通过机械滚筒采机将矿山进行采掘，而后通刨机将矿石进行挖掘，挖掘出的矿石则被弯曲刮板运输机运输到指定位置，最后在通过桥式转载机运输到其他地方。

（2）选矿设备。矿石在被挖掘出来之后还需进行挑选，才能根据其自身的质量进行相应的分类使用，矿山中的选矿流程一般为矿石破碎、输送、粉磨、筛选、选别、脱水等多个步骤，而选矿的机械设备也因功能不同而分为粉碎机、皮带输送机、粉磨机、筛分机和脱水设备等，正是不同设备间的相互配合，才能够更快更好的对矿石进行挑选。

2.2 机械自动化技术在矿山设备中的应用

在以往的矿山挖掘中，各类机械设备大多数都是依靠人力来进行的，不仅浪费时间、效率低下，而且还不能保证工人们的安全，具有着较高的安全风险，而自从机械自动化技术引用到矿山上的机械设备中之后，不仅保障了工人们的安全，还在减少人力成本的同时增加了矿石生产的总体效率。

（1）机械自动化技术在矿山挖掘中的应用。矿石开采最重要的便是矿山的挖掘，一般采用的都是地下凿坑法，只有开始的挖掘工作做好了，才能够保证接下来矿山的顺利开采。随着采矿技术的愈加发达，机械自动化技术的应用可以使矿井钻探设备在进行矿山挖掘中根据程序的指定，合理的进行挖掘，不仅能够大幅度提升挖掘效率，还可以保障隧道的规模大小以及质量，从而使得接下来的开采工作能够更加方便，减少了更多的不利因素的影响。

（2）机械自动化技术在矿石开采中的应用。机械设备在矿石开采中起着较为重要的作用，在以往的矿石开采中，人力占据了较大的比例，这样一方面是人工因素对于设备工作效率具有较大的影响，致使机械设备开采速度较慢，效率较低，另一方面则容易发生砸压等安全事故，对工人有着较大的安全隐患，而机械自动化技术引入到矿石开采的机械设备中去，能够随时根据实际情况进行合理的计算分析，从而保证了机械设备开采的稳定性，避免了其他因素的干扰，从一定程度上增加了矿石的开采效率。

在矿石开采中的矿石运输中也离不开机械自动化技术的应用，以往的运输方式大多是汽车或者是火车运输，这种运输方式不仅浪费时间，浪费人力，运输成本较高，而且运输效率也不高，机械自动化技术则可以完全顶替掉这种人力运输，只需一套机械运输设备便可轻易完成矿石开采运输的工作，从根本上减少了人力资源和时间资源，增大了运输效率，也有利于矿产行业进一步的发展。

（3）机械自动化技术在挑选矿石中的应用。矿石被开采出来后还需经过一定程度上的筛选，才能根据不同的种类质量进行不同用途的处理，而以往的矿石挑选过程是最耗费人力的，为企业增加了很高的人力费用，而机械自动化技术的应用，不仅将劳动力从中解放了出来，还能够增加矿石挑选的质量与速度。

一方面矿石只需经过机械自动化技术设置好的程序的筛选设备便能够根据相关因素进行快速的分类，将不同类型不同质量的矿石都输送到不同的指定位置，效率又快质量又高；另一方面筛选设备的应用具有着较高的安全性与可靠性，因为程序的设定，筛选设备挑选出来的矿石都是较为符合指定要求的，且还可以保证工作人员的安全性，设备自身如若发生故障的话也能够进行报警，并进行自我诊断，将发生故障的部位反馈给工作人员[3]。因此，机械自动化技术在矿石挑选中的应用不仅减少了生产成本，还增加了生产效率。

2.3 矿山设备中的机械自动化技术应用发展分析

（1）无轨采矿。随着机械自动化技术在矿山设备中应用的愈加广泛，矿山采矿等流程也是逐渐发生了变化，不在依托于传统的人力采矿模式，矿山设备也是越来越智能化。在未来的不断发展过程中，矿山设备也会随着机械自动化技术的愈加成熟而不断改进自身工作模式，无轨采矿便是采矿设备未来发展的目标所向，通过智能化自动化机械设备来实现矿山采矿的无轨化液压化。而且微机控制与设备故障预测以及诊断功能也能够防止采矿设备发生问题，确保了采矿设备在运行过程中的安全性和稳定性，从根本上推动了矿山相关行业的快速发展。

（2）连续采矿技术。传统人力采矿终将会随着社会的不断发展而被逐渐淘汰掉，一方面是因为其不仅有着高昂的人工成本支出，而且开采效率也是不稳定的，人工影响因素过于巨大；另一方面则是因为人工进行矿山开采存在着一定的安全风险，任何的失误都可能导致会威胁到工作人员的生命安全以及整体矿山的安全。而机械自动化技术应用到矿山设备之后便能够将大多数人力全部解放出来，还可以使用相关矿山机械设备进行不间断矿石开采，既保证了开采的安全性又保证了开采的整体效率，对于矿山企业盈利来说有着极其重要的作用。

（3）遥控采矿设备。矿山采矿过程中环境一般情况下都是较为复杂恶劣的，工作人员长期在矿山中进行矿石开采的话会因为恶劣环境的长时间影响引发各种疾病，对工作人员的身体健康有着严重的危害。而且在矿山中也可能发生各种各样的突发情况，具有着较大程度的突发危险可能性，而在将机械自动化技术应用到矿山设备之中以后，在一定程度上便能够通过相关技术实施远程遥控矿山设备进行矿石开采、运输等相应工作的进行。遥控矿山设备虽然技术还不是较为成熟，但是在特殊环境中已经有了较多的应用，而且所取得的应用效果也是较为良好的，不仅保证了矿石开采的绝对安全，还提升了矿石开采的整体效率。矿山设备未来的发展趋势也是不断趋向于遥控采矿设备的，只有这样才能够保证矿山相关企业跟随时代的脚步，不断走在技术的最前沿，不断推动着自身向前快速的发展。

（4）智能矿山设备。在矿山设备机械自动化技术发展的过程中，智能矿山设备的不断应用，不仅大幅度提高了矿山整体采矿效率，同时还能够最大程度上保证矿山矿石开采的整体质量。智能矿山设备能够根据输入的相关数据对不同种类质量的矿石进行具有目的性的挑选，通过对智能结构系统中集成传感器、控制器以及执行器等的运行来对矿山结构进行诊断，不断对矿山中较为健康的矿产资源机械能开采，既保证了矿山整体的安全性，又保证了矿山矿石资源利用率的最大化。同时智能矿山设备还从根本上保证了工作人员的安全性，即使某一设备出现故障也会自行发出警报传达至维修人员，维修人员只需要根据相应的提示便能够快速进行矿山设备维修，确保了智能矿山设备运行效率的最大化。

（5）大力开发矿山机器人。随着各种先进技术的愈加成熟以及机械自动化技术应用的愈加广泛，矿山相关企业也应当加强矿山机器人相关项目的开发，通过利用机械自动化技术以及人工智能技术来实现制造采矿机器人的目的。之所以需要大力开发矿山机器人，一方面是因为在矿山中有些任务是机械设备无法完成的，必须通过人力才能够实现矿石开采的目的，而使用人力的话又会对工作人员的生命安全造成较大程度的威胁，只有研发出先进的矿山机器人，才能够更好的实现矿山矿石的全方面开采。另一方面则是因为矿山机器人对于环境的适应以及使用年限都有着固定的标准值，在矿山开采中应用的话比较容易管理，因此可以看出通过利用机械自动化技术大力开发矿山机器人对于推动矿山相关行业的发展有着极其重要的作用。

3 机械自动化技术的管理

3.1 加强监管力度和完善管理制度

虽然机械自动化技术在矿山设备中有着较为广泛的应用，但是想要将其所有的作用完全发挥出来那么便离不开对矿山设备机械自动化技术的管理，首先需要制定完善的管理制度，通过不同矿山设备的特性来选定具有专业知识素养的管理人员对其进行具体的管理，定时为其进行检查维护保养，而且当矿山设备出现问题时，管理人员也应当第一时间发现问题具体位置，并采取相应措施将问题解决掉。其次还需要根据实际情况加强管理人员对于机械自动化矿山设备运行时的监管力度，确保每一台矿山设备的运行状态都在标准范围之内，以防设备故障造成重大影响的现象发生。

3.2 培养专业自动化技术人才

虽然机械自动化技术在矿山设备中应用能够取得较为良好的应用效果，但是这都是在基于相关操作人员专业知识素养过硬的基础上取得的。如若工作人员不熟悉具有自动化功能的矿山机械设备使用方法的话，那么不仅会降低矿山矿石开采的整体效率，而且还可能会对自身的安全造成一定程度上的威胁。培养专业自动化技术人才是扩大机械自动化技术在矿山设备中应用的关键措施，只有拥有了足够多的专业管理人员，才能够将机械自定化矿山设备的功能作用完全发挥出来，才能够更加快速推动矿山相关行业的快速发展。

3.3 不断改进机械自动化技术

现如今机械自动化技术虽然已经足够成熟，但是仍然有着较大的进步空间，机械自动化相关行业应当持续加强对其技术的研究更新，针对现矿山矿石开采的具体情况来研究更加先进新颖的机械自动化技术以及机械自动化矿山设备，以此来达到不断满足矿山矿石开采越来越多需求的目的。同时机械自动化技术的愈加成熟，也能够真正意义上实现矿山矿石开采人力的全部解放，不管是矿山开采前的探测设备，还是开采中的采矿、运输等相关设备都需要不断的进行技术革新，这样才能够保证矿山相关行业在推动社会经济发展的道路上不断起到越来越重要的作用。

4 机械自动化技术在矿山设备中应用的前景展望

随着机械自动化技术的越来越成熟，也有越来越多的矿山企业选择了该项技术的使用，我国机械自动化技术是从1980年开始引进使用的，经历了多年的研究推广，如今得到了用户的一致好评，矿山设备中机械自动化技术的引用，在一定程度上真正做到了人工的解放，提升了矿山的整体生产水平。

尤其矿山具有着一个整体的矿产流程，因此机械自动化技术可以使得各类型设备都穿插起来，不同设备发挥着不同的功能，而这些功能又能够在机械自动化技术下联络起来且相互补短，形成了一个相对较为完善的联动系统，提高了机械设备的利用率且增加了其使用寿命。在未来的市场上，机械自动化技术会随着矿山设备越来越高的要求而不断进步，迎接新的机遇和挑战。

5 结语

总而言之，机械自动化技术在矿山设备中的应用不仅能够提升矿石开采的整体效率，还能够降低其开采成本并提高了其安全程度。因此，机械自动化技术在矿山设备中的应用具有着很高的现实意义，不仅有利于提高矿山整体的开采质量，提高作业生产效率，还能够为矿山创造最大化的经济效益，并减小了其对生态环境的污染，从根本上有利于促进矿产行业的持续发展。