計(jì)算機(jī)技術(shù)在金屬礦山自動(dòng)化控制中的應(yīng)用價(jià)值研究

陳 臣

（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司， 重慶 400037）

1 礦山自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r

隨著新的采礦方法和先進(jìn)采礦設(shè)備的涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的采礦方式已經(jīng)跟不上時(shí)代的節(jié)奏，低效率、高強(qiáng)度的采礦作業(yè)已經(jīng)被新的自動(dòng)化控制技術(shù)所取代，大大推動(dòng)了礦山開采的效率。自動(dòng)化技術(shù)作為提高生產(chǎn)安全、降低經(jīng)營(yíng)成本的重要技術(shù)手段，在礦山的開采中得到了推廣。

對(duì)于礦山的開采，從采礦工作、掘進(jìn)工作、礦物運(yùn)輸、井下供電、井下排水等，都可以通過自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行，可在微處理器基礎(chǔ)上建立監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，讓礦山的開采在設(shè)備、性能、安全上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，增強(qiáng)礦山開采的效率。礦山自動(dòng)化的特點(diǎn)是：以計(jì)算機(jī)和多種傳感器組成監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)，對(duì)礦山開采實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)和保護(hù)，避免工作出現(xiàn)間斷或安全問題；自動(dòng)化系統(tǒng)有良好的通信功能，在計(jì)算機(jī)上設(shè)置通信接口，能夠?qū)崟r(shí)通信，對(duì)采礦實(shí)現(xiàn)信息交互和集中控制；自動(dòng)化系統(tǒng)中微處理器的功能非常強(qiáng)，處理信息的速度和能力越來越快，可以智能處理各種采礦作業(yè)[1]。

自動(dòng)化技術(shù)在礦山的開采中得到了有效的應(yīng)用，提高了礦山生產(chǎn)效率，降低了采礦成本，為提高采礦安全性和舒適度提供了新的發(fā)展動(dòng)力。

2 自動(dòng)化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的礦山開采方式顯露出越來越多的弊端，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生事故，給礦山的開采帶來了影響。為此，需要讓礦山實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化，加強(qiáng)礦山開采中自動(dòng)化技術(shù)的使用。礦山當(dāng)前的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化開采，不斷更新和完善開采設(shè)備，加強(qiáng)礦山開采的可靠性、可減少性、易維護(hù)性，讓礦山實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

2.1 露天采礦移動(dòng)箱變自動(dòng)化

在露天礦山的開采中，移動(dòng)箱變分布位置比較分散，極大地影響著設(shè)備的操作、維修，需要投入過多的人力和物力。而且移動(dòng)箱變不能集中監(jiān)控，無法及時(shí)采集報(bào)警數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)問題，將引發(fā)安全事故。在露天礦山移動(dòng)箱變采用集中值守自動(dòng)化技術(shù)，讓設(shè)備得到有效監(jiān)控，提升了報(bào)警信息的采集，可預(yù)防安全事故的發(fā)生。同時(shí)，可減少過多的人力、物力投入，方便維修人員掌握各箱變的電壓、電流、斷路器等狀態(tài)，更快地對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)[2]。

2.2 選礦過程中磨礦自動(dòng)化

對(duì)磨礦分級(jí)工藝進(jìn)行自動(dòng)化控制，建立合理的控制邏輯，實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行。在磨礦工藝中，原有的人工操作和監(jiān)控被計(jì)算機(jī)取代，提高了磨機(jī)的磨礦能力，提升了磨礦效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在選礦中，自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石性質(zhì)的自動(dòng)判斷，主動(dòng)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行智能調(diào)整，讓生產(chǎn)流程得到有效的控制。對(duì)選礦過程采用自動(dòng)化處理，可充分發(fā)揮設(shè)備的效能，降低了工人的工作強(qiáng)度，提升了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)增加了經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 礦石運(yùn)輸?shù)倪h(yuǎn)程集中自動(dòng)化

礦石開采后需要進(jìn)行運(yùn)輸，這需要借助皮帶輸送機(jī)來完成。傳統(tǒng)的礦石皮帶傳輸控制是利用單條皮帶獨(dú)立控制開停，不僅控制效果差，而且皮帶缺乏保護(hù)，容易出現(xiàn)撕裂、跑偏等現(xiàn)象，影響了礦山的輸送。當(dāng)采用自動(dòng)化控制技術(shù)后，可以實(shí)現(xiàn)多條皮帶的集中控制和檢測(cè)。通過多臺(tái)控制站組成控制網(wǎng)絡(luò)，形成不同規(guī)?？刂?，隨時(shí)監(jiān)控皮帶機(jī)的運(yùn)行。給皮帶增加防撕裂、跑偏的保護(hù)裝置，一旦發(fā)現(xiàn)故障，就會(huì)自動(dòng)停止皮帶機(jī)運(yùn)行，大大增加了礦石運(yùn)輸?shù)陌踩訹3]。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化控制中起到了非常大的作用，可以提升工作效率，有效降低生產(chǎn)成本和人力資源浪費(fèi)，保證了施工的安全性，提升了企業(yè)的生產(chǎn)效益。而且計(jì)算機(jī)的處理功能和存儲(chǔ)功能都非常強(qiáng)大，可以在企業(yè)的施工中解決各種難題。

3.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，可以自動(dòng)化對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和篩選。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠根據(jù)生產(chǎn)中的一些指標(biāo)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，記錄超過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，然后統(tǒng)計(jì)和分析，最后顯示在相應(yīng)的系統(tǒng)平臺(tái)上，方便工作人員進(jìn)行處理[4]。

3.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在監(jiān)督控制中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制通過標(biāo)準(zhǔn)的模型，對(duì)生產(chǎn)狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和記錄，通過運(yùn)算和分析，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)情況作出有效反饋，同時(shí)將數(shù)據(jù)信息傳遞到數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中。監(jiān)督機(jī)制能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)行監(jiān)督和控制，需要處理大量的數(shù)據(jù)信息，因此需要計(jì)算機(jī)擁有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，而且存儲(chǔ)空間也要足夠。

3.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在順序作業(yè)控制中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)是順序作業(yè)控制的核心內(nèi)容，可以讓整個(gè)活動(dòng)中心受到控制和掌握。通過建立順序作業(yè)工序，保證生產(chǎn)工作能夠持續(xù)進(jìn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化中得到重視，以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求保證生產(chǎn)的順序，同時(shí)也讓工作得到合理安排，提升了工作的質(zhì)量[5]。

3.4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控設(shè)備中的應(yīng)用

數(shù)控設(shè)備是工業(yè)自動(dòng)化的代表，計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控設(shè)備中得到了廣泛的使用。由于生產(chǎn)對(duì)象不標(biāo)準(zhǔn)、工作流程復(fù)雜，需要投入大量的人力、物力成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控設(shè)備采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，能夠在減少人力投入的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率，讓工作質(zhì)量得到保障，推動(dòng)了生產(chǎn)效益。

3.5 計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)總線控制中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線控制主要用于分散目標(biāo)的有效控制，可以對(duì)傳統(tǒng)控制中產(chǎn)品配置標(biāo)準(zhǔn)不一、產(chǎn)品互聯(lián)度低等問題進(jìn)行改善。由于生產(chǎn)和施工中需要各項(xiàng)設(shè)備得到有效的連接，需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)和施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行總線控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的智能化、數(shù)字化、多向化。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于礦山自動(dòng)化的應(yīng)用價(jià)值

礦山企業(yè)為降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)來改善生產(chǎn)。其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于礦山自動(dòng)化起到了重要的推動(dòng)作用。

4.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)采礦計(jì)劃編制

采礦計(jì)劃是用精確的數(shù)據(jù)建立模型，可以幫助決策者對(duì)采礦工程作出合理決策，以降低成本投入，提升經(jīng)濟(jì)效益。好的采礦計(jì)劃能夠確定準(zhǔn)確的開采地點(diǎn)，讓礦石的開采質(zhì)量最佳。為此，需要合理利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)采礦計(jì)劃進(jìn)行編制。地理信息系統(tǒng)、三維圖形顯示和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等都是非常好的數(shù)據(jù)收集和分析技術(shù)，可以應(yīng)用在采礦計(jì)劃的編制中。工作人員通過這些計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)礦山設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備應(yīng)用等流程進(jìn)行合理分析和研究，可以提升采礦計(jì)劃的編制進(jìn)程。

4.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)采礦自動(dòng)化調(diào)度

礦山采礦自動(dòng)化調(diào)度最能體現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要作用。在采礦過程中，對(duì)采場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，用最佳算法對(duì)設(shè)備進(jìn)行分配，使得物料和設(shè)備的使用達(dá)到最佳化。計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化調(diào)度中不僅可以實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)度，還能實(shí)現(xiàn)設(shè)備定位、狀況監(jiān)控、物料跟蹤、礦石品位監(jiān)控、生產(chǎn)報(bào)告生成等功能。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，給采礦自動(dòng)化調(diào)度帶來了方便[6]。

4.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制

在礦山開采中，采礦企業(yè)需要將決策變成具體的作業(yè)行動(dòng)，涉及到生產(chǎn)作業(yè)、設(shè)備維護(hù)、支持系統(tǒng)等各個(gè)方面，這需要對(duì)采礦生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。采礦前，需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嵉胤治鼋⒛Ｐ?，需?duì)采礦系統(tǒng)有一定的了解；準(zhǔn)備一系列采礦設(shè)備，采礦系統(tǒng)裝有機(jī)械監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)、集成數(shù)據(jù)庫(kù)、地址信息系統(tǒng)、采礦計(jì)劃系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)等。經(jīng)過準(zhǔn)備后，可對(duì)采礦生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。通過自動(dòng)化調(diào)度，自動(dòng)監(jiān)控和指揮采礦活動(dòng)，讓生產(chǎn)效率得到提升。生產(chǎn)過程控制能夠保證生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定性，以最小的投入來獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在這樣的生產(chǎn)過程控制下，能夠縮短工作時(shí)間，加快工作進(jìn)度，保證工人的安全，實(shí)現(xiàn)采礦的最優(yōu)化。

5 結(jié)語(yǔ)

在礦山的開采中，現(xiàn)代化的自動(dòng)化技術(shù)起到了巨大的作用，讓開采環(huán)境得到提升，降低了工人工作的安全隱患，提升了工作效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用推動(dòng)了礦山自動(dòng)化控制，讓礦山開采工作更加智能。在科技快速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)在礦山自動(dòng)化控制中的應(yīng)用會(huì)越來越重要，為金屬礦藏的開采提供信息化技術(shù)保障。

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[6]莊波.淺談自動(dòng)化技術(shù)及其在礦山中的應(yīng)用[J].電子世界，2015（16）：63.