我国矿山机械行业未来的发展三大趋势分析

趋势三：智能化

1.地下矿产资源自动化开采

信息技术的进步，推动无人采矿技术从现行的、以传统采矿工艺自动化为核心的自动采矿或遥控采矿，向以先进传感器及检测监控系统、智能采矿设备、高速数字通信网络、新型采矿工艺过程等集成化为主要技术特征的“无人矿山”发展。

煤矿开采实现综采工作面液压支架操作自动化。该技术将液压支架的降架、升架、推移首部输送机、拉后部输送机、收伸侧护板、喷雾洒水及放顶煤等动作由原来的手工操作改为电液自动控制、程序化操作，可以有效地减少工作面工人数量，最终实现井下无人开采自动化工作面。目前，液压支架电液控制技术已经成熟。美国、澳大利亚和德国的液压支架普遍使用了电液控制系统。自20世纪80年代中后期开始，加拿大Noranda技术中心为金属矿床地下开采研制了多种自动化设备，包括LHD铲运机和卡车的光学导航系统、遥控辅助装载系统、自动行走系统等。这些技术及系统在推广应用中取得了理想效果。Noranda的自动采矿技术及系统可以在不同的采矿条件下独立运用，也可以用于中央集群多车遥控系统，较地适应了多个矿山开采、不同生产规模和复杂矿体条件的实际需要。

地下自动采矿需要研究与开发相应的先进传感技术及检测监控技术、开发智能化操作软件，通信系统向国际标准现场总线靠拢等。井下环境要素如温度、湿度、空气组分、采场地压、巷道围岩变形等变量的检测监控技术、矿炭爆堆的块度及其分布、有用矿物品位及其分布等参数的实时分析技术、基于井下环境，空间距离识别、定位及导航技术，诸如埋线导航系统、无源光导系统、有源光导系统、墙壁跟踪系统、惯性导航技术及装备，使智能采矿设备具有视觉、力觉、感觉等功能，能感知环境变化，做出反应，具有自适应能力。

2.海底矿产资源开采遥控及无人操纵

占地球表面71%的海洋洋底蕴藏着极其丰富的矿产资源，主要包括镍、钴、锰、金、银、铝等矿产资源。深海资源开采技术是指将深海底赋存的多金属结核、钴结核、多金属硫化矿从海底采集并输送到水面的相关技术。目前只有多金属结核的开采技术已基本形成了具有商业开采应用前景的技术原型，主要内容包括海底电视系统、声呐系统、传感器与数据传输系统、不同赋存状态海底矿产资源的采集方法和机构、极稀软底和极复杂地形海底作业装备的行走与控制技术、海洋风、浪、流作用下矿物结核长距离管道输送技术、海洋采矿装备的升降补偿技术和整体系统联动控制技术等。

海底资源开采机械能够远距离操纵和无人驾驶，人在机器工作环境以外，通过人眼直接观察或借助摄相机观察机器人工作远距离遥控操作者本身在控制室内遥控操纵，系统应具有临场感效果，让操作者身临共境地进行操作，除要求从机器反馈回声音信号外，还要求在操作上有图形显示能力，将在机器上采集的有关机器完好情况和工作性能的信息传输到操作员工作站。在采矿机器人利用多种传感器的信息，动态实时地感和作业环境，并自主作业方面，有很多问题还有待研究。

3.机械结构健康自检测及健康自诊断

传统的机械结构没有生命、没有智能，不能感知外界作用和内部损伤，不能做出适当响应保护自己使结构处于最佳状态，因此外部载荷及环境的变化，以及自然及人为因素的影响，将会使结构性能下降乃至破坏，使人民生命财产受到严重威胁。

为了保障结构的安全，设计者往往采用保守设计，增大结构尺寸与质量，从而增加消耗，降低结构的有效载荷，增加人力、财力和资源的消耗。随着信息工作与材料科学技术的发展，科学家和工程师们从生物体进化的学习与思考中受到启示，提出了力图从根本上解决工程结构在全生命周期内的安全，全面提高结构性能的新思路，引入智能结构和系统的概念。智能结构以生物界的方式感知结构的状态和外部环境，并及时做出判断、响应和自适应。

矿山机械的结构健康直接影响矿山安全生产和矿工生命安全，矿山机械结构自检测及自诊断系统采用集成传感器、控制器及执行器为一体的智能结构，赋予结构健康自诊断、环境自适应，以及损伤自修复等某些智能功能与生命特征，达到增强结构安全，减轻质量，降低能耗，提高性能的目的，是未来重大矿山机械产品在线监测的方向。

责任编辑：Eason