机电自动化技术在矿山掘进工作面中的应用研究.pdf
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1、冶金与材料第 44 卷机电自动化技术在矿山掘进工作面中的应用研究卢礼(黔西市耳海矿业有限公司,贵州 黔西551500)冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 4 期2024 年 4 月Vol.44 No.4Apr.2024摘要:机电自动化技术在矿山掘进工作面的应用研究具有重要的实践意义。文章从技术可行性、经济效益和安全性三个方面分析了机电自动化技术在矿山掘进工作面的应用前景,提出了技术选型与集成、人员培训与技能提升、持续优化与升级等策略,并对自动化掘进设备、传感器监测系统、控制系统集成以及数据分析优化决策等具体应用进行了探讨。研究表明,机电自动化技术
2、的应用可以大幅提高矿山掘进的效率、降低生产成本、改善安全环境,有利于促进矿山行业可持续发展。关键词:机电自动化技术;自动化设备;传感器监测;控制系统作者简介:卢礼(1990),男,贵州纳雍人,主要研究方向:煤矿机电。近年来,国家相继出台 中国制造 2025 新一代人工智能发展规划 等政策,大力推进制造业的智能化升级和自动化改造。矿山行业作为国民经济的基础产业,更需要通过机电自动化技术的应用实现生产效率和安全水平的整体提升。机电自动化技术集成了控制技术、传感技术、执行技术等多种先进技术,能够实现生产过程的自动化控制、智能决策和远程监控,在降低人力成本、提高生产效率和保障安全生产等方面具有广阔的应
3、用前景。1机电自动化技术应用的可行性分析1.1技术适应性分析机电自动化技术在矿山掘进工作面的应用具有重要的实践价值和广阔的发展前景。掘进工作面是矿山生产的关键环节,工作条件恶劣、安全隐患多、劳动强度大,传统的人工作业模式已经难以满足现代化生产的需求。机电自动化技术以其高效、精确和智能的特点,能够很好地适应矿山掘进工作面的复杂环境和严格的生产要求。通过将自动化控制系统、机器人技术、传感器技术等融合应用,可以实现对掘进设备的精确控制和智能调度,大幅提高掘进作业的效率和质量。例如,利用编程控制技术,掘进机可以按照预设的掘进轨迹自主运行,避免了人工操作的低效和不精准;通过视觉识别和机器人技术,可以实现
4、装载、运输等辅助作业的自动化,减少了人力投入;借助监测预警系统,能够及时发现作业环境中的安全隐患,并自动采取应对措施,从而最大限度地确保作业人员的人身安全。1.2经济效益分析机电自动化技术的引入虽然需要一定的前期投资,但从长远来看,其经济效益是非常可观的。传统的矿山掘进作业效率较低、人力成本高、资源利用率不足、安全隐患较大,这些都制约着矿山企业的发展和经济效益的提升。而机电自动化技术的应用则可以从根本上解决这些问题通过自动化控制和机器人技术的应用,可以大幅提高掘进作业的效率,缩短工期,提高产能,从而增加企业的经济收益。自动化设备相比人工作业能耗较低、效率更高,可以有效降低单位产品的能源消耗,减
5、少生产成本的支出。此外,智能化控制和远程操作技术的运用,能够最大程度地减少高危作业环节中的人员投入,从根本上降低了人力成本的支出。先进的监测预警系统可以提前发现并防范各类安全隐患,避免了因事故导致的直接经济损失和间接损失,减少了企业的不必要支出咱1暂。1.3安全可行性分析传统的人工作业模式不仅劳动强度大、效率低下,而且安全隐患众多,极易发生各类人身伤害和设备事故。而机电自动化技术的应用则可以从根本上改善这一状况,显著提高矿山掘进的安全水平。通过在掘进工作面部署先进的传感器和监测系统,能够实时监控掘进设备的运行状态、岩石应力变化、有毒有害气体浓度等,一旦发现异常情况,系统会立即发出预警,并自动采
6、取应对措施,避免安全事故的发生。自动化控制技术可以替代人工操作,减少因操作失误而引发的安全风险,提高生产的可控性和可靠性。比如,通过自动化控制,掘进机可以精确控制掘进深度和角度,避免超掘引发的崩塌;装载机和运输设备可以自主行走在预设路线,规避碰撞风险。另外,数字化模拟与智能决策技术的应用,可以预先模拟出各种可能的安全风险情景,并提供相应的应急方案,提高事故处置的及时性和科学性。此外,远程操控技术的运用可以将作业人员远离危险区域,从根源上杜绝了对人身安全的威胁。106第 4 期2机电自动化技术实施与优化策略2.1技术选型与集成机电自动化技术在矿山掘进工作面的应用需要根据实际情况进行合理选型和有效
7、集成,这是确保系统高效稳定运行的关键环节。要全面评估掘进工作面的实际需求和运行条件,包括生产规模、工作环境、安全风险等,从而明确对自动化技术的具体要求。根据需求选择适合的自动化设备和控制系统,要全面考虑设备的性能指标、可靠性水平、维护难易程度、成本投入等多方面因素,确保所选技术在性价比、适用性等方面最优。例如,在选择掘进设备时,要充分评估设备的掘进能力、作业半径、智能化程度等核心性能,确保能够满足掘进工作面的实际生产需求;在选择控制系统时,需要考虑系统的实时响应能力、容错能力、自动化程度等,以保证生产过程中的高效调度和安全可靠。同时,设备的耐用性、维护便利性也不容忽视,这关系到后期运维成本的控
8、制。在技术选型的基础上,还需要对各子系统进行系统集成,实现数据通信、控制联动、远程监控等功能,形成高度协同的自动化生产线。集成过程中,要充分考虑不同设备之间的兼容性,构建标准化的通信接口,避免“信息孤岛”的出现咱2暂。2.2人员培训与技能提升机电自动化技术的成功应用不仅依赖于先进的硬件设备和智能控制系统,更需要配备一支专业的技术人才队伍。由于这些新兴技术的运行维护与传统机械设备存在较大差异,对操作人员的专业知识和实践技能提出了更高要求。因此,加强对现有矿山工人的系统培训刻不容缓,旨在提高掌握和运用机电自动化技术的能力水平。培训的内容应该涵盖理论知识和实操技能两个方面。理论课程需要讲授自动化控制
9、原理、PLC编程、监测诊断技术、远程操控技术等专业知识,让工人对新技术有系统和全面的认识;同时开设相应的实训课程,通过模拟操作和案例分析等形式,锻炼工人的实际动手能力,以及对故障诊断和故障排除的专业能力。除了系统培训,企业还应建立定期的考核评估机制,对工人的理论水平和操作水平进行量化考核,并根据考核结果对存在问题的工人进行重点辅导,确保整体队伍的技术水平满足机电自动化技术的应用需求。同时,矿山企业也要重视技术人才的引进和储备,通过校企合作等方式培养和储备自动化控制、人工智能等紧缺专业人才,缓解企业面临的“人才荒”困境。2.3持续优化与升级机电自动化技术在矿山掘进工作面的应用并非一蹴而就的过程,
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