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摘要 ：矿山资源是国民经济发展的基础保障，也为诸 多行业提供基础原料，因此它在社会经济发展中有着特殊 的地位。当前， 我国国民经济增长速度加快， 对各类矿产资 源需求量增加，如果还是采取传统矿山资源开采方式，其 开采效率无法提升，也难以满足市场的需求，阻碍国家经 济的发展。只有不断提升矿产资源采矿效率，提升矿产资 源的供给量，才能实现国民经济稳定发展、保障人民群众 生活需要。而科学技术发展中，机电一体化系统开始在矿 山建设中使用，能够将传统人工操作的部分工作，使用机 械化进行取代，从而提升采矿效率。本文通过对矿山机电 一体化的特点阐述，分析了矿山机电一体化技术在提高采 矿效率的应用，明确了矿山机电一体化对提高采矿效率的 作用， 总结了矿山机电一体化的发展趋势。
关键词 ：矿山 ；机电一体化 ；采矿效率
在科学技术发展中，矿产资源开采工作使用的机械设 备越来越多，能够很好提升开采效率和质量，也可以保障 开采作业的安全性。通过对机械设备的大量使用，也降低 了对人力资源的需求，创造更大的经济效益。长久以来， 我国机电发展与西方发达国家存在很大差距， 导致机械技 术和电子技术并未发挥融合优势，这源于技术的不足，导 致采矿作业在经济效益上还是有着很大的进步空间。为满 足矿企经济效益和安全性， 需要对矿山机电一体化进行使 用，提升矿产资源开采效率。但是，从具体应用过程中， 矿山机电一体化也对提高采矿效率产生了很大影响， 这种 影响也呈现出两面性。一方面，不同矿山在地质环境、气 候条件、开采方式等呈现差异性，在使用矿山机电一体化 中，需要结合具体情况针对性设计应用方案，如果没有对 矿山自身情况考虑，只是将其他矿山的应用方案落实，很 大程度上是无法提升采矿效率，甚至会增大安全事故出 现，以此给矿企带来严重的经济损失。另一方面，矿企在 以往开采过程中，主要使用了人工 + 机械设备结合的开采 方式，开采效率不高，也会受到安全事故影响，对开采人 员产生重大影响，然而对矿山机电一体化使用后，其对人 工需求数量降低，也能对安全隐患风险进行实时监控，为 矿山开采人员和机械设备使用提供良好的应用环境， 逐步 提升采矿效率， 以此实现矿山企业稳定发展。
1 矿山机电一体化的特点
第一，智能化开采，降低人力需求，提高开采效率。 矿山机械中运用机电一体化的操作，减少了大量的人力， 与此同时，采矿人员可以利用设备运作的时间，将更多的 精力放在其他的工作上，大大的提升了工作的效率。此 外，采矿人员的工作强度在机电一体化的运用后大幅度降 低，采矿人员的生产积极性和安全得到了保障，同时，机 电一体化减少了人为的操作失误带来的危害。近年来，通 过矿山机电一体化的运用， 相关的技术人员只需要既定的 智能程序信息，就可以在让机械设备智能化、自动性操作 和控制，并且对整个采矿过程实时监控，如果设备出现任 何问题，或者开采过程中出现任何的问题，工作人员可以 及时的去解决问题。第二，网络控制和自动报警。矿山机 电一体化是将矿山开采当中使用的相关机械设备等紧密 的联系在一起，并且对这些设备进行实时的监控，如果出 现问题时，会及时的发出警报声，工作人员不再需要时刻 的监控矿山设备，只需要在警报发出时，及时的对设备检 查，大大的降低了工人的工作强度，同时，设备的安全稳 定性也得到了有效的保障， 矿产资源开采的整个工作流程 也得到了一定的简化。第三，在线监控和故障诊断。在使 用机电一体化技术后， 可以对采矿的相关设备进行实时的 在线监控，一旦出现任何问题时，可以及时的根据系统所 反映的情况进行处理，一方面设备的故障化程度降低了， 另一方面设备引起的安全事故概率降低。
2 矿山机电一体化技术在提高采矿效率的应用分析
2.1 安全监控
从矿山开采过程而言，是需要采取监控系统对矿山工 程建设全面监控，但是从具体情况分析，还是存在诸多问 题，如传感器数量不够、使用时间短等问题，直接影响到 开采效率提升，甚至增大安全事故出现概率。虽然部分矿 山多次开展技术升级和调整，但是产生的作用不强，难以 提高采矿效率，无法增大经济效益。现阶段，国外发达国 家中，普遍对计算机技术和机械技术进行使用，提升了矿 山机械的运行质量和效率， 并且借助伸向信息媒体和光缆 的作用提升矿山安全监控系统的稳定性， 从而确保矿山机电一体化的有效使用。基于此，国内矿山开始将机电一体 化技术应用到安全监控系统中， 并且在具体采矿作业中带 来了更大的技术突破，为矿山采矿作业提供了良好的环 境，有利于实现采矿效率提升。因此，矿山机电一体化技 术在矿山开采环境应用中， 能够改善传统安全监控上的不 足之处，也可以对安全隐患风险因素及时发现，确保采矿 作业的安全性， 从而实现采矿效率提高。
2.2 开采作业
在矿山中，采矿作业是非常关键的环节，直接为矿山 企业带来经济效益。而采矿机械设备是开采工作中主要使 用的机械之一。通过将矿山机电一体化应用到开采环节 中，能够提高开采作业的效率，也可以充分发挥矿山机电 设备的性能，比人工开采作业有着更加突出的优势。从具 体使用而言，将以往机电设备控制方式转变为计算机、智 能化技术等控制，降低机电设备故障出现概率，确保机电 设备在开采作业中的安全，并且也可以结合开采作业强 度，对机电设备操作过程进行调整，以此实现开采效率提 升。在矿山机电一体化使用中，对整个开采作业都可以进 行控制， 并且将获取的开采数据共享到各个开采区域和工 作面，为开采作业人员检测工作提供了便利，也可以减少 现场处理故障的频数。此外，也可以对开采作业中出现的 问题进行改正，增强开采工作的安全性，也可以保障开采 人员的生命安全。
2.3 提高输送机自动化程度和生产效率
在矿山开采作业中，机电一体化技术的应用可以提高 输送机的自动化程度和生产效率， 降低人员的工作强度和 安全风险。
2.3.1 自动控制系统
输送机的自动控制系统主要是通过计算机、PLC 等控 制器对输送机的运转进行统一控制。智能化控制系统可以 对输送带负荷、温度和振动等参数进行实时检测和分析， 实现自动调节和智能控制。这样可以有效地提高输送机的 精度和效率， 减少能源消耗和设备维护成本。
2.3.2 智能维护系统
智能维护系统是指运用先进的数据分析技术和预测 算法，对输送机的状态进行实时监测和诊断，为设备维护 和决策提供科学依据。主要应用在设备的传感器监测、自 动诊断、预测保养和维修计划等方面。智能维护系统的应 用可以提高设备运转的稳定性和可靠性， 减少维修成本和 停机时间。
因此，在矿山机电一体化使用中，基本符合当前矿山 开采环节的使用要求，能够提高采矿效率，以此为矿企带 来更大的经济效益。
3 矿山机电一体化对提高采矿效率的影响
3.1 机电集成
在现有矿山开采中，其使用的机电设备数量越来越 多，增大了管理难度，也带来了更多的安全隐患，为提升 开采作业的安全性和效率，往往需要将机电集成，充分发 挥机械系统整体与电气的相互作用， 这就需要对机电设备 系统进行重点关注，确保各类机电设备安全稳定运行，以 此实现开采效率。例如，根据采矿工艺及装备等条件确定 工作面智能化的范围和水平，推广应用少人值守工作面。 采矿机应具备运行工况及位置参数监测功能、机载无线 遥控、滚筒切割路径记忆功能、远程控制和故障诊断等功 能，应能向第三方提供控制接口。液压支架应配备电液控 制系统，应能跟随采矿机位置自动完成伸收护帮、移架、 推溜、喷雾除尘等各种动作，应具备远程控制功能，宜与 乳化液供液系统协同控制。刮板输送机具有运行状态监 测、机尾链条自动张紧、故障诊断及与工作面控制系统的 通信和自动控制功能。乳化液泵应具有流量调节功能，应 实现高压自动反冲洗、自动配比补液，高低液位自动控 制，应实现对乳化液的浓度监测。满足条件的矿山工作面 设备应实现集中、就地和远程控制，实现采矿机、液压支 架、刮板机协同控制，主要生产流程实现一键启停。基于 这种系统中，往往只有保障机械运动正确，才能提高采矿 效率。一旦电子电路设计出现问题，很大程度会反馈到控 制系统中，无法保障电子电路的安全稳定运行，甚至也会 产生更多的问题。在机电一体化使用中，应当对矿山机电 设备进行全面分析，通过对机电集成方式进行使用，将所 有机电设备联系，并且对其进行集中性控制，有效提升采 矿效率。
3.2 自动化开采
从现代矿山建设中，其呈现出数字化、信息化趋势， 并且大部分人工操作开始被自动设备取代， 能够很好提高 采矿效率和质量。一般情况下，综掘工作面掘进机应具有 遥控、定位切割等功能 ；掘进设备应具备故障自诊断功 能 ；掘进工作面宜设置监测系统，对掘进机、掘锚机、连 采机、锚杆机、梭车、运输等设备状态进行监测 ；综掘工 作面设备宜实现集中控制。其中，远程控制技术是自动化 采矿设备最为经济的方式，也可以产生良好的安全效果， 而位置传感器可以为远程操作过程提供位置定位、数据采 集等功能，从而对各类机械设备进行控制，以此保障开采 工作的顺利完成。基于这种情况下，往往会在井下采矿、 地形复杂区域等使用这种技术。遥控采矿设备是对掘进 机、掘锚机、连采机、锚杆机、梭车等设备的使用， 主要发 挥遥控功能，不需要人工直接参与，从而保障整个采矿作业顺利完成。但是，在此情况下，机械设备的可视度是降 低，如果一味的使用遥控方式也会降低采矿效率，难以满 足供给需求。
3.3 控制传感
在数字化矿山建设中，机电一体化技术得到更大的发 展，更多先进功能的传感器被开发，特别是研发了矿山专 用的传感器，可以为矿产企业带来更大的经济效益，促使 其获取了更大的市场竞争优势。这源于控制系统很容易受 到机电产品性能的影响， 有着更加完善的性能可以很好对 位移、加速度等执行。而且，机电一体化最为重要的内容 是传感器及技术，通过对现有传感器进行调整优化，检测 技术可以对微处理器进行开发， 很大程度增强机电产品的 控制性能。一般情况下，机电一体化所形成的产品在两个 方面有着重大优势。一方面，结合具体采矿情况研发了针 对性的功能，能够满足采矿工作的具体需求，这就需要加 大资金和科研投入力度，对各类新技术进行研发，从而保 障采矿效率的提高。另一方面，也需要对产品功能进行增 强，降低其中存在的使用风险，从而为采矿作业带来更好 的使用性能。
4 矿山机电一体化的发展趋势
第一，智能化、网络化。在科学技术发展中，人工智 能技术开始产生，并且对各个行业带来重大影响，促使机 电一体化也加强了大数据技术、人工智能技术的使用，能 够更好对复杂流程中的数据进行处理，逐步对矿山组织 结构调整优化，以此产生更大的经济效益。从具体使用而 言，智能化矿山建设中，也是基于机电一体化基础上所形 成，能够对各类先进科学技术使用，对整个采矿工作流程 进行全面检测，获取其中存在的数据资料，并且数据分 析、整理等，从而改进开采作业，有利于提高开采效率。 而且，在智能化作用下，矿产机械设备也会使用到让人工 操作更加简单，而且利用机器人行为对数据进行使用、模 拟等，从而降低矿山对开采人员的需求，以此提高采矿效 率和安全性。网络技术发展中，呈现出一体化趋势，也在 改变行业生产方式，也影响到机电一体化设备。通过对网 络一体化进行使用，能够对机械设备产生的数据进行采 集，也可以对机械设备市场情况掌握，逐步为矿企研发出 更满足实际情况的机电一体化设备。在共享作用支撑下， 机电一体化设备工艺得到更快更新， 也让矿企人员掌握设 备生产工艺和流程， 从而为矿山开采工作提供更高性能的 设备。
第二，满足环保需求。在矿产资源开采中，对生态环境产生很大影响，会引发多种地质灾害和污染问题的产 生。基于此，在使用机电一体化技术提升开采效率中，应 当对环保要求进行考虑， 从而才能实现经济效益和环境效 益的和谐统一。在机电一体化设备中，需要重点关注环保 理念是否落实，还要满足建设绿色矿山的要求，以此对矿 产资源进行有效利用。而且，也需要对以往废旧的机电资 源进行回收利用，提升环境效益的基础上，带来更大的经 济效益产出， 推动我国矿山行业的可持续发展。
第三，系统化及微型化发展。在机电一体化中，系统 可以进行任意组合，其灵活性越来越好，需要对综合管理 和协同控制多个子系统作为目标， 对机电一体化系统结构 进行调整优化，从而增强开放性和系统化特点。一般情况 下，需要加强对通信方式的改善，加强对多系统和远程通 信功能的使用，从而提升数据收集、共享等功能。基于矿 山企业对机电一体化要求越来越高， 应当按照矿山采矿作 业需求开展相应的研究设计，既可以满足具体使用需求， 也可以提高采矿效率。在矿山开采环境越来越复杂中，微 型化系统有着更强的灵活性、能耗小等优势，受到众多矿 区企业的重视，可以很好保障采矿作业的安全完成，以此 推动我国矿山行业的可持续发展。此外，机电一体化在矿 山采矿中，有着非常多的种类和数量，并且每一种类型的 功能存在差异， 为更好提升矿山机械设备的性能需要对集 成模块进行使用，并且与其他产品进行组合使用，有利于 为矿山开采提供设备支撑， 以此实现采矿效率提高。
5 结语
在科学技术发展中，电子技术和机械技术融合力度 更大，开始形成机电一体化技术，对各个行业产生重大影 响。特别是矿山开采中，其使用的机械设备和电子设备数 量和种类众多， 非常适合机电一体化技术及系统的应用环 境，也满足开采工作的使用需求，有利于提高开采效率和 安全性。通过对机电一体化进行使用后，能够对机械设备 使用过程进行监督管理，也可以收集设备运行中的数据， 利用大数据、云计算等分析出其中存在的风险问题，及时 采取针对性的解决措施，有利于保障开采工作的安全，从 而为矿山带来更大的经济效益。在现有矿山建设中，其本 质上呈现数字化、智能化趋势，更加需要对机电一体化技 术进行使用，能够对部分人工进行取代，降低开采作业的 资源投入，也可以减少安全事故的产生，保障开采作业环 境的安全性， 以此提升开采效率。
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