先进检修技术在智能化矿山建设中的应用

引言

在全球矿业向智能化转型的浪潮下，传统矿山设备检修模式已难以满足智能化矿山建设需求。传统的定期检修与事后维修方式，不仅存在过度维修或维修不及时的问题，还易导致设备非计划停机，造成生产效率低下、资源浪费及安全隐患。智能化矿山以物联网、大数据、人工智能等技术为核心，追求生产过程的自动化、管理决策的智能化，这对设备的稳定运行提出了更高要求。

一、智能化矿山与先进检修技术概述

1.1 智能化矿山建设内涵与目标

智能化矿山以物联网、大数据、人工智能等前沿技术为依托，构建起覆盖矿山全生命周期的数字化、网络化、智能化管理体系。其建设内涵在于将矿山生产、安全监测、设备管理、资源规划等环节进行深度融合，通过智能传感器、自动化设备和信息系统，实现对矿山运营的实时感知、精准控制与科学决策。智能化矿山建设的目标聚焦于实现资源高效利用、保障安全生产、降低运营成本与推动绿色发展。通过精准的资源勘探与开采规划，提高矿产资源回采率；利用自动化设备与智能监测系统，减少井下高危作业，降低安全事故风险；借助大数据分析优化设备运维和能源消耗，实现成本控制。

1.2 先进检修技术基本原理

先进检修技术融合传感器技术、数据通信技术、人工智能算法等，构建起设备全生命周期管理体系。其核心原理包括设备状态监测、故障诊断与预测性维护。设备状态监测通过振动、温度、压力等传感器实时采集设备运行数据。故障诊断利用大数据分析和机器学习算法，对采集数据进行深度挖掘，快速定位故障原因。预测性维护则基于历史数据和实时运行状态，预测设备未来故障发生概率，提前制定维护计划。

1.3 先进检修技术在智能化矿山建设中的地位

先进检修技术是智能化矿山建设的重要支撑，直接关系到矿山生产的连续性与稳定性。在提升设备可靠性方面，通过实时监测与预测性维护，减少设备突发故障，延长设备使用寿命，如通过提前更换磨损部件，降低设备停机风险。在优化生产效率上，合理安排检修时间，避免因设备故障导致的生产中断，同时减少过度维护造成的资源浪费，提高设备综合利用率。

二、智能化矿山建设中先进检修技术体系

2.1 设备状态监测技术

智能监测是智能化矿山智能检修技术的基础，采矿场内工况复杂，不同类别的采掘机械、破碎机械、提升机械在长时间高强度的运转过程中，其本身的运行参数中细微变化即可反映有隐患存在。利用不同的传感器在被控设备的关键部位安装振动传感器、温度传感器、油液监测传感器，通过对设备的振动频率、轴承温度、润滑油粘度等关键性指标数据的监测来间接反映出设备本身运转状态的情况。振动传感器可分析设备由其部件磨损、松动而引起异常振动的信号信息。

2.2 故障诊断技术

故障诊断是依据设备的状态信息，利用大数据与机器学习技术开展对矿山设备故障的准确定位与原因分析。通过对设备历史故障数据、故障数据建立设备故障诊断模型，如神经网络故障诊断模型，学习设备正常与故障下的数据特征，通过设备运行异常时，对设备运行数据与设备故障库中的特征进行匹配分析，就可以判定设备故障的类型，如确定采掘机的截齿故障，提升机的制动系统故障等。

2.3 预测性维护技术

预测维修技术作为智能化矿井精密维修的技术，是通过对设备运行数据的分析与深度挖掘，预测未来设备运行状态及故障发生的机率，基于设备运行时间序列、回归等算法，根据设备性能衰减规律建立预测模型。分析提升机电机电流、电压的变化趋势预判电机绕组的老化时间，根据破碎机轴承温度及振动数据预判破碎机轴承失效时间。

2.4 远程检修与智能决策技术

远程维护和智能决策技术。远程控制技术与数字孪生技术的应用，能够实现不身处现场，也能对设备进行高效检修，确保设备检修决策更加科学合理。数字孪生技术可构建虚拟设备模型，并将该模型及时关联物理设备的运行过程，专家则可在远程端通过设备模型了解设备的内部结构和运转情况，辅助设备运维人员解决问题。

三、智能化矿山建设中先进检修技术发展对策与建议

3.1 加强技术研发与创新

技术革新是解决智能矿山检修先进化技术发展的内生原动力，增强研发能力，国家出台智能矿山检修先进技术开发专项研发基金，企业与院校、科研单位推行产学研合作共同体，解决传感器高精度、恶劣环境下数据传输不稳定性、故障预测算法不精准等关键性问题，开发矿山工作现场粉尘、振动的抗电磁干扰传感器，使用纳米涂层工艺提高传感器对外界环境的防护能力，降低外界环境数据采集的精确度。

3.2 优化成本控制与效益提升

针对先进检修技术应用成本高、短期效益不显著的问题，需多管齐下优化成本与提升效益。在成本控制上，政府可出台税收减免、设备购置补贴等优惠政策，降低企业前期投入压力。矿山企业应探索国产化替代方案，与国内供应商合作研发核心部件，如自主研发设备状态监测传感器、智能诊断系统等，减少对进口设备的依赖，降低采购与维护成本。通过设备共享、租赁等模式，提高检测仪器、检修设备的使用效率，分摊固定资产投入。

3.3 强化人才培养与管理创新

人才与管理是先进检修技术落地的重要保障。高校应优化学科设置，增设智能化矿山设备检修相关专业或课程，加强实践教学环节，与矿山企业共建实习基地，培养既懂机械电子技术，又熟悉大数据分析、人工智能算法的复合型人才。企业内部需完善人才培养体系，定期组织员工参加技术培训，邀请行业专家开展专题讲座，提升员工对先进检修技术的操作与应用能力。建立人才激励机制，对在技术创新、设备维护中表现突出的员工给予奖励，激发员工创新活力。

3.4 完善安全保障与风险防控体系

先进检修技术的广泛应用带来新的安全挑战，需构建全方位的安全保障体系。在网络安全层面，制定矿山设备检修系统网络安全标准，强制要求企业部署防火墙、入侵检测系统等防护措施，定期开展网络安全漏洞扫描与应急演练，防止黑客攻击导致设备数据泄露或系统失控。对设备控制系统进行权限分级管理，确保关键操作的安全性。

结语

先进检修技术深度赋能智能化矿山建设，在提升设备可靠性、降低运维成本、保障安全生产等方面成效显著。但当前仍面临技术瓶颈待突破、成本效益需优化、专业人才短缺等问题。未来需持续推进技术创新，深化产学研合作，完善人才培养体系，推动先进检修技术与智能化矿山建设深度融合，助力矿业向更高水平迈进。

参考文献

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