摘要：矿山开采是一项极为危险的工作，在开采过程中所使用的机械设备体系复杂，对人力的依赖程度较高，整体自动化水平比较落后，这对保障矿山开采效率和安全性而言，是非常不利的，而自动化技术的不断成熟，则为矿山开采事业的进行提供了新的思路。在矿山机械设备中对电气自动化技术进行合理的应用，对提高矿山机械设备的运行效率，加快矿产资源的开采而言，有着非常重要的意义。本文以此为出发点，围绕电气自动化技术在矿山机械设备中的应用进行了深入的分析，希望能够为矿山机械设备的自动化发展提供一定的理论依据和参考价值。

　　关键词：电气自动化技术；矿山机械设备；设备管理

　　矿产资源作为一种重要的战略资源，往往面临着极为复杂的开采环境，以往以人工为主的开采方式不仅开采的效率无法保证，在实际的开采过程中也面临着多方面危险因素的威胁，难以保障矿山开采的安全性。而随着现代科技的不断发展，自动化技术也越发成熟，其在矿山机械设备中的应用也越来越普遍，与此同时在应用过程中所面临的一些问题也逐渐暴露出来，就这些问题而言，尚需要进行进一步的分析与探究。因此，就电气自动化技术在矿山机械设备中的应用进行分析与探讨是非常有必要的，这对改变矿山以往开采效率低、安全性差的局面而言，有着非常积极的现实意义。

　　1我国矿山机械设备自动化现状分析

　　当前随着我国社会经济的快速发展，矿山机械设备也在不断的更新与完善，虽然在一定程度上提高了矿山的生产效率，但是从矿山机械设备整体来看，其依旧还有很大的发展空间，特别是在电气自动化技术的应用方面，距离国外先进水平还有一定的差距，还需要进行进一步的发展与完善。综合来看，我国矿山机械设备自动化表现出明显的水平低和发展缓慢的问题。

　　1.1矿山机械设备电气自动化水平低

　　电气自动化技术本质上是现代信息技术的一种。我国对电气自动化技术的研究起步较晚，在最近几年间，随着信息技术的不断成熟，才迎来了快速发展的时期。电气自动化技术被应用到矿山机械设备中的时间较晚，相较于国外发达国家而言，表现出水平较低的现状，特别是一些关键的技术，长期被国外大型企业所垄断，国内矿山机械设备要想对这些技术进行使用，只能通过进口引进的方式来达成目的，这不仅使得矿山机械设备的自动化成本极高，同时在后期使用的过程中也面临着极大的维护和调试难度。由此可见，我国矿山机械设备对电气自动化技术的应用水平普遍不高，技术的应用与发展均受到一定的限制作用。

　　1.2矿山机械设备电气自动化发展缓慢

　　矿山机械设备在过去的几年间虽然也在不断的发展，但是却多注重于设备的更新与完善方面，对电气自动化技术的应用依旧表现出明显的不足问题，机械设备整体自动化发展比较缓慢。目前矿山机械生产中多数生产工序和流程依旧沿用传统低效率、粗放的生产模式，严重制约了矿山机械生产效率的提升。电气自动化技术作为现代科技发展的产物，其建设成本比较高昂。若是要针对矿山机械设备进行全面的电气自动化升级与改造，不仅需要可靠技术体系的支持，同时也需要庞大的资金支持，而这会在一定程度上对矿山的生产形成迟滞作用，也因此使得矿山机械设备对电气自动化技术的全面应用，需要经历一个相对漫长的周期。

　　1.3矿山机械设备电气自动化技术问题

　　我国矿山机械设备自动化之所以长期停留在起步阶段，发展较为缓慢，主要原因还是技术束缚。我国机械电气自动化设备生产企业数量较少且产品质量不高，无法满足工业企业的生产需求，造成一些企业核心生产设备过度依赖进口，影响了我国机械设备电气自动化发展水平。要彻底提高我国机械设备自动化水平，就要积极加强对机械自动化技术的研发，实现技术的国产化，真正有效带动机械制造领域发展，并不断完善机械自动化相关技术。

　　2电气自动化技术在矿山机械设备中的应用价值分析

　　2.1提高矿山机械生产效率

　　矿山机械设备生产效率是一个非常重要的指标，在以往的矿山生产模式下，机械设备多依赖人力进行操作与控制，这样的方式使得矿山的生产效率长期处于一个较低的水平，不利于矿山产能的扩大与提升，而通过电气自动化技术的应用，则使得矿山机械设备具备了自动控制的能力，通过预先写入的程序，便可以控制机械设备来完成指定的操作，使得机械设备运行效果与效率都得到极大的改善。不仅如此，电气自动化技术还具备一定的实时监控和自动监测功能，能够实现在生产过程中对机械设备的状态进行实时的监测，以及时发现设备的异常情况，使得设备能够在监测下保持一个较为稳定的运行状态，保持较高的生产效率，切实提高矿山的生产产能。

　　2.2提升矿山机械运行质量

　　露天矿山的开采作业是非常复杂的，需要多种不同类型的矿山机械设备进行配合作业。在实际的开采过程当中，必须要重视矿山机械设备的运行质量，这将直接影响到矿山开采作业的顺利进行。电气自动化技术在矿山机械设备中的应用，能够从全局角度实现对不同类型机械设备的调控，使得其相互之间的配合更为密切，也使得以往因人为控制不到位、不及时等原因而引起机械设备运行质量下降的情况得到切实的改善。比如说在大型皮带输送机中安装远程监测系统，可以通过对挖掘设备体系的采矿速度的监测，而对输送设备的运行功率进行动态化的调整，实现两者之间的高效联动，保证了矿产资源被开采出来后的及时运转，推动了露天矿开采作业的有序、顺利进行。

　　3电气自动化技术在矿山机械设备中的具体应用分析

　　3.1智能控制系统

　　智能控制系统是露天矿山机械设备自动化的重要基础，由硬件系统、软件系统、网络系统三部分组成，其中硬件系统指的是数据中心、控制中心等基础硬件体系，软件系统指的是以数据分析平台、数据库为主的软件体系，网络系统则是指网络安全以及数据通信体系。智能控制系统囊括了高性能计算、大容量存储、网络信息安全等等功能在内的各类终端系统，为露天矿山开采活动以及各项业务活动的开展提供了全方位的服务。对矿山机械设备而言，智能控制系统主要应用在以下几个方面：

　　(1)采掘设备智能控制：通过GIS、GPS、RS技术、人工智能技术、矿用传感器实现挖掘机械设备的精准控制，在作业过程中准确识别混合矿物等地质数据，确定合理的采掘方式，并对挖掘设备参数进行调整，满足采掘的需求。装车时，根据卡车定位对铲斗悬停位置进行引导，保证装车的准确性。

　　(2)运输设备智能控制：通过GIS、GPS、RS技术、传感器设备实现对运输卡车的精确定位，并根据采掘情况为其分配作业位置，规划最优路线，并实现自动停靠、无人驾驶等功能。

　　(3)设备故障智能诊断：通过对机械设备参数的实时采集，借助嵌入式技术对数据进行实时分析，能够对设备的故障情况进行智能分析，快速探明设备故障位置及原因。同时还能实现对微弱故障特征的提取，使得以往依赖专业技术人员进行故障诊断的局面得到改善。

　　(4)排土设备智能控制：露天矿山排土作业中，通过对无线遥控推土机的应用，实现对推土机的无人驾驶和远程操控；借助GPS以及安装在推土机上的传感器，掌握推土机的实时位置及作业面的实际情况，进而调整其铲刀和机械臂的状态，实现精确的推土作业。

　　3.2电气自动化仪表的应用

　　电气自动化仪表是电气自动化技术体系中的重要设备，在矿山机械设备中有着较多的应用场景。以往矿山机械设备体系中所使用的仪表多为机械仪表，其测量精度受到多方面因素的制约，同时还依赖人工进行读数，容易出现读数不精准的问题，也正是因为如此，机械仪表所起到的作用非常有限。而对电气自动化仪表进行应用，则能有效改变这种情况，其不仅有着较高的测量精度，同时还能够将所测得的数据进行直接的呈现，极大地方便了机械设备体系中相关参数的读取，更准确地了解设备的实际运行状况。不仅如此，电气自动化仪表还具备一定的储存功能，能够将以往所测得的数据进行储存，便于对同一指标的前后数据进行对比与分析，使得数据的实际参考意义得到充分的体现。另外，电气自动化仪表还可通过局域网实现数据的传输，相关人员通过计算机远程就可实现对数据的实时监测与采集，有力的保证了数据的即时性。而当电气自动化仪表所测得的数据超出正常范围的时候，也会触发报警作用，以及时提醒相关人员进行处理，尤其是对提高露天矿山机械设备的运行安全性而言，有着非常重要的作用。

　　3.3矿山运输机械设备体系中的应用

　　矿山运输机械设备主要作用在于将采掘设备所开采出来的矿物运输到指定区域，在矿山机械设备体系中占据着非常重要的地位，同时运输机械设备体系也对安全性与稳定性有着更高的要求。针对这一需求，我国研发了胶带机全数字直流调速系统以及集中监控系统，这两种系统本质上也是电气自动化技术的重要体现，其在矿山运输机械设备中的应用，改变了以往矿山运输不稳定、不安全的局面，同时随着信息技术的不断成熟，也使得监测技术在运输机械设备中的应用越发深入，其通过实时的监测有力地保障了矿山运输机械设备的稳定运行。电气自动化技术在矿山运输机械设备体系中的应用，表现出了良好的应用效果，极大提高了矿山运输机械设备地运行效率，能够及时、快速地将采掘完成的矿产资源运输到指定的区域。与此同时，电气自动化技术的不断成熟，也极大的促进了交流变频技术在矿山运输机械设备中的应用，其通过变频控制有力地提高了运输设备调速系统的运行效率，在一定程度上节约了系统所消耗的能源。PLC技术作为这一技术的核心，除了基础控制作用以外，还能够实现安全回路控制、工艺控制等多重控制功能，这对提高露天矿山运输机械设备的效率和效果而言，有着非常积极的帮助作用。

　　3.4视频监控系统

　　露天矿山的开采本质上是地表大型土石方剥离工程，有着作业空间开放的特点，但同时其开采过程也表现出明显的粗放性，面临着较为复杂的外部环境，为避免边坡失稳等不稳定因素对开采作业造成影响，应当为露天矿山开采作业建立视频监控系统。通过视频监控系统不仅可以做到对矿场机械设备生产进度的实时跟踪，同时还可对矿场内部环境进行实时监测，保证矿场作业的机械以及人员的安全性，避免生产事故的发生，而即便是发生事故，也可以通过存档的视频为事故处理提供可靠的依据。通过视频监控系统的应用，使得对矿山机械设备的监测作业不再受到空间、时间等因素的限制，变得更为便利和高效，提高了监测的效果和效率。

　　视频监控系统主要由前端、传输、监控中心以及客户端等几部分组成，其中前端部分主要为摄像设备，根据矿场作业监控的需要，设置不同的监测点，如矿场出入口、边坡监测点等位置，安装高清数字摄像机，实现对前端影像数据的采集。在摄像机的选择方面，可根据实际需求选择红外枪机、高速球机等不同类型。视频监控数据的传输可根据摄像机具体监控中心的远近程度选择合适的传输方式，远距离传输可通过光纤以及收发器实现传输目的，近距离则通过局域网等方式将数据传输至监控中心。监控中心的主要作用在于将前端传输回来的数据进行处理与储存，相关管理人员通过客户端实现对数据的访问，达到实施监控的目的。

　　3.5无线通信系统

　　露天矿山开采作业范围比较广泛，所涉及到的大型设备也比较多，加上生产流程衔接比较密切，使得露天矿山对机械设备的调度提出了较高的要求。而高效调度需要依赖可靠的通信系统，以往以GPRS、3G技术为基础的语音通信平台存在着功能单一、运行不稳定的问题，无法满足露天矿山机械设备自动化应用需求的，因此必须根据电气自动化技术的实际应用需求，建立更为先进、稳定的无线通信系统。比如说基于华为TDD-LTE技术所构建的4G无线宽带通信平台，拥有更高的带宽、更为稳定的运行能力，同时还具备无线视频对话、无线数据传输、远程遥控、语音调度等多重功能，仅通过这一个平台的建设，就能满足露天矿山电气自动化技术的多方面需求，为矿山机械设备电气自动化技术的应用提供基本的通信条件。不仅如此，这一技术还能够通过TCP/IP协议，实现同机械设备自动化控制系统的对接，使得露天矿山边坡监测、机械防碰撞、电量监测等一系列自动化控制功能得以实现，保证了矿山机械设备自动化控制体系的稳定运转。

　　4优化矿山机械设备的电气自动化技术应用策略

　　4.1改善运行环境

　　电气自动化技术在矿山机械设备中的应用涉及到大量精密元器件，而这些元器件对运行环境有一定的要求，但是露天矿山生产环境比较复杂，存在较多的因素对电气自动化技术应用形成一定的干扰，比如说元器件被腐蚀、设备震动干扰等。为避免这些不利因素的影响，应当对运行环境进行一定的改善，采取防尘、防潮以及固定等措施，进而营造出良好运行环境，使得电气自动化技术所涉及到的各种设备能够平稳的运行，满足实际的矿山生产工作的需要。

　　4.2提高人员素养

　　矿山机械设备的自动化运行虽然极大地提高了设备的运行效率，但同时也对作业人员的基本素养提出了较高的要求，只有具备一定自动化知识和实际操控能力的人员，才能满足矿山机械设备自动化控制工作的需求，为避免人员素养不足的问题制约电气自动化技术的应用，应当针对作业人员开展培训工作，将机械设备的自动化控制相关知识传授给他们，促使其熟悉操作流程，将技术方面的缺陷进行弥补，使得其自动化技术的应用能力得到提升，切实满足矿山的自动化生产需求。

　　4.3做好设备管理

　　当前随着电气自动化技术在矿山机械设备中应用得愈发普遍，电气自动化设备的管理工作也应当引起相关人员的重视。矿山生产企业应当根据电气自动化设备的实际运行情况，制定合理的设备管理方案，并安排专业的技术人员将这一方案进行落实，推动电气自动化设备的稳定运行。同时要制定合理的维护检修制度，定期对设备开展检查和维护工作，避免设备故障问题的发生。

　　5结语

　　综上所述，随着现代科技的不断发展，电气自动化技术也越发成熟，其在矿山机械设备中的应用也越来越普遍，具体而言，在矿山的采掘系统、提升系统、自动化监控、自动化通风排水等方面，电气自动化技术均有一定的应用空间。而通过电气自动化技术的应用不仅提高了露天矿山开采作业的安全性，同时也极大的改善了矿山的生产效率，这对推动矿山企业的可持续发展而言，有着非常重要的意义。