自動(dòng)化技術(shù)及其在礦山中的應(yīng)用

潘文政 趙尚上

摘要：先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不僅能夠有效提高礦產(chǎn)資源開(kāi)采的效率，減少時(shí)間和人力成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還能有效保障礦產(chǎn)資源開(kāi)采的安全性，基于此，文章以自動(dòng)化技術(shù)為研究對(duì)象，首先介紹了自動(dòng)化技術(shù)的基本概念，然后分析了礦山中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的必要性，最后具體討論了自動(dòng)化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用，希望對(duì)我國(guó)礦山行業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：礦山；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)水平也不斷提升，并且在各行業(yè)領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用。在礦山生產(chǎn)中，自動(dòng)化的應(yīng)用，直接提高了我國(guó)礦山生產(chǎn)的技術(shù)水平，并且有效地促進(jìn)了礦山開(kāi)發(fā)效率的提升，同時(shí)，由于生產(chǎn)活動(dòng)中人力資源的減少，礦山生產(chǎn)作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性也得到了一定的提升，由此可見(jiàn)，礦山企業(yè)加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)研究、強(qiáng)化其應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)礦山企業(yè)的發(fā)展有著是十分積極的促進(jìn)意義。

1自動(dòng)化技術(shù)概述

自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)涉及到信息學(xué)、控制學(xué)和語(yǔ)言學(xué)等諸多學(xué)科的綜合性技術(shù)，并且具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。當(dāng)前，人們?cè)谶M(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)研究時(shí)，為提高其自動(dòng)化水平，還會(huì)利用計(jì)算技術(shù)等進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍愈加廣泛，將其用于礦山工程中，不僅可以提高礦產(chǎn)資源開(kāi)采的工作效率，降低工程運(yùn)作成本，還能有效減輕人員工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)礦山工程高效高產(chǎn)。目前的自動(dòng)化技術(shù)主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)：第一，對(duì)電子技術(shù)依賴(lài)性強(qiáng)。當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)普遍依托于現(xiàn)代電子技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化系統(tǒng)需要在現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用各類(lèi)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的控制；第二，技術(shù)涵蓋面廣。礦山工程中自動(dòng)化技術(shù)的廣泛運(yùn)用，使自動(dòng)化涵蓋的技術(shù)面日益廣泛和復(fù)雜。當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要做好系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，從具體應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)來(lái)設(shè)計(jì)多樣化的技術(shù)方案。

2礦山中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的必要性

隨著自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展愈加成熟，其在各行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛。首先，在礦山開(kāi)采中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效實(shí)現(xiàn)無(wú)人干預(yù)情況下的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，并且具有時(shí)間長(zhǎng)、效率高等優(yōu)勢(shì)；其次，礦山自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)能有有效減少對(duì)人力、物力和時(shí)間成本的消耗。但就目前而言，依然有企業(yè)沒(méi)有認(rèn)識(shí)自動(dòng)化、信息化技術(shù)在礦山生產(chǎn)中應(yīng)用的必要性，制約了礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提升。而機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)代化發(fā)展，也在一定程度上帶動(dòng)了礦山開(kāi)采設(shè)備的更新、優(yōu)化，礦山設(shè)備的功能愈加強(qiáng)大。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備可靠性不高，沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并且維護(hù)困難，已經(jīng)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求。因此，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山、信息化礦山，必須要重視自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。在信息化平臺(tái)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字的加工、整理、檢測(cè)，并最終將其上傳給系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)礦山自動(dòng)化應(yīng)用的主要途徑。在這個(gè)意義上講，將自動(dòng)化技術(shù)引進(jìn)礦山開(kāi)采中非常有意義。

3自動(dòng)化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用

3.1在礦山通風(fēng)及監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采通常位于較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，常常有各種有害氣體涌出，而井下巷道由于其具有一定的封閉性，若未能實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)與監(jiān)控，那么有害氣體就會(huì)積聚，并且在特殊的環(huán)境下引發(fā)井下人員窒息甚至出現(xiàn)瓦斯爆炸等災(zāi)害。在礦山通風(fēng)及監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控礦井各地點(diǎn)人員數(shù)量、風(fēng)量及有害氣體濃度等，當(dāng)有害氣體濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并對(duì)巷道內(nèi)電氣設(shè)備自動(dòng)斷電但不切斷風(fēng)機(jī)電源，最大程度的保證人員及設(shè)備的安全。

3.2在礦山排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

在當(dāng)前的礦山排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常會(huì)布置多臺(tái)水泵，并且分為三組進(jìn)行使用，具體來(lái)說(shuō)，一組水泵時(shí)正常生產(chǎn)作業(yè)中運(yùn)行的工作泵；一組水泵為備用泵；還有一組水泵為檢修泵。以往水泵工作時(shí)，一般都是采取人工的方法對(duì)其進(jìn)行開(kāi)泵、關(guān)泵操作，由于工作環(huán)境復(fù)雜，工作人員很難對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，在排水系統(tǒng)中應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)后，控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控水倉(cāng)的水位、水泵的流量以及電機(jī)的溫度、電流等。然后以這些信息技術(shù)為基礎(chǔ)來(lái)自動(dòng)進(jìn)行水泵的選擇、開(kāi)啟與關(guān)閉，有效地改善了傳統(tǒng)礦山中普遍存在的排水問(wèn)題，改善了井下人員的工作環(huán)境，同時(shí)，人工勞動(dòng)量的減少也使礦山排水的效率和安全性得到了有效的提升，為礦山安全生產(chǎn)提供了良好的技術(shù)保障。

3.3在礦山運(yùn)輸、提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

在礦山生產(chǎn)中，運(yùn)輸及提升設(shè)備扮演者十分重要的角色，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣在很大程度上影響到了礦山生產(chǎn)的效率和安全。當(dāng)前階段，可編程控制器逐漸取代了以往的繼電器控制器，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)輸及提升設(shè)備中各項(xiàng)功能參數(shù)的控制，如提升設(shè)備的速度控制、運(yùn)輸控制、行程、制動(dòng)、加減速度以及發(fā)生故障時(shí)的保護(hù)動(dòng)作等?？刂葡到y(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)選擇兩種不同的可編程控制器作為核心，對(duì)其進(jìn)行控制和監(jiān)控，使其具有較長(zhǎng)的使用壽命、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。在運(yùn)輸、提升設(shè)備中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，最能夠體現(xiàn)其特點(diǎn)的是運(yùn)輸、裝載與提升互相結(jié)合的全自動(dòng)化運(yùn)煤，同時(shí)，結(jié)合信號(hào)裝置閉鎖連鎖，保險(xiǎn)裝置監(jiān)控保障運(yùn)行、液壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)等，便形成了具有較高自動(dòng)化水平的提升運(yùn)輸設(shè)備。由此可見(jiàn)，在礦山運(yùn)輸、提升系統(tǒng)中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以有效提升礦山開(kāi)采工作的效率和安全，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3.4在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的礦山生產(chǎn)中，一般使用帶獨(dú)立控制啟停系統(tǒng)的單條皮帶來(lái)進(jìn)行礦石的傳輸控制，而這種控制方法不僅系統(tǒng)分散、靈活性不足，并且由于皮帶配置差異較大，一些配置較差的輸送機(jī)很容易就會(huì)出現(xiàn)諸如皮帶跑偏、撕裂等情況，在影響生產(chǎn)效率的同時(shí)也存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而通過(guò)皮帶輸送機(jī)的遠(yuǎn)程集中自動(dòng)化控制，就可以解決這個(gè)難題。選擇分布式控制系統(tǒng)主要由控制主站、所有分站、傳感器及現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置和綜合操作臺(tái)構(gòu)成。其中，綜合操作臺(tái)需要設(shè)置在專(zhuān)門(mén)的中央控制室，然后利用光纖網(wǎng)絡(luò)將主站和分站連接起來(lái)，對(duì)于連接主站和分站之間的光纖網(wǎng)絡(luò)通常選擇光纖或C網(wǎng)電纜。通過(guò)主站和多臺(tái)分站形成的控制網(wǎng)絡(luò)，能夠有效形成各種規(guī)模下、對(duì)多條皮帶的集中控制和監(jiān)測(cè)。對(duì)礦石碎礦系統(tǒng)皮帶增加拉繩開(kāi)關(guān)、打滑開(kāi)關(guān)、跑偏開(kāi)關(guān)、防撕裂開(kāi)關(guān)等保護(hù)裝置，時(shí)刻監(jiān)管著皮帶機(jī)的安全運(yùn)行，一旦有事故發(fā)生，相關(guān)的保護(hù)開(kāi)關(guān)就自動(dòng)動(dòng)作，即刻停止皮帶機(jī)，并傳輸數(shù)據(jù)至中央控制室，進(jìn)行自定位，以便工作人員能夠及時(shí)采取措施、排除障礙，最快速度恢復(fù)生產(chǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也不斷增加，這就對(duì)我國(guó)礦山生產(chǎn)技術(shù)提出了更多的要求，而自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)金科學(xué)技術(shù)的代表，也越來(lái)越多地在礦山開(kāi)采中得到了應(yīng)用，為我國(guó)礦山生產(chǎn)效率的提升作出了巨大貢獻(xiàn)。雖然我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)較國(guó)外現(xiàn)金水平而言還有著較大的差距，但是，相信隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的礦山自動(dòng)化水平必將更上一層樓。

參考文獻(xiàn)：

[1]王德奇.自動(dòng)化技術(shù)及其在礦山中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2017（5）：82-82.

[2]畢文，王晨光.淺談自動(dòng)化技術(shù)及其在礦山中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（6）：00009-00009.

[3]郭勇.電氣自動(dòng)化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)題研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（24）.

[4]王成龍.電氣自動(dòng)化技術(shù)在礦山中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（10）：138-138.

[5]王亞非，房濤.煤礦自動(dòng)化設(shè)備的技術(shù)的應(yīng)用及意義[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2017（3）：140-141.