矿井开采施工的自动化技术应用研究

程国栋

（华亭煤业集团有限公司，甘肃 平凉 744100）

我国是一个矿产资源大国，矿产储量丰富，已探明的矿产储量约35.32亿吨，位居世界第一。我国既是矿产资源生产大国，也是消费大国，当前我国电力结构中，火电发电占主要部分，每天有大量的矿用运输火车在奔跑在南来北往铁路线上，如果停止发展火电，很难想象会是什么样子。因此我国的矿产能巨大，现阶段的矿产生产普遍采用人力与机械相结合的方式进行。由于矿层的条件所限，矿井开采具有一定的危险性，开采的过程有可能受到透水、塌方、有害气体等危险因素的影响造成极端危险的矿井事故，从而对采矿工人的生命安全造成严重的影响，众多血淋淋的矿难事故时刻警示着人们[1]。面对矿井开采工作的危险性，如果能够将自动化技术引入矿井开采生产作业中，逐步替代人工在危险环境下的工作，就能够极大的保障工作人员的生命安全。除此之外，自动化技术的使用能够大大的增强矿产资源开采的生产效率，增加资源产量，更好的保障我国的能源安全和经济社会发展。

1 井下自动化生产的意义

我国矿井开采作业大部分需要在井下进行，矿井通常深入地下数千米，工作环境较为特殊，由于井下环境容易出现塌方、透水以及在矿井开采过程中容易产生易燃易爆气体，因此井下采矿工作具有非常高的风险。矿井开采在现阶段通常采用人工与机械相结合的形式，由工作人员井下操作采矿机械进行作业。这样一来，人员和机械同时处于井下环境，一旦出现矿井事故，则容易造成人员伤亡[2]。除此之外，由人员进行机械控制，则机械的操作精度收到操作员水平的限制，难以发挥最大水平，对于采矿作业效率造成了一定的影响。如果在矿井开采过程中引入自动化技术，通过自动化、智能化的手段控制机械设备进行井下作业，操作人员在地面的安全环境内进行操作，这样一来就能够对工作人员的生命安全提供极大的保障，并且对于其工作环境也是一个极大的改善。除此之外，这项技术的广泛应用对于矿井开采效率以及矿产工业的发展具有显著的推动作用，为国家的工业和能源发展提供了充足的矿产资源供应保障。

2 矿井开采自动化技术研究

2.1 自动化技术在矿井采掘作业中的应用

矿层的采掘是矿井开采过程中的一个最主要的环节，通过这个环节将大块的矿层开采下来，实现了矿产从资源到产品的第一步转变。矿井采掘主要依靠掘进机械和相关配套辅助设备，现阶段电力驱动控制是对于掘进设备的主要控制方式。随着社会工商业发展对于矿产资源的需求量逐年增加，配备大功率电机系统的矿井采掘机械设备也迎来的发展的高潮，大功率掘进机成为矿井采掘作业的主流机械。对于机械设备的控制，电力系统具有许多得天独厚的优势，其稳定性更高，能够参照设备运行的实际工况精确控制采掘机械设备的功率输出，除此之外能够大幅提升采掘机械设备运行效率，避免出现因操作不当等认为因素造成的设备损坏，提高设备的出勤率，减少机械设备的维修成本，这样一来就为企业在设备使用和运维方面节省了成本，增强了收益。计算机技术作为自动化技术的一个重要分支，应用计算机技术对采掘设备的运行过程进行自动控制，并收集、分析及整理采掘设备在作业过程中产生的大量数据，这样一来能够及时的发现设备运行中存在的异常情况并及时处理，减少机械设备故障问题带来生产延迟等问题[3]。除此之外，采用计算机技术进行机械控制，其精度能够大大高于人工控制，保证矿井开采过程的安全、高效。

2.2 提升作业中应用自动化技术

将矿产资源从深处的巷道运输到地面上主要依靠运输提升机械设备，其运行情况直接影响到矿井开采工作效率，因此采矿企业必须创新提升作业的控制技术，并对其运行过程实施严格把控。为了更好的满足经济发展对于矿产资源的需要以及企业自身发展盈利的要求，相关人员采用自动化控制技术研究出了一种新型的传送带运输工况监控系统。这个系统集成了计算机技术和PLC技术，实现了综合化及系统化的保护功能。该系统的控制模块采用分布式控制系统( DCS)，这种控制系统能够对地面及井下的情况进行实时的监控，这套系统的推广应用能够对矿产资源运输工作以及提升机械设备的自身进行有效监控，对于输送提升工作和设备自身产生的异常情况能够进行及时的预警，最大程度的减少两者的问题几率[4]。随着科学技术的不断发展，电气自动化技术也得到了长足的进步，交流变频技术作为电气自动化领域中的一种关键技术，能够广泛应用于矿产资源运输提升机械设备中，极大的提高机械设备自动化控制水平，并且使设备的运行效率大大高于传统的人工控制方式，除此之外还可以将其同PLC技术进行集成，增强设备的自动化、智能化控制能力，能够实现在同一时间可以完成多种控制工作，例如：采矿工艺控制，同路行程控制和安全回路控制等，进而为运输提升设备安全运行提供更多的保障。

3 矿井开采中自动化技术未来展望

随着科学技术特别是控制工程技术的发展，自动化技术已经广泛应用于在采矿机械设备运行及控制工作，自动化技术与矿井开采设备的结合是工程设备进行智能高效转型，提升我国矿产工业发展水平的必经之路，对提升企业的生产发展水平具有积极作用。企业应当对采矿相关机械设备维修及养护工作产生进行提升和加强，以更好的发挥其作用，提升采矿企业的生产水平，为了保障设备的良好状态，企业应当安排专业维修人员定期对机械设备进行检查及维护，及时发现机械设备运行中现存故障问题和安全隐患，将故障问题及潜在的安全隐患对于生产的影响降至最低，进而保障各类机械设备能够以正常的状态投入日常工作。为了提升设备检修及维护工作的水平，采矿企业应当紧随技术发展的前沿，根据技术发展情况有针对性的招募技术人员，并对现有维修人员进行业务培训和提升，经过科学严格的培训，有助于设备运维人员更好的根据实际情况的需求发挥新技术和新设备的最大效能，同时能够及时准确的发现并处理自动化设备出现的故障和异常，为企业的高质量低成本运营提供高水平的运维人员保障[5]。

在经济社会不断发展的大背景下，电器自动化技术也迎来了发展的好时机，研究人员应当紧紧抓住技术发展的机遇期，深化电器自动化技术在矿井开采领域的研究，对标西方发达国家的经验及研究成果，对我国的电气自动化技术及相关产业应用进行不断的完善和创新，为矿产企业的自动化应用提供坚实的技术保障[6]。

综上所述，在矿井开采过程中广泛采用自动化技术，能够彻底改变矿产生产工作环境差、危险性高的传统面貌，使矿产生产水平迈上一个新的台阶，使得我国作为一个矿产资源大国能够具有更高的矿井开采生产水平，为保障我国的能源安全与经济社会发展提供更高的做出更大的贡献。作者在本文中所论述的相关内容期待能为广大读者带来一些参考价值，共同为我国的矿井开采事业做出自己的贡献。