地下采矿设备智能化讲述.docVIP

地下矿山设备智能化研究应用现状 摘 要: 随着机械设备制造工艺和研究的不断进步,应用于矿山实际生产的机械设备也取得了日新月异的发展。在我国新世纪探索工业化、信息化的道路上，对资源开采技术及设备提出了发展要求，故发展矿山机械设备作为推动采矿技术革新的重要力量正面临着重大考验。本文对比国内外矿山机械设备的特点和差距,探讨矿山机械设备的大型化和智能化发展趋势。 关键词：非煤矿山机械 发展趋势 大型化 智能化 前 言 近30年来，地下矿山依靠装备进步，使生产效率提高了3～5倍或更高。目前， 人们又在努力研制和开发适合连续开采的采矿装备，以期进一步提高采矿效率。 在露天矿，依靠装备进步改进生产工艺、提高经济效益、扩大开采边界的效果更为明显。纵观采矿技术的发展，可以看到矿山机械的革新是源动力，因此大力发展矿山机械设备是目前国内矿山生产规模化发展的重要保障。 随着矿山转入深部矿床开采，由于深井开采存在着高地应力、高温的突出问题，使采矿作业遇到一系列技术难题，要解决以上问题，关键是要建立和完善一套对矿井作业过程和环境状况进行系统科学的实时动态监测、分析以及有效控制的技术体系，以数字化、信息化、虚拟化和集成化为基础，实现计算机网络管理的管控一体化的智能化开采。 一、 智能化矿山的概念 为了保持采矿业的竞争优势，芬兰提出了智能化矿山技术计划。该计划的主要目的是通过实现硬岩露天矿和地下矿山的实时生产控制、矿山设备自动化以及采用高新技术提高矿山生产效率和经济效益。智能化矿山就是根据矿山历史信息、开采现场信息和市场信息实时控制达到最优经济生产的自动化高技术的露天矿和地下矿，图l为智能化矿山的总体构架。 智能化的矿山的基本要素是： (1)全矿信息与数据收集系统； (2)高速双向全矿通讯与信息系统网络(实时监测和控制)； (3)计算机化信息管理、矿山计划、控制和维修系统； (4)与矿山信息网络联网的自动和遥控的机械设备； (5)与公共网络联网的通讯和监测系统。 图1 智能化矿山总体架构 二、 国内外地下矿山设备智能化的发展状况概述 2.1 国外地下矿山设备智能化的发展状况 从世界范围来看，瑞典的基律纳铁矿和加拿大国际镍公司的矿山是两个依靠 采矿装备进步来提高采矿效率和促进矿山稳步发展的典型代表。以基律纳铁矿为 例，尽管长期开采使得该矿的开采条件逐渐变差，但其年生产能力一直维持在千万吨以上，其中虽有管理水平的因素，但装备和采矿技术的进步是最基本和最重要的因素。在1983年，基律纳铁矿分段崩落法的分段高度为12m，使用阿特拉斯科普柯(Atllas Copco)公司钻孔直径57mm的Simba323型风动凿岩台车钻孔、8t 斗容的Cat980型柴油装载机装载。目前分段崩落高度已增加到30m，钻孔主要用重型液压凿岩机或潜孔液压钻机，钻孔直径115mm，85%的矿量采用斗容为15～25t 的电动装载机装载，装载作业也由每周5个工作日改为7天有些采区还采用夜班工作制。 此外，国外许多公司积极地把遥控技术应用于金属矿山，如瑞典LKAB公司在其地下铁矿，采用先进的遥控技术，1人可以同时遥控3台铲运机作业；加拿大的INCO公司利用地下通信、定位与导向以及过程监控技术，遥控采矿设备及工艺系统，已成功开发出钻孔、爆破起爆、铲运和喷射混凝土等各项遥控技术。随着遥测技术、数据通讯和数据处理以及机械手的巨大进步，遥控技术将成为未来采矿共同的特点。 2.2 国内地下矿山设备智能化的发展状况 在我国，凡口铅锌矿和金川公司是两个依靠装备进步、改进采矿技术与工艺来提高生产效率的典型地下金属矿山。我国正在朝着智能化数字化的方向发展，自动化调度系统、采矿设备的自动化控制、智能化全球定位系统等现代技术也已在一些矿山得到推广应用，并取得了很好效果。但总体水平同国外发达国家相比，差距还很大。 三、 矿井设计规范中智能化系统的有关规定 3.1 一般规定 (1)矿井智能化系统的装备标准，应根据矿井设计能力、开采技术条件、机械化装备水平及智能化技术发展水平等因素，经综合分析论证合理确定。 (2)矿井智能化系统必须以保障生产安全为原则，以提高生产效率、保证产品质量、改善劳动条件、提高经济效益为目的，采用行之有效、质量可靠的先进技术和设备。 (3)矿井安全、生产监控系统宜与计算机管理系统分别组网，并实现网络之间的通信。条件允许时，可实行上述系统的一体化集成。 3.2 安全、生产监控及自动化系统 矿井生产系统自动化及安全、生产监控系统，应以采煤、掘进、提升、通风、运输、排水、地面生产系统等矿井主要生产和辅助生产系统为重点，因地制宜合理确定其自动化水平和监控范围，并应符合下列规定： (1)主要生产和辅助生产系统均应分别具体情况，对单机、生产环节或系统采用半自动化、自动化、集中监测和控制； (2)大型矿井和条