矿山机械智能化的应用及发展趋势 姜有龙

矿山机械智能化的应用及发展趋势姜有龙

摘要：在当今这个信息化的大数据的时代，矿山行业的发展水平不单单以矿山

的开采的数量为衡量标准，其智能化建设程度更是极其重要的衡量方面。所以，

对矿山机械智能化的应用以及发展趋势展开深入分析具有非常大的现实意义。鉴

于此，本文对矿山机械智能化的应用及发展趋势进行分析，以供参考。

关键词：矿山；机械智能化应用；发展趋势分析

引言

机械智能化开采技术可以提高投入产出比，是我国矿山转型、加快行业升级

的技术。新的阶段对我国的矿山机械智能化提出了新的要求，矿山企业要抓住改

革的机遇，在国家政策的指导下需要不断地对矿山机械设备进行创新，以此确保

其性能的稳定，促进矿山行业的生机与活力。

1矿山机械智能化的概念

矿山机械智能化是指将矿山行业与物联网、人工智能领域深度结合，使得矿

山开拓、地测、采掘等系统具有自操作、自动化的基本能力，并且可以根据内外

部的条件进行实时操控，从而在智能化综采过程中实现经济效果优化的效果。

2矿山机械工程在智能化发展中存在的问题

2.1矿山设备体积较大技术相对复杂

不论是矿山开采机械设备还是运输机械设备，这些设备的体积和重量都是非

常大的，如此沉重的设备中包含了大量机械结构和电子设备，在这种情况下我们

想要充分结合其自身功能实现相应的智能化控制是非常复杂的，这对智能控制系

统的逻辑运算能力以及态势感知能力要求非常高，而当前解决这一系列问题的措

施依旧以提升控制程序的逻辑运算能力以及增加传感器强化数据搜集能力为主，

从技术角度上来看我们很难完全实现智能化控制的全部目标。从我国当前矿山工

业现实情况来看，绝大多数企业的生产模式都是机械设备加人工作业，能够实现

大范围机械生产的企业本身就比较少，能够应用智能化技术的则更少，即使是能

够应用相应的数字化智能技术也多停留在一些小型设备的层面上。在大环境的影

响下，我们的矿山机械工程智能化技术实践也是比较少的，这对于未来相关技术

的应用是一个不利因素。

2.2破坏自然环境

矿山设备在进行综采工作时，会破坏自然环境和自然资源，无法实现绿色可

持续发展。矿山机械在迎来飞速跃进的同时，也会对环境造成严重的污染，环境

形势愈发严重，迫使我国的矿山机械化不得面临转型，对产业发展对策进行调整

优化是当前矿山企业普遍面临的问题。

3矿山机械智能化应用分析

3.1机械工程智能化在矿山采掘方面的应用

采掘机是矿山开采最常用的设备，电牵引驱动系统为采掘机提供足够的采掘

动力，并且运用了交流电机，可靠性能更强，简化了综采工作，大幅度提高效率。对于故障诊断，为了精准的进行诊断，采用了传感器进行故障诊断，传感器将采

掘情况反馈给系统诊断系统根据传感器获取的数据做出判断，从而实现整个综采

过程的智能化，大幅度的提高了采掘效率。

3.2机械工程智能化在远程控制方面的应用

在记忆截割时，引入远程计算机，远程计算机系统可以根据采煤工作面的情

况对采煤机的工作进行实时调整，工作人员可以在巷道控制中心内远程控制设备

启动、停止，断电、送电工作采煤机可以通过远程控制系统进行自动运行、卧底、停止，这种远程控制系统可以减少劳动强度，提高效率，在同等生产状态下可以

加大产量，从而提高效益。

3.3建构系统整体框架

智能化质量管理系统整体框架涵盖四个部分：第一，数据层。主要是负责机

械制造生产过程中出现的基础数据和质量预测数据，管理数据信息，并及时对数

据信息进行更新；第二，功能层。主要是对机械制造生产过程中出现的各个环节

进行分工，达到各个环节彼此独立但又互相联系；第三，集成层。在机械制造中

有许多环节，涉及不同的部门，这就需要各部门将数据信息进行整合并彼此共享，借助计算机系统，更好的辅助各部门彼此沟通、协调工作；第四，业务流程层。

通过系统连接各部门，达到机械制造生产过程的成果预测和反馈［2］。

3.4虚拟样机技术应用

虚拟样机技术是由当今最先进的计算机技术发展而来的，其工作原理是通过

运用计算机的仿真软件对其受力、运动、设计进行分析，以此来检验生产成果是

否能够达到预期效果。在此之前，工程机械设备生产出来的产品需要人为的对其

进行检验和分析，具有检验难度大、人力成本高、花费时间较长、准确度和科学

性较低的缺点，现如今，随着虚拟样机技术的研发与使用，技术人员可以通过建模、运动、分析和优化来获得理想的参数，在此数据参数的基础上制作出最优的

方案。虚拟样机技术不仅可以弥补原有技术的不足，更可以精进工作程序，科学

化智能化的完成每一个环节的衔接，提高工作效率。

4提高机械制造智能化的建议

4.1提升员工的智能化应用素养

企业提高生产中各流程的智能化，虽在一定程度上解放了劳动力，但对相应

岗位员工的专业素质水平的要求也随之增高。在实际生产过程中，对机械生产系

统流程的程序编写工作，应基于实际生产需求和安全生产的要求，做合理全面的

规划，这需要编写人员对该产品的制造流程十分清晰，并对智能化理念有着超高

认识，设计出高效的智能系统；操作智能化设备的相关员工，需对该设备系统的

操作十分熟练，并具有极高的规范操作意识，确保机器设备以及生产中的安全。

因此在未来机械制造智能化的发展道路上，加强对相关人员的专业素质教育培训

至关重要。

4.2智能体系结构管理集成化发展

企业应借助互联网技术建立健全机械制造智能体系，在生产管理和生产作业

中体现集成化。在生产管理中，通过建立企业生产数据库，提高生产信息的流通

性和及时性，利用集中化管理模式，加强智能体系的管理；在生产作业中，建立

总处理器和节点处理器之间的联系，从而使产品高效生产。

5发展趋势展望

当前我国的矿山开采设备功能简单结构复杂，在狭窄的矿井工作环境中操作

难度系数高、运行繁琐，难以实现在狭小的环境中进行高效运作。在后续的发展中，开采设备的功能趋向于集成化、种类趋向于多样化。比如：通过装有可以进

行人工智能处理的传感器，通过数据处理模块，计算采煤机的工作位移，从而在

模型中输入数据，进行自主开采；或者将会引进智能开采机器人，逐步替代人类

在综采工作面中的工作，操作人员只需掌握简易的工作技术，就可以合理掌握设

备的操作运行，从而节省人力物力；最后，可以引进先进的超声波技术，在机械

设备出现问题时，通过超声波技术对机械设备进行监测，与传统的勘测手段比较，