引言
在矿山开采领域，矿山设备是实现机械化、自动化和智能化的重要载体。近年来，我国矿山开采规模不断扩大，对矿山生产效率提出了更高要求。传统采矿工艺中，作业人员的技能、安全管理水平等方面难以满足现代化开采的需求。而智能化采矿设备具有自动化、智能化、远程化的特点，能够有效地降低人力资源的消耗，提高采矿作业效率与质量。因此，对于采矿设备而言，采用智能化技术实现其升级改造具有重要意义。文章主要从智能采矿设备的定义与分类、矿山生产效率的影响因素、智能化采矿设备提升矿山生产效率的机制等方面进行探究，旨在为相关工作人员提供一定借鉴与参考。
一、智能化采矿设备的概述
智能采矿设备是指以计算机技术、网络通信技术、传感器技术、自动化控制技术等为基础，综合运用多学科知识，实现自动化与智能化的采矿设备。其具有自动控制、远程控制以及人机交互等特点。在采矿领域中，智能采矿设备主要包括采矿机、刮板机、破碎机和输送机等设备，其中采矿机是目前使用较为广泛的设备。随着科技的不断进步，智能化采矿设备具有自动化程度高、智能化水平高等特点，在一定程度上解决了传统采矿工艺中的人力资源消耗过大等问题，有效地提高了矿山开采效率，降低了采矿成本。因此，智能化采矿设备已成为今后采矿行业发展的必然趋势[1]。
二、智能化采矿设备定义与分类
目前，我国应用较为广泛的智能采矿设备主要有采矿机、刮板机、破碎机和输送机等。其中，采矿机是当前应用较为广泛的矿山设备，其主要通过计算机、传感技术和自动控制技术等实现对矿山岩石的挖掘与处理，同时还能通过远程控制技术实现对矿山设备的远程操作。刮板机是采矿作业中使用较为广泛的一种设备，主要通过电机驱动刮板对矿石进行挖掘与处理，其中包括螺旋输送机、破碎机和铲运机等。破碎机是一种应用较为广泛的破碎机，主要通过旋转破碎岩石、矿石等。输送机是矿山作业中使用最为广泛的一种设备，其能够实现从地面到井下不同地点的运输。
三、矿山生产效率的影响因素
3.1采矿工艺流程
对于矿山开采而言，采矿工艺是实现矿产资源开采的关键环节，其直接影响了开采效率与质量。在矿山开采中，采矿工艺通常分为地下开采、露天开采、联合采矿等。地下采矿工艺中，采矿设备主要包括矿用卡车、钻机、铲车等；露天开采工艺中，主要包括了电铲、装载机、自卸卡车等；联合采矿工艺中，主要包括了掘进机、胶带运输机等。采矿工艺的不同直接决定了矿产资源的开采效率。随着矿山开采规模的扩大，对矿产资源的需求量也在不断增加。因此，矿山生产效率的高低取决于矿山企业所采用的采矿工艺以及所配备的采矿设备是否符合现代化发展需求[2]。
3.2设备性能与自动化水平
设备性能是采矿工艺与自动化技术发展的基础，也是实现矿产资源高效开采的关键。因此，矿山企业应在全面了解矿山企业发展需求的基础上，从采矿工艺、生产设备、管理模式等方面入手，构建具有针对性的采矿设备选型体系，以确保采矿工艺与自动化技术发展能够满足现代化矿山建设需求。同时，应加强对采矿设备的日常维护管理，并定期对设备进行检修与保养，以确保所采用的采矿设备能够充分发挥自身性能。此外，在实现自动化技术发展过程中，应根据矿产资源开采需求合理配置自动化控制系统，从而有效提高矿山生产效率。
3.3人员技能与安全管理
矿山企业的人员技能与安全管理水平是影响矿山生产效率的关键因素，因此，应根据实际情况不断完善相关制度，并积极开展员工技能培训工作，以确保员工能够熟练掌握采矿工艺与自动化技术，有效提升矿山企业的生产效率。此外，应不断加强矿山企业安全管理工作，并根据实际情况定期开展安全检查与隐患排查工作，以确保采矿生产过程中各项操作能够按照相关要求进行操作，有效提高采矿作业的安全性与稳定性。此外，还应加强对采矿设备的日常维护与管理工作，并定期开展检修工作，以确保设备能够始终保持良好状态。同时，还应不断完善安全管理制度，以有效降低矿山生产过程中的安全事故发生率。
3.4管理模式与信息化程度
随着信息技术的发展，矿山企业的管理模式与信息化程度也逐渐得到提升，因此，应不断推进矿山企业的信息化建设，以确保企业能够及时掌握生产中的各项数据信息，并根据实际情况及时调整采矿工艺与采矿设备，从而有效提高矿山生产效率。同时，应不断推进矿山企业的信息化建设工作，以确保信息的准确性与及时性。此外，还应不断完善矿山企业的安全管理工作，并在此基础上不断完善各类安全管理制度与技术规范[3]，以确保员工能够按照相关要求进行操作与作业，从而有效提高采矿生产过程中的安全性与稳定性，进而有效提升矿山生产效率。
四、智能化采矿设备提升矿山生产效率的机制分析
4.1自动化与远程控制
在智能化采矿设备中，自动化与远程控制能够实现井下工作环境的实时监测、人员的智能调度与作业控制，进而提高采矿作业效率。自动化控制包括远程遥控和自动化无人驾驶两种模式。其中，远程遥控是指工作人员通过工业无线局域网对采矿设备进行远程操控，作业过程中，采矿设备能够自动完成挖掘、运输等动作；自动化无人驾驶是指工作人员通过工业无线局域网对采矿设备进行远程操控，完成矿车的自动驾驶。相比于传统的人工操作，自动化无人驾驶可以有效地减少人工干预的次数，减少生产作业中人为失误造成的损失，提高工作效率。
4.2智能感知与决策支持
智能化采矿设备在运行过程中能够实时感知井下环境，将采集到的数据传输到中央控制系统中，然后进行综合分析，预测设备运行状态，并将该状态反馈给采矿设备的控制系统，以此为依据调整采矿设备的运行参数，实现采矿作业过程的智能化。同时，基于物联网技术和云计算技术，还能够实现井下环境、设备等数据的实时采集与存储。在此基础上，智能感知与决策支持系统还能够为采矿设备提供辅助决策支持。例如，当采矿设备出现故障时，系统能够对故障原因进行分析并给出相应的解决方案；当采矿设备发生异常时，系统能够实时监测并提供报警信息[4]。
4.3设备协同与无人化作业
矿山开采是一项复杂的系统工程，智能化采矿设备可以有效整合井下各个环节的资源，实现各环节的协同作业，从而实现生产过程的无人化操作。例如，采矿设备通过对采空区进行处理，能够有效降低采矿成本，减少采空区对地表的破坏，同时也能够提高生产效率。在此基础上，采矿设备还能够进行自主选别出矿、自动运输、自动装矿和自动回采等操作，并通过协同控制实现各环节之间的无缝衔接，进而提高生产效率。同时，采矿设备还能够进行智能排渣、智能集料和智能运输等作业操作，并在此基础上进行环境感知与预测性维护。目前，多种先进的采矿设备已经开始实现无人化作业。
4.4生产过程数据采集与分析
矿山生产过程数据是智能化采矿设备的核心内容，需要对各种数据进行有效采集和处理，并根据数据进行分析与判断，从而为生产决策提供参考。例如，采矿设备的智能排渣和智能集料等操作能够形成相关的生产数据，通过对这些数据的处理和分析，可以实现对各种生产信息的统计和管理。此外，生产过程数据还能够帮助采矿设备进行故障诊断与预测性维护。例如，对采矿场的采空区、溜井和排水泵等设备进行检测时，可以将检测数据与相关的生产信息相结合，从而确定故障部位、范围和程度，并利用这些数据进行故障诊断与预测性维护。
4.5故障诊断与预测性维护
智能采矿设备的应用能够实现对采矿设备的故障诊断与预测性维护。例如，在采场排水系统中，可以将各类传感器采集到的数据与生产过程数据进行结合，从而对设备运行状态进行判断。通过对设备运行状态的分析，可以确定故障部位和范围，并对故障类型和程度进行分析判断，从而实现对故障的预测性维护。通过智能化采矿设备的应用，还能够在采场生产过程中及时发现异常情况，从而为故障处理提供参考。例如，在露天煤矿的采煤工作面，可以将采煤机的运行状态与生产过程数据相结合，从而确定采煤机出现异常情况后的处理措施和时间安排。
五、智能化采矿设备应用实践与成效分析
5.1智能采矿设备主要类型及典型案例
智能采矿设备主要包括智能采矿车、智能胶轮车、智能选矿设备和智能采矿系统。其中，智能采矿车主要实现远程控制和无人驾驶；智能胶轮车主要实现无人驾驶和自动运行；智能选矿设备主要实现远程控制和无人值守；智能采矿系统主要实现对采矿车、胶轮车的远程控制和自动运行。目前，我国已有部分矿山企业开始应用智能化采矿设备，并取得了一定的成效。例如，某国外矿山采用了5G网络技术、多传感器数据融合技术、大容量通信技术及软件技术等，对采矿车进行改造，实现了无人驾驶；在选矿环节中采用了基于5G网络的数据传输方案，实现了远程控制选矿设备[5]。
5.2应用效果评估
通过智能采矿设备的应用，矿山企业生产效率得到了提升。以某矿山为例，在利用采矿车和胶轮车分别实现了无人驾驶和自动运行后，一辆采矿车每天可以节省10～20个人工的劳动力，同时也为井下工作人员节省了大量时间。在选矿环节中，通过智能选矿设备的应用，某矿山每年可以减少约200吨的选矿排放和200吨的选矿废水，同时也为企业节省了大量的成本。在应用智能采矿设备后，某国外矿山每年的生产效率提高了20%～30%，每吨矿石的生产成本降低了30%～40%。通过智能采矿设备的应用，某国外矿山每年可为企业带来超过1.5亿元的收益。
5.3案例分析：某矿山智能化升级实践
某矿山通过对原有的采矿车、电铲、胶轮车等设备进行智能化升级，并根据井下生产作业实际情况对设备进行改造，使其具备了自动运行、无人驾驶和远程控制等功能。在应用智能采矿设备后，矿山的生产效率提升了30%，每吨矿石的生产成本降低了15%，年净利润提升了约5000万元。该矿山在升级后每年可节省人力成本约360万元。通过智能采矿设备的应用，该矿山实现了井下生产作业的智能化、无人化和无人化，大幅提高了矿山企业的生产效率。此外，智能采矿设备也使得井下作业的安全系数得到了提高，避免了人员在工作中出现安全事故。
结语
采矿行业在国民经济发展中占据着十分重要的地位，因此，矿山企业必须重视采矿设备的智能化升级。采矿设备智能化升级能够为矿山企业带来更加显著的经济效益和社会效益，不仅能够提升矿山生产效率，降低生产成本，还可以有效地避免安全事故发生。在智能化采矿设备的应用过程中，相关人员应结合实际情况对其进行合理配置，确保各设备之间的数据能够进行有效传输。此外，相关人员还应根据实际情况对设备进行科学改造和升级，确保设备具备较高的稳定性和可靠性。在应用过程中还要加强对智能采矿设备的维护，确保其始终处于良好的运行状态。
参考文献
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[2]周颖,师松涛,黄轩.矿山智能化转型分析[J].石材,2025,(07):12-14.
[3]聂基超,孙士伟,张金鸽.铁矿矿山生产中机电设备的安全管理研究[J].中国金属通报,2025,(06):219-221.
[4]李文.浅谈智能矿山综合管控平台的建设[J].能源与节能,2025,(03):12-15.
[5]卢波铭.砂石料矿山智能化建设研究[J].能源与节能,2025,(02):29-32.
