矿山机械智能化的应用及发展趋势获奖科研报告

矿山机械智能化的应用及发展趋势获奖科研报告摘

要：智能化技术是新时期人类技术的发展前沿，依托于计算机的高速运算能力以及网络信息化技术等，可以实现相关设备的自我运行以及自我调整，这是降低人们劳动强度、提升工作效率、保障工作安全的重要技术。矿山行业作为风险性较高、工作量较大的行业，其智能化技术应用需求是比较高的，在日常工作中大量应用各种机械设备来辅助我们进行开采运输工作，但是这样机械技术始终无法脱离人工控制，在很多情况下需要大量人工介入，所以在现代化矿山工业发展过程中，智能化技术的应用受到广泛重视，在当前智能化技术发展速度相对较快，诸多技术已经比较成熟的状态下，智能化技术在很多矿山机械工程中大有可为。

关键词：矿山机械工程;智能化技术;应用分析

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引言

以计算机为代表的多项先进技术的有机结合，提升了机械设备的智能化水平，但在性能逐步得到改善的同时，设备的精密度与复杂性也随之提升，加大了对机械设备的管理难度，在此背景下探寻可行的技术措施尤为关键。

1机械工程智能化发展的优势

1.1提升生产质量和效率

机械工程的智能化发展就是利用各项智能化技术和设备替代传统的人工操作，同时将生产工作的各个环节进行整合，形成有机的整体，从而便于进行管理和控制。机械工程的智能化发展可以极大的解放劳动力，以智能化操作代替人工操作，可以有效降低生产工作过程中的失误，提升生产工作质量。同时智能化发展相较于传统的生产工作模式，其效率更高，对于机械工程领域的发展具有极大的积极意义。

1.2节能降耗

由于环境问题日益突出，节能降耗已经成为了一种共识，我国政府也在积极倡导各行各业实现节能减耗。机械工程的智能化发展可以提升生产工作过程中各项资源的使用效率，降低能源消耗，从而实现绿色发展，这与我国当前的发展理念高度契合，也是机械工程领域发展的重要方向。

1.3集成化和自动化程度高

机械工程智能化所涉及的范围比较广，需要把硬件、软件都和设备相融合，这样才能够保证整个系统的正常运转，各个部位都有其各自的特点，在使用的过程中，主要通过集成化的方式来完成工作，这样可以降低人的工作量，充分体现人工智能的优势。集成化的发展可以进一步降低生产成本，有助于机械工程领域的良性发展。自动化也是机械工程智能化发展的重要趋势之一，当前，自动化已经和机械工程联系紧密，在未来的发展中，机械工程的自动化水平必然会进一步提升，这样才能促使生产效率大幅提升。

2矿山机械智能化的应用及发展趋势

2.1采掘方面机械工程智能化技术应用及趋势

在矿山作业过程中采掘工作是其工作的主要内容之一，采掘、割煤是该过程中主要操作内容。一般情况下负责进行采掘的机械设备体型比较大、总质量比较高且整体结构比较复杂，为了应对不同的煤层结构以及井下环境，采掘机械的动力设计以及采掘结构都比较复杂，目前电牵引驱动系统是采掘作业中常见机械结构，这一结构能够保障较强的采掘动力同时也能够应付较为复杂的井下环境，目前我们在矿山机械工程智能化技术应用方面主要应用了故障智能诊断技术、记忆割煤以及煤岩识别等技术，故障诊断依托于控制系统对设备数据的分析，系统内具有一套各个系统在正常状态下的参数数据储存，在工作过程中一旦某项数据超出正常值则会进行故障分析，通过专家数据库系统来对当前故障进行分析诊断，将故障部位、导致故障的原因以及建议维修手段等信息及时传递给控制室，让技术人员了解到故障的基本情况及时排除故障恢复作业。记忆割煤则是利用软件控制系统控制机械设备来按照既定的割煤方式执行割煤作业。煤岩识别是通过采掘机械前端的传感器来采集当前所面对的煤岩情况通过数据库分析得出目前作业过程中的煤岩具体性质，这是调整采掘工作方式的重要依据。目前我们在智能采掘方面还重点对远程可视化操作技术进行深入研究，依靠远程指令传输系统来对机械设备进行远程操作，在保障操作人员了解设备具体使用环境以及机械状态的情况下通过操控杆以及操作手柄来实现采掘设备的控制欲驾驶，这是我们在传统操控技术中融入智能控制以及远程控制技术所实现的现代化采掘操作。在未来发展过程中，笔者认为，提升智能采掘机械设备的自我环境判断以及采掘方式自动调整等目标是未来发展的主要趋势，在传感器技术应用以及控制系统数据处理能力上还需进一步加强。

2.2运输作业过程中的智能技术应用及趋势

采煤与煤炭运输工作都是矿山作业的主要工作内容，我们在实际作业过程中运输的工作量是比较大的，且机械设备的使用在这一阶段有较大的耗损，尤其是在使用刮板运输机的情况下，长时间的连续运作会导致机械设备有较严重的耗损，这主要是由于落煤后原煤的大小形态会有一定的差异，虽然在技术相对比较成熟的今天其差异不会很大，但是这些差异还是会导致刮板机机尾产生较大的损耗，因此在运输作业过程中我们主要针对刮板机机尾的自动伸缩装置进行应用，针对不同煤块的大小决定机尾的开合程度，自动进行调整，这样一来不仅保障了运输的效率同时也降低了设备的耗损，符合生产作业需求。笔者认为，在运输作业中智能化技术的发展应该重点进行液压自动控制系统的研究，根据运输过程中的具体环境情况以及原煤状态自动进行调节，对于张紧装置的操作动作以及行程控制做到精确无误。

2.3选矿机械智能技术应用及趋势

选矿是矿山勘测工作的前提和基础，只有选好合适的矿山，才能促进后续矿山开采工作的有序进行。其中，选矿主要就是指：在所需要采集的矿物原料中，根据各种矿物质的物理性质和化学性质的差异来有效的筛选出需要开采的矿石与原料。因此，整个选矿工作的展开需要较强的辨识度和检验能力，能够有效的检测出哪些矿石需要开采，这样就对选矿技术的使用质量提出了更高的要求。而机电一体化设备的使用，具备较强的信息检索分析能力和结论分析能力，可以做到优势互补，通过利用智能化和信息化技术来确保能够更快更精准的找到开采资源。

2.4虚拟样机技术

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