林叢明

（內(nèi)蒙古平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024076）

所謂自動(dòng)化的是指設(shè)備或機(jī)器可以不配備任何操作員就可以根據(jù)預(yù)定程序或安裝程序執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。但是機(jī)器自動(dòng)化和其他自動(dòng)化有很大的區(qū)別。主要是使用當(dāng)今的高科技產(chǎn)品，涉及電子計(jì)算機(jī)和電子集成技術(shù)，達(dá)到“計(jì)算機(jī)設(shè)備一體化”有效運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)備。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化主要通過這些機(jī)械化工具實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。機(jī)械的自動(dòng)化控制，大大提高了礦產(chǎn)資源的開采效率。近年來，機(jī)械自動(dòng)化在不斷革新中得到了改進(jìn)，并在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。我們國(guó)家用于礦山機(jī)械制造，不僅能源的運(yùn)輸速度大幅提高，而且節(jié)省了大量人力和物資資源。因此，機(jī)械自動(dòng)化過程對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說非常重要。

1 我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 研發(fā)起步較晚，技術(shù)發(fā)展相對(duì)落后

我國(guó)的自動(dòng)技術(shù)的發(fā)展落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。目前自動(dòng)化技術(shù)仍然處于初級(jí)階段。中華人民共和國(guó)成立前，由于多年的抗戰(zhàn)和資本主義壓迫，我國(guó)在科學(xué)、技術(shù)、工業(yè)方面的發(fā)展都十分緩慢。中國(guó)成立后，科技和工業(yè)技術(shù)得到了國(guó)家的大力支持，雖然現(xiàn)在處于快速發(fā)展階段，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。

1.2 對(duì)外來技術(shù)的依賴程度高，本土掌握的核心技術(shù)少

關(guān)于機(jī)械制造，存在過分依賴國(guó)外技術(shù)，這是致命的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的高科技技術(shù)基本主要應(yīng)用于冶金、機(jī)械等領(lǐng)域。我國(guó)的新技術(shù)和新工藝的世界貢獻(xiàn)率約為6%，發(fā)達(dá)國(guó)家新技術(shù)和新工藝的貢獻(xiàn)率達(dá)到51%，我國(guó)每年都會(huì)為設(shè)備的進(jìn)口投入大量資金。另外，我國(guó)的技術(shù)型人才缺乏，其中大部分只是模仿外國(guó)的技術(shù)、克隆技術(shù)或直接購(gòu)買外國(guó)的技術(shù)，具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的很少。

1.3 機(jī)械自動(dòng)化的普及程度低

我國(guó)關(guān)于機(jī)械自動(dòng)化的研究起步晚，技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，因此機(jī)械自動(dòng)化在國(guó)內(nèi)的普及度低，結(jié)果導(dǎo)致的是實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的成本高，而且需要大量的技術(shù)型人才和大量資金，大部分企業(yè)負(fù)擔(dān)不起，由于我國(guó)掌握的核心技術(shù)少，自主開發(fā)生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備較少，大部分機(jī)器制造的設(shè)備需要進(jìn)口，在資金有限的情況下，我國(guó)在礦山機(jī)械制造長(zhǎng)期處于設(shè)備不足的狀況。

1.4 自動(dòng)化儀器設(shè)備不夠充裕

我國(guó)大部分企業(yè)主要從國(guó)外采購(gòu)自動(dòng)化操作系統(tǒng)。但是由于在海外的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成本高，很多企業(yè)的購(gòu)買力有限。其中能購(gòu)買自動(dòng)操作系統(tǒng)的企業(yè)較少，礦山的機(jī)械制造業(yè)，自動(dòng)化機(jī)器的總數(shù)很少，選擇的類別也非常少。

2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概述

2.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的基本含義

沒有人工操作和指示的情況下，機(jī)器能自動(dòng)操作是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)，機(jī)器的自動(dòng)化可以促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在一定程度上有助于科技的發(fā)展。此項(xiàng)技術(shù)的使用提高了產(chǎn)品品質(zhì)和性能，保證了生產(chǎn)中的安全性，改善了機(jī)器的利用效率。

2.2 組成機(jī)械自動(dòng)化的要素

在機(jī)械自動(dòng)化的要素中，核心是程序模塊，在控制模塊中運(yùn)行的程序由工程師先準(zhǔn)備好，支持應(yīng)用于整個(gè)系統(tǒng)的工作。整個(gè)系統(tǒng)的管理單元的命令是功能模塊，確認(rèn)整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，收集數(shù)據(jù)并傳送到控制模塊，由傳感器命令在所有系統(tǒng)中發(fā)布。

3 機(jī)械自動(dòng)化在礦山機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用

隨著生產(chǎn)需求的增加和生活水平的提高，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面都在增長(zhǎng)。從而促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化制造業(yè)的發(fā)展，更好地滿足社會(huì)發(fā)展的需要。我國(guó)礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量巨大，存在的風(fēng)險(xiǎn)也比較多，引發(fā)事故的原因也是多樣的，這就嚴(yán)重影響礦山開采過程中機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，所以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化成為了必然趨勢(shì)。為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，通過機(jī)械的自動(dòng)化來提高礦山機(jī)械的制造效率和質(zhì)量。根據(jù)機(jī)械制造業(yè)所履行的職能，可以將礦山開采的工作環(huán)節(jié)劃分為采礦、運(yùn)輸、礦山安全監(jiān)督等。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)和研究，具體分析了礦山機(jī)械制造的各種功能，提出了適當(dāng)?shù)挠行?zhàn)略，從而改善和調(diào)整礦山機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀。

3.1 礦產(chǎn)資源采掘的機(jī)械自動(dòng)化

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅速，礦產(chǎn)資源需求的增加也是不可避免的趨勢(shì)。為了增加礦產(chǎn)資源的開采量，就需要加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和人民生活也有一定促進(jìn)作用。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、增加先進(jìn)的傳感器和故障診斷等技術(shù)，有效發(fā)揮出機(jī)械自動(dòng)化的高效、高精度、易操作等特點(diǎn)。提高機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化可以提高我國(guó)礦產(chǎn)資源開采的安全和經(jīng)濟(jì)效益。因此，必須深化和調(diào)整礦山機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。

利用自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家有關(guān)工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用上取得了良好的成果。這不僅提高了機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，還提高了工作效率。采掘機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在礦山生產(chǎn)中應(yīng)用的主要作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是提高礦井生產(chǎn)效率和安全性。井下作業(yè)一直以來都是依靠人工作業(yè)形式來完成的，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，而機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)則可以對(duì)重復(fù)的人工勞動(dòng)以及危險(xiǎn)作業(yè)類型對(duì)人工作業(yè)方式進(jìn)行替代，所以大大減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率且可以確保礦山生產(chǎn)的安全性。二是降低成本。由于傳統(tǒng)的作業(yè)方式需要消耗大量的人力，也需要花費(fèi)較高的資金成本，而采用采掘機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)則不僅可以代替大量的人工作業(yè)，且降低了人工參與程度，避免由于人工作業(yè)過程中出現(xiàn)事故而影響正常生產(chǎn)的問題，確保了生產(chǎn)活動(dòng)的連續(xù)性，所以在長(zhǎng)時(shí)間的礦山作業(yè)過程中也降低了礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)成本。三是提高從業(yè)人員的安全性。井下開采本身就屬于高危險(xiǎn)工種，這主要是由于井下生產(chǎn)中會(huì)存在瓦斯、坍塌以及突水等危險(xiǎn)事故，容易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡事故。而采用采掘機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)則可以對(duì)上述問題進(jìn)行有效解決，提高了井下作業(yè)中人員的安全性。

3.2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在礦產(chǎn)資源運(yùn)輸中的應(yīng)用

對(duì)礦企來說，生產(chǎn)和運(yùn)輸是一體的。這是兩個(gè)不可分割的部分。重要的是，即使生產(chǎn)效率提高，如果運(yùn)輸效率下降也沒有意義，和不采沒什么區(qū)別。因此，在研究機(jī)械自動(dòng)化在礦山機(jī)械制造中的應(yīng)用時(shí)，也應(yīng)該致力于礦山運(yùn)輸機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研究。目前的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境中，很多礦山的礦產(chǎn)資源的運(yùn)輸方式是膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展, 礦山井下帶式輸送機(jī)也向著大功率、長(zhǎng)距離、高速的方向發(fā)展, 自動(dòng)化集中控制技術(shù)逐步運(yùn)用到皮帶運(yùn)輸中去，減少了現(xiàn)場(chǎng)操作人員, 并可以通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直接進(jìn)行操作控制，還可提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，為管理者決策提供依據(jù)，極大的提高了礦井生產(chǎn)效率。這種比較傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式現(xiàn)在與PLC 技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)輸系統(tǒng)安全可靠，更高效，也不需要人工干預(yù)和維護(hù)。使用運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)化集中控制可以確保運(yùn)輸過程可控、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和保護(hù)靈敏可靠。

3.3 自動(dòng)化的礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)

安全總是各行各業(yè)，特別是礦山企業(yè)的頭等大事。在采礦過程中，工人的人身安全直接反映了工業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化水平。機(jī)械作業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，對(duì)礦企發(fā)展也起著重要的作用。因此，幾乎所有的礦企都在逐步推進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)。最常用的是人員定位系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，主要用于人員、設(shè)備、環(huán)境的檢測(cè)。為了加強(qiáng)井下瓦斯安全的運(yùn)行管理，有效遏制重特大瓦斯事故的發(fā)生，提高安全管理技術(shù)水平，為了高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量完成該項(xiàng)工程，為了預(yù)防瓦斯爆炸危險(xiǎn)，以便及時(shí)準(zhǔn)確地反映井下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)及主要設(shè)備運(yùn)行狀況，達(dá)到對(duì)危害的早期預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。一旦發(fā)現(xiàn)有瓦斯超限立刻發(fā)出聲光報(bào)警，并進(jìn)行風(fēng)、電、瓦斯閉鎖，確保礦井生產(chǎn)的正常運(yùn)行和人身安全，以及設(shè)備的正常運(yùn)行，滿足綜合調(diào)度管理對(duì)環(huán)境安全、采掘設(shè)備、供電系統(tǒng)等有關(guān)信息的實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確、可靠的要求，滿足管理信息系統(tǒng)對(duì)輔助決策信息的要求，采用現(xiàn)金的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是必然趨勢(shì)。

4 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景研究

由于機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)極限，從成本管理的角度來看，機(jī)械自動(dòng)化的過程肯定會(huì)產(chǎn)生一些不可避免的問題。促進(jìn)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的普及，覆蓋更多領(lǐng)域。這實(shí)際上有助于礦山機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。未來的機(jī)械制造技術(shù)將更加趨向于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、智能、數(shù)字的一體化，盡可能的節(jié)約時(shí)間、成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)工藝的一體化進(jìn)程。

4.1 機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展前景廣闊

從我國(guó)近幾年的高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展來看，自動(dòng)化在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中起著非常重要的作用，這將在未來的資源開發(fā)中發(fā)揮越來越重要的作用。但是，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展尚處于初級(jí)階段，而且與西方發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距。礦產(chǎn)資源作為主要能源，今后也將有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的支柱。因此，機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展前景廣闊，發(fā)揮出自動(dòng)化在節(jié)約人力、物力、財(cái)力的優(yōu)勢(shì)，在今后的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的人力解放，為我國(guó)的能源開采領(lǐng)域發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

4.2 解決資源浪費(fèi)問題

我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化還有很多缺點(diǎn)，其中資源浪費(fèi)問題是極其重要的一項(xiàng)。為了提高資源利用率，國(guó)家政府必須重視，投入資金支持技術(shù)研究，為研究如何提高機(jī)器自動(dòng)化牢固地支持資源利用率。在礦企改革中，加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化的研究，理論教育與實(shí)際相結(jié)合，有助于設(shè)備自動(dòng)化的提高和利用率。在設(shè)備改造中，不僅應(yīng)該致力于節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展，還應(yīng)該改善現(xiàn)有機(jī)械的利用效率和自動(dòng)化程度。

4.3 注意理論與實(shí)踐結(jié)合

由于我國(guó)今年來非常重礦企機(jī)械自動(dòng)化程度，目前，機(jī)器的自動(dòng)化技術(shù)正在逐步提高。但是，還有大部分礦山企業(yè)的自動(dòng)化程度很低，改革的空間很大。我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)仍然需要不斷的改善與進(jìn)步創(chuàng)新。然而，應(yīng)當(dāng)指出，在改進(jìn)過程中，技術(shù)理論和實(shí)踐必須結(jié)合起來，以確保技術(shù)理論的實(shí)際支持。在發(fā)展過程中，要特別注意解決機(jī)器自動(dòng)化方面的缺點(diǎn)，從而為礦山開采的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，并付諸于實(shí)踐之中。

5 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 集成化

現(xiàn)階段，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)良好。也就是說，技術(shù)進(jìn)步的速度比以前任何時(shí)候都快。例如，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化控制水平，使之更強(qiáng)地一體化，降低故障率。

5.2 綠色化

與快速工業(yè)化相關(guān)的工業(yè)污染威脅著人類的健康。因此，為了將綠色和無害環(huán)境的概念融入自動(dòng)化設(shè)備中，使用節(jié)能和無害環(huán)境的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

6 結(jié)語

在對(duì)礦山機(jī)械生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)中，必須考慮自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的三個(gè)主要方面。首先是采掘機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)行，可以保證在鉆井過程中及時(shí)報(bào)告基礎(chǔ)深度和鉆井情況或遇到的鉆井問題。其次，如果能處理礦產(chǎn)資源開采后的運(yùn)輸問題，在開采的同時(shí)進(jìn)行高效的運(yùn)輸，就能使礦山機(jī)械的聯(lián)動(dòng)效果達(dá)到更好的水平。另外礦山生產(chǎn)需要重視機(jī)械設(shè)備和作業(yè)人員的安全性，以往的人力生產(chǎn)有很大的潛在風(fēng)險(xiǎn)，但使用高端自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備時(shí)，可以避免人員的財(cái)產(chǎn)損失，但同樣進(jìn)行有效的監(jiān)視和安全防止措施，進(jìn)行礦床坍塌等因此，從這些角度提高礦山機(jī)械制造過程中的自動(dòng)化效果，在礦山生產(chǎn)的各個(gè)方面都有很大的促進(jìn)和提高作用，為行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定基礎(chǔ)。