现代采掘设备在中小型地下矿山中的应用与研究

邓钰明

【摘要】现代矿山采掘设备的技术水平是衡量一个国家工业实力的重要标志。本文主要介绍了现代采掘设备的特点，现代采掘设备在中小型地下矿山中的使用情况及存在的问题，并指明了现代采掘设备的发展方向。

【关键词】采掘设备；中小型地下矿山；应用；研究

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

矿山采掘设备发展主要是在技术上实现进步，并不断提高现代科学技术与整体工业水平，尤其是促进机械工程科学与采矿学科的发展。在对矿山采掘设备中不断融入人类在各领域的优秀成果，通过面向国家经济建设这一需求，在科学发展观的指导下，实现可持续发展，我国在机械设备方面的发展总趋势也将是数字化、智能化及宜人化。

一、现代采掘设备的特点

当前的中小型地下矿山采掘设备主要是对高效性、节能性环保设备的研发与生产为主。比如，中小型地下矿山采掘设备主要考虑寿命长、能耗低及重量轻这一原则进行设计。在实际的矿山开采过程中主要选择了低环境负荷的材料，减少了对氟利昂、含氯橡胶、树脂与石棉等有害材料的使用。还要减小废弃零部件处理造成的污染，使各项综合成本达到最优化。对矿山采掘设备的生产主要考虑到对报废件的处理，这一方面要实现简单化、低费用及少污染的特点，使其操作方便，减少对环境的污染。由于小冶金企业及小水泥企业被关闭，取而代之的是一些大型选矿厂、大型选煤厂以及大型水泥厂陆续开张，这对矿业采掘设备提出了更高的要求，需要开发出处理能力大、选分效率高、运行可靠的节能环保设备。所以现代的矿山环保设备主要是一些具有自动化、大型化和高效节能化特点的矿山机械采掘设备。

二、现代采掘设备在中小型地下矿山中的使用情况

随着我国经济实力的提高，采掘设备也日趋现代化，当前，我国的经济与技术条件日趋成熟，具有了对地下资源进行大规模开发的实力，并且已经完成了许多具有一定规模的工程。过去，为了开发地下资源，也引进了一些采掘设备，比如在中小型地下矿山采掘中所用的主要设备——全断面掘进机，这一设备在我国的矿山开采中应用较多。目前我国对现代化大型掘进设备进行了重点开发，已取得了可喜的成果，不但减小了对进口设备的依赖，还为国家节约了大量外汇。

中小型地下矿山的开采在得到所需能源的同时，还要消耗大量的能源，并且产生大量的废旧物，排放较多的遗弃物。所以，在矿山开采过程中，更需要研究新工艺、新材料、新设备，以实现节能与节材的目的。

三、现代采掘设备存在的问题

1．现代采掘设备需要不断完善

我们要借助于改革这一大好形势，借鉴先进国家的成功经验，创造适合符合我国国情的中小型地下矿山矿山机械发展的制度环境，特别要在软环境方面提供各种条件。但是我国的企业善于单打独斗、对市场的考察具有盲目性，它在市场方面，产品的相关性方面较差，各行各业都在干，但是一个行业的产品很难实现成套发展。这个问题迫切需要解决，但是我国的国民观念与国际化环境还存在很大的差距，不能只靠某个企业的单打独斗来完成。所以要不断提高产品市场的准入标准；通过当前主要资源要由国家掌控这一优势，把优化企业资源配置作为目标，依靠政府力量或者各种专家委员会来推动各项工作，矿山现代采掘设备要迅速发展，以至于能够赶上并超过世界先进水平。

2．制造和用户工艺的技术需要加强

最近几年来，各大企业开始认识到制造工艺具有重要作用，很多企业也积极加入到工艺技术的更新中，在资金充足的情况下，不断引进先进的技术与设备，对旧的设备进行了淘汰与更新，不断提高技术装备。并不断借鉴与引进国外的先进设备与生产经验，比如学习了国外所用的现代采掘设备，利用数控机床加工的手段，利用机器人进行矿山开采等。有时，这些开采设备所具有的质量与产生的效率是任何熟练工人所不能比拟的，所以，我们当前的现代采掘设备需要更新的同时，还要培养大批技术人员，还要配备熟悉采选现场的的技术人员。

3．加强现代设计和试验手段的应用

现在，我们在开采中小型地下矿山所用的机械设备中，主要是选用了过去的许多落后的图纸资料，受过去传统的力学与安全系数设计法的影响，这些零部件的尺寸太大，各种零部件的大小、使用时间的长短、功率等的协调性还存在不足，在传动和控制方式上比较落后，并且还没有对用户的经济性、人机工程学、环境友好及回收再造进行多方面的设计。要以电子化为契机，使产生的效益与用户的经济性达到平衡，运用现代的 CAD 技术与机电液一体化技术实现自主创新，不断开发新产品，实现设备的更新换代。

四、现代采掘设备的发展方向

1．现代采掘设备要不断向数字化方面发展

现代采掘设备要向数字化方向发展，我们的中小型地下矿山机械产品在开发过程中要注重数字化、并行化、集成化与知识化这几大特点。利用数字技术实现快速创新与开发。对设备的基本构思实现数字化，对产品开发过程实现数字化，比如不同的图形、不同的数据、各种知识与技能等，做了定量的表达、存储、处理及控制，实现了以创新开发为目标的全局优化运算。

2．现代采掘设备要向智能化方向发展

一是地下矿产资源的自动化开采，信息技术的发展，推动无人采矿技术不断向前发展，借助于传统采矿工艺，再以自动化为核心的自动采矿及遥控采矿方式 ，实现传感器及检测监控系统向智能化方向发展，利用新型采矿工艺实现集成化发展，实现以数字化为主要技术特征的“无人矿山”的发展。

二是在对海底矿产资源的开采中逐步实现遥控及无人操纵作业，对海底资源开采主要是以远距离操纵与无人驾驶为主，借助于机器工作环境以外的环境，利用人眼或者利用摄相机对机器人工作进行远距离观察，或者通过遥控操作实现控制室内的遥控操纵，并制作一种具备了临场感的效果，并产生实际操作效果，除了要求机器反馈回声音信号以外，还要在操作过程中显示出图形，可以把通过机器所采集的相关工作性能与信息传输到操作员工作站，实现无人化操作。

3．现代采掘设备要实现宜人化

中小型地下矿山的采掘设备要坚持 “以人为本”的原则，使人、机及环境实现协调，通过某些必需的技术措施实现安全设计，使作业环境得到改善，使振动与噪声有所降低，对操纵者的舒适性有所提高。使设备的本质安全程度得到进一步提高，还要注意矿山机械的安全功能以及相应安全功能的可靠性。

4．现代采掘设备要实现舒适化

利用省力又便捷的电子化控制技术，只需要机械手臂的简单动作就能够具体地操纵机械设备，操作师用手轻轻点击按钮，就能够对所有的操作部件进行控制，有效地减小了司机的负担。驾驶室内有效的隔热、隔音结构，可调节的座椅，电子监控仪表盘的引入，利用声光进行报警等人性化的设计，为机械操作师创造了既安全又舒适的工作环境。

五、结束语

当前，我国在矿山机械制造业方面取得了较大的成就，但是与世界强国相比还有一定的差距，我国制造的高端采掘设备不多。我们要在自主创新的基础上，不断发展数字化、智能化与宜人化的矿山采掘设备，使我国的经济建设与社会发展实现大的跨越。

参考文献

[1] 程玉斌，解云松. 新型矿用采掘设备遥控装置的设计[J]. 工矿自动化,2011(8):17-21.

[2] 呼守信. 煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计[J]. 工矿自动化,2012(5):83-86.

[3] 戎辉. 露天采掘设备机械零件的损坏形式及修复措施[J]. 安全,2012(4):43-44.

[4] 王列. 浅谈如何加强煤矿采掘设备管理提高生产效率[J]. 科技风,2012(3):273.

[5] 原云霞. 运用电刷镀技术修复采掘设备浅析[J]. 科技情报开发与经济,2009(2):219-221.

[6] 张宝优. 我国煤矿采掘设备现状分析及发展建议[J]. 煤炭工程,2011(10):117-119.

[7] 周飞龙. 浅谈煤矿企业采掘设备管理[J]. 中国西部科技,2010(23):59-68.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。