智能化矿山建设合理建议范文

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一、数字矿山建设的背景

当今世界，各国都在积极追求绿色、智能、可持续的发展。智能发展就是要推进信息化和工业化融合，使人依靠机器生产产品变成机器围绕人生产产品成为可能。实现未来经济发展目标，关键要加快转变经济发展方式，坚持走中国特色新兴工业化道路，加快推进信息化和工业化融合。根据国家有关加快推进金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”（监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统）建设的通知，要求所有新建矿山必须将安全避险“六大系统”建设纳入建设项目安全设施“三同时”建设，严格地下矿山准入条件，凡没有按设计要求完成建设“六大系统”的，不予通过安全验收。

新疆天华矿业有限责任公司建设的松湖铁矿，建设的包括工业场地，井巷工程、采矿方法、空场处理、三废排放、企业文化、企业和谐等，企业的不断发展要求按数字化矿山建设标准，引入数字化智能技术和设备，完善矿山安全避险“六大系统”建设。公司决定在了解国内数字化矿山建设最前沿的技术和将来发展方面，在条件成熟时以先进的理念、技术、设备为指导思想，把松湖铁矿建设一个真正意义上绿色数字化矿山。

二、数字矿山建设企业收益

1、提高生产技术水平

资源管理：明细资源量计动态变化，提高资源的综合管理和利用水平；

开采设计：有花开采方案、降低工程费用、提高设计工作的科学性和效率；

生产计划：优化施工作业流程、提高计划的可执行性，跟踪计划实施过程，实施计划工作的动态可调。

2、提高生产安全与管理水平

安全管理：通过在线监控与预警预报及时发现安全隐患，降低灾害发生风险，提高灾害防控能力；

生产过程管控：实时掌握生产力要素的工况与状态信息，实现生产过程管控的智能化与科学化；

科学化管理：改变传统的生产经营管控模式，优化资源配置降低管理成本，提高管理效率和决策的科学性。

三、数字矿山建设基本概念

1、数字矿山内涵

技术：现代信息、数据库、传感器网络、智能化控制；

范围：生产活动的三维尺度范围；

对象：生产、安全、经营与管理各环节和要素；

手段：数字化、网络化、可视化、集成化和科学化管理；

目标：实现矿山安全、高校、清洁生产和经济效益最大化。

2、数字矿山建设阶段划分

信息化阶段：地质、测量、采矿专业应；生产运营管理信息化；办公自动化。

自动控制阶段：自动化装备引进；生产与安全信息采集建设；综合管控平台建立。

智能化阶段：智能化装备引进；远程遥控实现；智能管控实现。

3、数字矿山建设内容

矿山基础数据库建立：地质和生产钻/坑探技术信息库；矿山资源与开采环境空间信息数据库；矿山工程空间信息数据库；矿山人员基本信息数据库；矿山生产设备基本信息数据库；矿山安全监控信息数据库；矿山生产过程控制与调度数据库；矿山生产经济信息数据库；企业供销光里经济信息数据库；

通讯系统建设：传感器采集信息传输有/无线网；自动控制系统的有线通讯网络；矿内有线和无线电话网；矿内光纤通讯网；总公司局域网；矿山局域网；

应用系统建设：ERP系统：财务管理系统、销售管理系统、物流管理系统、办公自动化系统；

信息安全：大系统安全管理、分系统安全管理；

矿山生产过程调度控制系统：皮带远程自动控制、水泵远程自动控制、风机远程自动控制、运输系统红绿灯控制、露天矿GPS卡调系统、语音电话调度系统；

开采环境与过程安全监测和预警系统：重点场所的视频监控、灾害紧急撤退及应急指挥、移动目标出入坑监控与跟踪定位、尾矿库在线监测与预警、露天边坡稳定性监测与预警、通风及地压监测与预警、设备运行状态参数监测与预警。

四、数字矿山建设

1、矿山企业基本特征

生产对象：以资源开采为对象，资源分布变化大，生产环境复杂；开采工艺、方法、场地动态变化；

生产力要素：人员、设备多、移动范围大；生产过程组织和实施难度大；

生产过程：工种多、技术复杂；场地分散、可视程度低；通讯条件差；生产计划不确定因素多、实施难度大；生产过程难以精确控制；

安全生产：安全隐患多、具有突发性和随机性，安全生产成本高。

2、国内矿业企业数字矿山建设中存在的问题

理论研究：强调概念、缺乏基础研究，过度模仿、缺乏自主产权，注重单项建设、缺乏总体规划；

产品开发：追求短期利益、缺乏核心技术，缺少专注与行业的产品开发团队，难以形成适合行业特点的具有竞争力的产品体系；

系统集成：缺乏总体设计、难保项目质量，缺乏专用产品、难以保障系统的稳定与可靠性，缺乏稳定、专业的技术支持、难以实现企业希望的目标；

企业应用：缺乏对需求的全面分析、难以准确确定项目的建设目标，缺乏主动性、难以在企业生产管理中发挥应有的效果，过分强调传统运作模式、忽略了改变对企业发展的重要作用，强调建设、忽视了人才培养和项目运行管理维护的重要性；

整体问题：装备水平落后、缺乏系统性研究，缺乏有效的通讯平台和高度集成的软件系统。

五、松湖铁矿数字矿山建设的设想

1、对新疆天华矿业有限责任公司松湖矿铁矿数字矿山建设的设想：一是要请掌握先进理念和技术成熟软件公司进行设计，要求科学合理，要现代化、数字化、智能化。

2、可以分批分次由公司统一组织相关管理、工程技术人员外出考察、学习，只有整体水平和能力提升，才能做好矿山的生产、管理、安全、技术工作。

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中图分类号：TB497 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0127-02

目前，信息技术、通信技术、网络技术与计算机技术等均在快速发展，在信息时代，数字化的信息技术在生产与生活的各个领域均有着较为广泛的应用。准东二矿在开采、生产等环节均实现了自动化、信息化与集成化，同时，数字化矿山也积极建设，数字化、信息化与智能化是准东二矿建设的主要趋势，在其作用下，准东二矿的发展具有了绿色、高效、安全与高产等特点。

1 数字化矿山建设的概况

1.1 数字化矿山的含义

在信息技术不断发展的背景下，数字化矿山随之出现，它主要是指煤矿开采与生产等环节应用了信息技术。数字化矿山的原型为矿山系统，其参考系数为矿山的三维坐标信息，其理论基础为信息技术、计算机技术与人工智能等，在此基础上构成了信息结构框架，在此框架中嵌入了矿山的信息，并且对信息进行了高效的、有序的、全面的整合，从而实现了矿山开采的无人化、数字化。数字化矿山实现了对矿山的监测，它以网络技术为支撑，构建了一系列的原型、力学模型、系统场、数学模型与计算机模型等。

在数字化矿山建设过程中，矿山信息具有了多维与动态的特点，此时的信息和煤矿设备保持着紧密的联系，使矿山数据的作用得到了最大限度的发挥，根据数据，全面分析了矿山的特性与规律，在此基础上，矿山的开采实现了自动化，使其生产与管理合理、高效、安全、环保与节能。

1.2 数字化矿山的特征

数字化矿山源于数字化地球，主要是在矿产领域应用了现代化的信息技术，它的特征体现在以下四方面：其一，数据的获取、存储与表述等均具有较高的准确性、便捷性与智能性；其二，矿山的设计、规划与管理均实现了信息化、网络化与自动化；其三，矿山的生产、经营与决策实现了最优化，在此基础上，矿山的效益与效率均得到了显著的提高；其四，矿山的生产流程与设备运行均实现了自动化，使其操作实现了无人操作或者远程操作。

1.3 数字化矿山建设的现状

在国内方面，关于数字化矿山建设的研究，我国呈现出了百家争鸣、百花齐放的局面。部分矿井实现了综合自动化，同时在无人开采、GIS与ERP等方面均取得了一定的成绩。但目前，数字化矿山建设的研究时间较短，位于初级阶段，也可以称之为信息化阶段，在矿产生产过程中，虽然获取了大量的数据，但数据的作用并未得到发挥。纵观全国的煤炭企业其信息化水平存在较大的差异，大部分企业的信息化水平偏低，仍处于基础设施建设阶段，仅有少数企业开始了信息化系统整合与业务整合，其中仅有1%的企业实现了信息化应用[1]。

在国外方面，众多发达国家均积极建设着数字化矿山，其建设的重点为自动化采矿与远程遥控。对于全矿井而言，实现自动化有着积极的意义，它减少了井下作业的人员，在优化生产系统的基础上，还提高了生产的安全性，保证了煤矿的生产效率，满足了能源节约的需求；同时它保证了信息的有效采集，对于各种灾害的预测更加准确与有效，使设备故障、矿井安全、自然灾害等情况有所缓解。数字化矿山的建设使信息的采集种类更加丰富，在信息数据的支持下，全矿井自动化与智能化得以实现。

2 数字化矿山建设的主要内容

数字化矿山建设主要是对计算机技术与网络技术等进行应用，在技术的保障下，井下设备实现了自动化、无人化的控制，此时煤矿的设备与环境安全信息均展现在了统一的网络平台，调度室可以根据网络信息，掌握系统体系结构，进而构成了新型的煤矿综合监控系统，该系统具有数字化、网络化与模块化的特点。在实际建设过程中，主要的内容有以下几方面。

（1）网络平台的建立，随着以太网技术的不断发展，在工业方面，对其有着广泛的应用。工业以太网的宽带有着较大幅度的提高，使其数据传递具有了一定的安全性与实时性，并且实现了音频、视频与数据三者的合成。数字化矿山中的网络平台建设，其发展方向便是三网合一，此时其网络传输平台具有统一性与高效性。

（2）监控系统的建立，数字化矿山的实现，需要完善的监控系统，此系统对数据有着较高的要求，因此，要注重生产数据、安全数据的获取。在数据获取过程中人工检测扮演着重要的角色，同时自动化采集手段的完善与改进也十分关键。完善的监控系统与传感器为数据采集提供了技术保障。

（3）信息系统的建立，数字化矿山的可靠保障便是完整的地理信息系统，通过矿山二维电子矿图、三维地质模型、井巷工程模型与数字地面模型的运用，使矿山的各项内容均十分明确，对其进行的管理可以根据地理位置与时间顺序，此时的管理具有一定的可视性与较高的透明度[2]。

（4）自动化系统的建立，工业自动化系统的建立主要是集成了各个子系统，对子系统中的运行界面进行了整合，使数据得以查询与汇总。但该系统未能促进子系统的协同联动，其中数据采集系统、自动控制系统与模型分析系统的独立性较强，未能实现管控一体化的目标。

（5）资源计划系统的建立，此系统主要包括财务管理、物资管理、设备管理、计划管理、人力资源管理与综合管理等，此时管理的主线为项目管理，旨在提高企业资源的合理配置与高效利用，在此基础上，企业的管理才能够实现精细化与合理化。

（6）安全管理系统的建立，该系统建立的基础为四维地理信息系统，其中融合了方法库与模型库，为危险源实现了有效的辨识，进而有效消除了各种安全隐患，保证了决策的科学性。

3 准东二矿数字化矿山建设的重要性

3.1 保障着煤炭行业的安全

煤矿井下作业的危险系数较高，在工作过程中，位于地表深处，不仅环境恶劣，同时地质条件十分复杂，极易出现自然灾害，主要的灾害有五类，分别为水、火、粉尘、瓦斯与顶板。由于煤矿的自动化水平偏低，导致事故频发，直接影响着煤矿生产的安全性、经济性稳定性。为了减少生产的经济损失，保证工作人员的人身安全，需要建设数字化矿山，通过矿山地理信息系统的建立，对矿井范围内的数据进行了数字化的再现模拟，从而全面掌握了矿山的地理信息。通过信息的分析与研究，对矿山灾害实现了预警与预测，在此基础上，矿山的安全事故有所减少、甚至实现了杜绝[3]。

数字化矿山建设使矿井生产具有了信息化、智能化与自动化，井下作业人员有所减少，不仅提高了生产的安全性，还保证了生产的高效性。

3.2 提高了煤炭行业的效益

准东二矿建立数字化矿山，主要是借助了先进的科学技术，通过信息化方式的运用，结合统一的数据标准，建立了信息平台。通过信息平台，煤矿所涉及的勘探、管理、施工、生产与科研等信息资源均实现了共享，在此基础上，煤矿的管理水平进一步提升，进而实现了低成本、高效益的经营目标。

4 准东二矿数字化矿山建设存在的问题

准东二矿在数字化矿山建设过程中，其发展趋势是良好的，并且取得了一定的成效，但与发达国家的建设相比，二者的差距是显著的。目前，数字化矿山建设中存在的问题主要体现在以下几方面。

4.1 资源管理不充分

数字化矿山的建设是矿山企业发展的重要方向，因此，各个企业均十分重视其建设，并加大了对信息化建设的投入力度。但在实际建设过程中，存在投入不合理的问题，其中轻管理、重技术的现象较为普遍，在此背景下，信息技术与管理未能保持高度的一致性，致使数字化建设的目标未能达成，企业的经济效益与管理水平均未能得到提高，因此，准东二矿的数字化矿山建设仍需要进一步完善。在数据库资源管理过程中，缺少高效性与全面性，现有的数据不能实现对矿山的有效预测，数据库资源的利用率偏低[4]。

4.2 软件平台不合理

每个矿山的发展情况均有所不同，在矿山管理信息系统开发过程中，要结合矿山的实际情况，以矿山的实际需求为依据，使软件平台的设计具有针对性，同时还要保持信息系统的开放性与集成性。但准东二矿的生产数据交互通讯系统研发不足，在此基础上，应用软件未能有效结合矿山业务的特点，严重影响着数字化的建设。

4.3 软件标准不统一

目前，关于数字化与自动化的设备生产厂商众多，在硬件方面，不同厂家的通讯接口与物理接口存在差异；在软件方面，不同的厂家其设计的标准有所不同。数字化矿山建设过程中，分为不同的阶段，在每个阶段对系统与设备的引进未能统一，使二者的集成与兼容能力不足，制约着数字化的有效开展。

4.4 数字化人才欠缺

准东二矿的数字化矿山建设缺少可靠的数字化人才保障，企业人才队伍的建设具有落后性，未能满足设备引进、软件推广的实际需求。在实际建设过程中。技术人员匮乏，未能对数据信息进行有效的分析、处理与应用，致使软件与硬件的资源利用率偏低。

5 准东二矿数字化矿山建设的建议

5.1 建设的原则

首先，可靠性。数字化矿山建设的前提便是可靠性，针对煤炭安全生产的特殊要求，建设的系统要具有较高的可靠性。对于系统中涉及到的硬件设备要适应井下特殊的工作环境。其次，可控性。针对煤炭生产过程中的各个子系统，为了降低井下安全事故、提高生产效率，可远程控制子系统必须依据严格的操作权限进行控制。再次，先进性。关于选用的软、硬设备，要具备先进的技术与全面的检验。选用先进、可靠的软件和硬件，能够提升系统的技术性能，延长其使用的时间。最后，可操作性。针对煤矿工作人员的技术特点，要提供先进的，易于维护的人机界面功能，并且要提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等快速工具[5]。

5.2 建设的对策

关于准东二矿数字化矿山的建设，具体的对策有以下几方面。

5.2.1 落实总体规划

在企业发展过程中，要将发展战略与数字化规划进行有机的结合，针对数字化矿山的建设，制定中长期的总体规划，并且要明确各个阶段的数字化目标，使数字化矿山建设更加稳定与有序。

5.2.2 建设的标准化

准东二矿的数字化矿山建设要得到国家的重视，并要求政府部门、矿山企业、科研机构与供应商等进行合作，通过内部沟通的加强，设备、系统与软件应用的标准化与模块化将有所提高。同时，标准化的建设利于减少企业的投资，使其投资的效益更加显著，防止了设备的重复采购。

5.2.3 攻关专题项目

准东二矿要注重与科研机构与高等院校的合作、沟通与交流，根据矿山的通用性课题进行专题立项，并组织各个机构进行专题项目的攻关。在此基础上，开发的软件与设备等均能够满足企业生产管理的实际需求。随着设备与软件平台通用性、合理性与前瞻性的增强，利于其推广与应用。

5.2.4 组建高效团队

准东二矿要成立相关的部门，对数字化与信息化建设进行专门的负责，并且要注重对数字化、信息化人才的培养、引进与任用。对于有潜力的员工要展开系统的培训与教育，使其掌握先进的技术；同时要对相关的人才进行引进，为数字化建设奠定坚持的人才基础[6]。

6 结语

综上所述，准东二矿的数字化矿井建设是必要的，它提高了矿山企业的经济效益，保证着矿井作业人员的人身安全，同时实现了“管控一体化”的目标，使企业的管理具有精细化与动态性的特点。相信，随着数字化矿山建设的进一步推进，准东二矿的综合管理水平将不断提升。

参考文献

[1]肖科.盛世迎华诞 金秋铸辉煌[J].黄河，2012，10（S1）：13-15.

[2]范荣华.浅谈数字矿山建设进展[J].科技致富向导，2012，11（2）：357.

[3]李超.矿井数字化及自动化的建设[J].科技致富向导，2012，35（5）：319.

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一、煤矿机电设备管理的现状

（1）管理水平偏低。近年来，由于国家能源需求快速增长，煤炭需求量大幅上升。许多煤炭行业在快速发展的同时，忽视了管理理念的提升。由于管理理念滞后，管理不到位而造成的机电事故率约占总事故的30%。另外，对于煤矿机电管理没有跟上信息化、系统化、智能化等的现代化步伐。例如：我国电牵引采煤机功能不完善，多项能化控制尚属空白。国外电牵引采煤机均具有建立在微处理基础上的智能化监测、监控和保护系统，可实现交互或人机对话、远程控制、无线电摇控，具有工况监测及运行状态显示、数据采集、存储与传输故障诊断及预警、自动控制、自动调高等多种功能。（2）机电管理职能部门作用发挥仍有空间。尽管现在煤矿一般都设置了机电管理部门，但大多数矿井机电科都承担着两种职能：一是机电管理，另外是机电生产。机电科管理人员的主要精力放在应付生产上，管理作用没能充分发挥。同时一些煤矿的机电管理机构大量压缩机电人员，造成管理人员不足，专业组织未能健全，管理网络经常中断，机电职能管理作用淡化。（3）机电监察力度和深度不够。在专业性很强的机电安全监察中，由于专业监察人员少，而机电运输系统战线长、范围广，安全监察普遍采用抽查式办法，监察的随机性大，缺乏全而性和主动性。而现行的执行标准有时又无详细的操作说明，无十分准确而清晰的界限，这就不可避免地造成监察过程中有时难以把握。

二、加强煤矿机电设备管理的措施

（1）加强职工的技能素质培训。在安全生产实践中，安全高效的关键在于提高全体员工技术素质，掌握设备的工作原理和操作技能，以高度的责任心科学合理地检修维护设各，才能强化机电设各管理。煤矿工人文化水平普遍较低，技能部门可以针对专业岗位和个人特长采取灵活多样化的培训，加强职工业务培训工作，提高技术水平，提倡一技多能，对职工的技能培训要有针对性，要分层次，对操作人员重点培训他们的操作技能，系统的工作原理，应急处理方法。对维修人员重点培训各个系统的工作原理，故障的现象及处理方法。另外，随着机电设备智能化的投入，还需对工程技术人员，管理人员进行培训，提高他们的机电技术管理水平。（2）建立完整有效的设各管理系统。建立健全设备全过程管理制度，使设备发挥最大的效能。加强煤矿机电设备的安全管理，落实专职检查人员责任制，确保设备出现不完好现象及时处理，严禁带病运转，对岗位人员要强化责任意识，增强职工自觉保护设备的责任心。建立稳定的安全投入机制，摆正机电安全与生产、经营的关系。保证矿井维护、维修机电设备所需资金的足额、及时到位。对矿用安全设备、器材、安全防护用品开展检测检验。特别对机电设备及机电设备辅助产品要严把质量关，决不允许不合格的产品投入使用。对机电设备在使用中存在的问题要进行分析研究，提出具体的处理方法，对一些大的技术问题应及时与厂家联系，商讨解决方案，提出具体的改进措施，完善机电设施，便于工人在现场的操作。（3）夯实质量标准化基础，构建特色的安全生产长效机制。煤矿企业的质量标准化工作是煤矿企业生产管理、技术管理的重要基础工作，是煤矿实现文明作业、安全生产的前提，是煤矿企业建设高产、高效现代化矿井的重要途径。建立健全安全质量标准化管理绩效考核和奖惩体系，实行安全质量标准化风险抵押制度；坚持现场安全质量标准化达标检查，由静态达标向动态达标转变，由重结果向重过程转变；强化现场监督检查手段，严把“二违”关，提高广人干部职工遵章守纪的自觉性。通过加强矿井机电质量标准化管理，实现生产全过程达标。

要大力提高机械装备技术水平，改善安全生产条件，扩大机电设备在生产中的应用。要加快机电设备的更新与使用，使煤矿要减少事故的发生率，还要对机电设备采取各种措施，提高安全生产的系数，消除煤矿机电设备从生产到采购应用的各个安全短板。针对目前机电使用与管理所存在的问题，提出先进的机电设备管理理念，建立健全各种现代化的管理制度与机制，并完善各种现代化的管理制度与机制。充分突出机电管理是煤矿安全生产的永恒主题，确保设备的正常运转和安全使用，从而使煤炭得到快速、高效、安全、可靠的生产，提高生产效率，尽可能地节省人力、物力、财力，创造更多的利润。

参 考 文 献

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到2015年，充分发挥物联网发展部际联席会议制度作用，健全完善物联网统筹协调工作机制，初步实现部门、行业、区域、军地之间的物联网发展相互协调，以及物联网应用推广、技术研发、标准制定、产业链构建、基础设施建设、信息安全保障、频谱资源分配等相互协调发展的局面，基本形成各环节协调发展、协同推进、相互支撑的发展效应。

二、标准制定专项行动计划

重点突破关键技术标准。优先支持应用急需行业标准。继续推进公安、环保、交通、农业和林业等5个重点应用领域的标准化工作，新成立5个物联网应用标准工作组，结合实际需求，统筹国标、行标规划，研制40项急需的应用标准。后续重点推进各领域的应用标准化工作，完善物联网应用标准体系，基本覆盖各重要应用领域。

三、技术研发专项行动计划

按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”的原则，瞄准物联网技术前沿，把握未来发展方向，围绕应用和产业急需，着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术，加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发和产业化，探索形成创新商业模式，整合创新资源，加强国际合作，培育和打造技术创新链与产业生态链，支撑我国物联网产业健康快速发展。

四、应用推广专项行动计划

（一）推动工业生产与经营管理智能化应用。面向两化融合以及传统产业转型升级需求，以流程工业和装备工业为重点，在煤炭、石化、冶金、汽车、大型装备工业中各选择4—5个重点企业开展面向生产过程、供应链管理和节能减排的物联网应用示范，推动传统产业的生产制造与经营管理向智能化、精细化、网络化转变，提升生产和经营效率。

（二）推动农业生产和农产品流通管理精细化应用。面向农业生产和农产品流通管理精细化需求，选择2—3个国家级现代农业示范区或相关重点区域，组织实施国家精准农业物联网应用示范工程，重点开展大田作物、养殖业和设施农业以及农资服务物联网应用示范，推动农业现代化，带动农资及农技服务模式创新，并区域扩展；加快实施国家粮食储运监管物联网应用示范工程，逐步扩大应用试点规模，适时开展推广应用，提高我国粮食与经济作物储运管理水平。

（三）推动物流管理智能化和标准化应用。面向商贸流通、物流配送智能化、标准化管理需求，加快实施国家航空运输物联网应用示范工程、集装箱海铁联运物联网应用示范工程和集装箱电子标签国际航线应用示范工程，并深化拓展试点应用领域，组织实施国家远洋运输管理物联网应用示范工程、国家快递物流可信服务物联网应用示范工程，开展进出境（集装箱）检验检疫监管和进出境产品地理标志原产地保护物联网应用示范，提升我国物流领域的智能化管理水平；选择若干大型制造企业，开展企业物流作业管理物联网应用示范，提高企业物流作业水平；选择若干人口规模大、密度高、商贸流通业发展水平较高的城市以及地区，在城市共同配送方面开展物联网示范应用，推动技术应用和产品标准的统一，加强跨区域、跨行业、跨部门物流信息的交换与共享，推动利用物联网技术进行统计信息的采集和分析挖掘，提升物流运作效率，降低物流成本。

（四）推动污染源监控和生态环境监测应用。面向生态文明建设和环境保护需求，在四川、山东等地实施国家环保物联网应用示范工程，选择若干排放危险废物、放射源废物的企业和医院，开展污染源自动监控应用示范，实现污染源自动监控系统的建设、管理和维护；选择2—3个河、湖分布数量较多且水质安全隐患较大的省份，支持地方开展水质量监测应用示范，为实现水质改善提供技术手段；选择若干直辖市和省会城市，支持地方开展空气质量监测应用示范，对火电、钢铁、有色、石化、建材、化工等行业企业进行重点防控和多种污染物协同控制；选择若干城市污水处理厂和火电厂开展污染源治污设施工况监控系统应用示范，提高污染治理监管水平。开展进境废物原料监控物联网应用示范，提高进境废物原料监管水平；在吉林、江西等国家重点生态功能区和旅游景区，实施国家林业物联网应用示范工程，开展3—4个生态环境监测评估、林业资源和生态旅游安全监管和服务物联网应用示范，提高我国生态保护和服务水平。

（五）推广安全生产网络化监测和动态监管应用。面向加强安全生产保障能力、遏制重特大安全事故的需求，突出煤矿安全监管重点，开展煤矿安全设备监管国家物联网应用示范工程；加快实施国家矿井安全生产监管物联网应用示范工程，逐步扩大应用规模，利用物联网技术构建覆盖井下人员、设备、环境等的事故预防预警和应急处置系统，实现矿井安全生产信息的网络化采集，实现对矿井透水、瓦斯、粉尘等事故灾害的预防预警和自动处置，探索完善矿井安全生产物联网技术标准、装备产品和解决方案，提升矿山企业安全防护水平；加快实施国家特种设备监管物联网应用示范工程，实现特种设备安全的信息追溯、动态监管、实时追踪与应急救援，并由电梯、气瓶两类特种设备逐步扩展到其他特种设备；在全国民用爆炸物品生产企业推广生产环境实时监控和智能处置应用，建立民爆行业生产经营动态监控信息平台，深化行业生产经营信息自动采集和视频监控，提供应急联动服务，提升企业和全行业事故预防预警和应急处置能力。

（六）推动交通管理和服务智能化应用。面向交通领域智能化管理和调度需求，选择2—3个大中城市和2—3个内河流域，实施城市智能交通和智能航运服务国家物联网应用示范工程，开展车辆识别、航运服务、交通管理应用示范，提升指挥调度、交通控制和信息服务能力，推动利用物联网技术进行交通统计信息的采集；推广客运交通物联网应用和智能公交系统建设，提升公共交通的协同运行效率和服务能力；开展4—5个具有自主知识产权的车联网新技术应用示范，包括导航定位、紧急救援、防碰撞、非法车辆查缉、打击涉车犯罪等，促进相关领域的技术创新和产业链发展，提升交通安全和社会服务水平；开展电动自行车智能管理物联网应用示范及推广。

（七）推动能源管理智能化和精细化应用。面向资源节约型、环境友好型社会建设需求，加快实施国家智能电网管理物联网应用示范工程，并拓展应用领域，在发电、输变电、配电、用电等领域实施10个智能电网试点，提高我国电力运行效率和智能化水平；在加快实施国家油气供应物联网应用示范工程基础上，继续向其他油田拓展，实现油气生产、炼化、储运、销售全业务链集中管控和精细化管理，降低油气供应成本，增强能源综合保障能力；推广公共建筑节能物联网应用，提高建筑内水、电、气、热等资源的智能监测和控制水平，提升能源利用效率。

（八）推动水利信息采集和信息处理应用。面向防洪抗旱、水资源管理、生态环境保护、饮水安全保障、水土流失治理、水库安全管理突发性事件处理等需求，组织实施国家水利工程安全运行物联网应用示范工程，开展区域专业化水库设施安全维护，推广水利信息采集和信息处理物联网应用示范，建设布局合理、功能齐全、高度共享的水利信息综合采集和信息处理业务体系，满足水利业务应用需要，提高用水安全。

（九）推动公共安全防范和动态监管应用。面向公共安全需求，加快实施国家重点食品质量安全追溯物联网应用示范工程，深化婴幼儿乳粉及酒类应用，建立健全肉类、蔬菜、中药材等重要商品追溯体系，逐步扩大监管食品品种和应用范围；选择部分直辖市和重点城市，实施国家公共安全物联网应用示范工程，开展重要活动及场所保卫、机动车整体管控、流动人口管理和城市核心区立体防控及突发公共事件预警信息等重点应用示范，提升社会治安水平；实施消防安全管理物联网应用示范工程，实现消防设施的实时监控和火灾隐患的排查预警；选择重点企业和危化品集中地区，组织实施国家危化品管控物联网应用示范工程，开展危化品存储和道路运输监管应用示范；开展灾害性气象信息采集和实时处理应用示范，提高灾害性天气预报的准确性和及时性；在中西部灾害多发地区，开展重大自然灾害预警和应急联动应用示范，提高防灾减灾能力。

（十）推动医院管理和社区医疗健康服务应用。面向医院智慧化管理、社区远程医疗及重点人群健康管理服务的需求，选择10个左右信息化基础好的三级医院，重点开展面向医务人员、患者和医疗物品的医院管理国家物联网应用示范工程，并逐步向全国推广，提升医院管理水平；选择部分养老机构，组织实施国家智能养老物联网应用示范工程，对集中养老人员提供智能化服务，依托养老机构对周边社会老人开展社会化服务，并逐步向其他养老机构推广；在4—5个城市社区，开展社区健康管理物联网应用示范，实现社区中心及时掌握重点人群的健康状况，并开展相应医疗和健康服务。

（十一）推动城市基础设施管理精细化应用。面向城市基础设施和管网的精确诊断和一体化管控需求，选择5个城市，实施城市基础设施管理物联网应用示范，实现对地下管网、立交桥、井盖设施、无线基站、城市内涝、供排水设施、地下空间安全等状态信息的实时采集、在线监控、集中管理和信息共享，提高城市运行和管理水平。

（十二）推动智能家居应用。面向公众对家居安全性、舒适性、功能多样性需求，在大中城市选择20个左右重点社区，开展1万户以上家庭安防、老人及儿童看护、远程家电控制以及水、电、气智能计量等智能家居示范应用，解决制约规模化推广存在的产业链协作不足、成本过高、标准不统一等问题，带动智能家居技术和产品突破，发挥物联网技术优势，提高人民生活质量。

（十三）依托无锡国家传感网创新示范区开展应用示范。依托无锡国家传感网创新示范区，有计划、分步骤地开展物联网应用示范。按照《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要（2012—2020 年）》明确的重点任务，积极组织实施《无锡国家传感网创新示范区建设三年（2013—2015）行动计划》，着力推进智能制造、智能农业、智能电网、智能物流、智能交通、智能安防、智能环保、智能医疗、智能家居、应急救援、智能教育、智能水利、智能旅游等十三个应用示范工程。各行业主管部门优先在无锡示范区部署相关行业物联网应用试点，发挥先行先试作用，为全国物联网发展积累经验。

（十四）推动电信运营等企业开展物联网应用服务。建立鼓励多元资本公平进入的市场准入机制，支持电信运营、信息服务、系统集成等企业积极开展物联网应用示范工程的运营和推广，充分利用现有公共通信和网络基础设施开展物联网应用服务，重视信息资源的智能分析和综合利用，促进信息系统间的互联互通、资源共享和业务协同，加强对物联网建设项目的投资效益分析和风险评估。

五、产业支撑专项行动计划

协调推进物联网核心产业发展。强化产业培育与应用示范的结合。面向经济社会发展的重大战略需求，以工业、农业、商贸流通、节能环保、安全生产、交通、能源、水利、公共安全、社会保障、医疗卫生、城市管理、国防建设等重点行业和重点领域的示范应用为引领，结合地方基础和优势，充分考虑技术、人才、产业、区位、经济发展、国际合作等因素，鼓励和支持设备制造、软件开发、服务集成等企业以及相关科研单位积极参与应用示范工程建设，促进物联网产业与应用示范的紧密结合。

六、商业模式专项行动计划

建立商业模式创新体系。营造商业模式交流环境。推广成熟商业模式。支持基础电信运营商、增值电信业务提供商、系统集成商等参与物联网应用示范工程，通过多种主体之间的竞争与合作，提升物联网专业服务水平。加速物联网在传统产业中的融合应用，推动物联网与移动互联网、云计算、大数据等新兴业态的融合发展，探索发展新的物联网专业服务。拓展物联网增值服务。

七、安全保障专项行动计划

推进物联网关键安全技术研发与产业化。加强物联网安全标准实施工作。建设物联网信息安全技术检测评估平台。建立健全物联网系统全生命周期的安全保障体系。开展物联网应用安全风险管理建设试点。从物联网信息安全监管、可信身份认证和安全控制、网络安全防护、隐私保护等方面，开展支撑物联网信息安全保障体系建设的试点工作。

八、政府扶持措施专项行动计划

加大财政资金投入力度。落实相关税收优惠政策。加强国家科技计划投入。加大重大科技专项支持力度。在国家科技计划中提高对物联网基础理论和技术研发的资金支持比例。国家973 计划重点加大对大数据处理、智能分析、信息安全等物联网基础性理论和技术的支持。国家863 计划重点加强对低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化、小型化传感器技术、多传感器融合技术和仪器仪表技术研发的支持。国家科技支撑计划重点加强面向农业、制造业、公共安全、智能电网、智能家居、智慧城市等领域的重大公益技术、产业共性技术研发和应用示范的支持。

九、法律法规保障专项行动计划

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Abstract: In view of the problems existing in some of the ore dressing enterprise in Baoding City, some of the suggestions for improvement will be proposed in the paper.

Key words: ore dressing enterprise; current situation; improvement

中图分类号：C29 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

我市的选矿厂以铁选厂居多。铁选厂的选矿方法为磁选。基本工艺流程为：破碎——筛分——磨矿——分级——磁选——铁精粉和尾矿。目前我市的铁选厂普遍特点是规模较小，原矿品位较低，工艺流程比较简单。由于钢铁工业对铁精矿的新要求等给选矿企业提出了新的挑战，我市冶金矿山选矿技术还有待于进一步向前发展。

目前存在的主要问题：

在冶金矿山发展过程中还存在着许多突出问题。如: 资源保障程度低, 损失浪费严重。最近几年铁矿价格上涨, 出现开发秩序混乱, 资源富集区小矿遍地开花, 急功近利, 造成资源损失浪费严重。一些大型矿区被肢解分割, 大型矿山企业和资源枯竭矿山后备资源缺乏。 开发利用结构不合理, 产业集中度低。全市各类铁矿山规模以上矿山企业仅占全部矿山总数的 23.5%, 缺乏一批对铁矿供需平衡和市场稳定具有一定调节能力的特大型矿山企业, 行业内出现无序竞争现象。 生态破坏严重, 环境治理滞后。矿山废石尾矿大面积堆置、废气粉尘大量排放、矿区水均衡遭受到破坏、采矿诱发地质灾害等造成水土流失, 植被破坏, 土地沙漠化, 影响矿区地形地貌。特别是近年来对低品位矿的大范围利用, 给环境和地貌的伤害是空前的。 一些小型矿山, 尾矿库、排土场没有达到安全环保的要求, 部分小矿山废石、尾矿乱排乱流, 应引起高度重视。 快速发展的背后潜伏经营风险: 近几年钢铁工业的快速发展, 拉动了铁矿资源的需求, 价格大幅上涨, 采选投资连续高速增长。在铁矿石价格高位运行下引发的扩产投资项目, 大多数开发难度大、产品质量差、生产成本高, 面临着国内钢铁增速放缓、国际矿石产能迅速释放和国际矿石价格下滑的严峻挑战。 还有科技水平偏低, 生产技术和装备依然落后: 行业整体改革的力度没有到位。 随着国民经济和钢铁工业的持续稳定发展, 资源需求总量不断增加, 资源、环境、人才短缺的压力进一步加大。按照科学发展观的要求, 科学地制定冶金矿山发展战略, 促进产业在新时期取得新的发展, 是摆在我们面前的一项现实而具有深远影响的重要任务。 二、 对我市选矿企业发展战略的几点建议

（一）实施以“解决影响行业发展的重大关键技术, 依靠科技进步改造提升传统产业”为目标的科技发展战略 加大科技投入, 推进技术创新。重点对资源勘查、复杂难采难选矿、高效节能采 选装备、资源综合利用、环境保护、矿山信息化、自动化和管理科学等领域的共性技术、关键技术, 组织科技攻关, 培植具有自主知识产权的核心技术, 提高冶金矿山的整体技术水平。 建立以企业为主体, 以市场为导向, 产学研相结合的技术创新体系和以信息、咨询、技术服务为内容的科技服务体系, 鼓励支持大专院校和科研机构同矿山企业合作, 促进知识、科技成果的转化和应用。积极开展群众性技术革新活动, 推动企业发展。 积极推广高新技术和先进适用技术, 建设和改造一批高效节能环保的大型现代化矿山大力推广先进适用的节能技术、节能材料和装备, 促进节能降耗；重视生态“友好型”适用技术和资源循环利用技术的开发和推广应用。因地制宜地制定鼓励性、限制性、禁止性采选方式和采选技术名录, 采取有力措施淘汰一批落后的采选加工工艺、选矿技术及选矿设备。 创新人才工作机制, 改善人才发展环境, 建立人才汇集机制, 多种形式引进优秀人才, 鼓励和支持大中专毕业生到矿山工作, 提高科技人员的比重; 建立和发展面向全体职工的教育和培训体系, 推行关键岗位持证上岗制度, 提高技术工人的整体素质: 创建学习型企业和学习型行业, 不断提高生产力水平。

1、在选矿工艺方面进行改进

目前我市选矿厂处理的铁矿石类型以磁铁矿为主，是当前国内

铁矿选矿厂最主要的入选矿石类型。近年来出现的比较成功的新工艺具有代表性的主要有：“阶段磨矿﹑弱磁选―反浮选工艺”，“全磁选选别工艺”，“超细碎―湿式磁选抛尾工艺”。

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我们依靠科技创新，优化生产布局，优化设备配置，先后解决了厚煤层综放工作面防灭火、“三软”大倾角厚煤层开采工艺技术、软煤岩支护等技术难题，提高了生产集约化程度和安全管理水平。做了大量基础工作后，又明确提出新的奋斗目标：大力推进矿井数字化建设进程。

针对当时的新形势、新要求，我们借鉴国际上在安全管理中实行高度机械化、自动化的先进经验，与北京、陕西、江苏、河南等地知名高校、科研院所、制造企业共同打造秦源煤业公司数字化矿井综合平台。同时，邀请有关教授和专家，深入矿井调查研究，就数字化矿山建设举办专题讲座，并多次召开专题会议和现场会，交流经验和做法，保证了数字化矿井建设稳步推进。

面对职工队伍素质参差不齐、部分干部和职工不理解等一系列困难和阻力，我们根据企业对矿井综合数字化人才的需求，开始有针对性、有计划地培养人才，利用长短期培训、职业技术教育、与大专院校联合办学等多种办法，同时，结合开展岗位练兵、技能比武、组织技术工人提合理化建议、技术攻关等活动，打造一支品牌职工队伍为数字化矿井建设提供人才支撑。

在推进数字化矿井建设进程中，我们紧盯煤炭科技发展的前沿，紧跟和赶超国内煤炭科技先进企业，紧紧抓住“解放人、防范和减少灾害事故发生、提高效率与效益”这三条主线，应用现代电子技术、计算机技术、传感技术和控制技术改造传统煤炭产业，建设数字化、现代化矿井。

目前，我们已建成并投入使用的有：通风系统（包括制氮系统、安全监测监控系统、主扇风机自动控制、全国首创的矿井通风仿真模拟系统等），地面保障系统（人员考勤、水泵监测、水处理系统），运输系统（井上下皮带监测、副井绞车提升），生产系统（工作面顶板矿压在线监测系统等），安全系统（包括矿井无线通讯、人员定位、井下电子显示及语音广播、安全入井考试系统）等，实现了井上下运输、中央变电所、泵房、制氮机房、水处理站等场所无人值守，井下作业人员从500人减少至350人，中夜班各100人左右，早班150人左右，远低于国家规定井下作业人数标准。我们还引进德国技术，建成国内第一条工作面顺槽运人卡轨车。通过自主创新，安装了国内第一条井下乘人索车，实现了人员运输的安全。

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钟致民总经理从运营商的角度向大家剖析了互联网与通信行业发展的密切关系，强调了企业也需要虚拟化，需要第二人生。通过对数据的剖析，说明了目前我国互联网技术亟需提高改进。钟总分享了金泰阳纸箱的定制方案、海尔“四网融合”等案例，阐述了“互联网+”的行动计划中国电信在信息化建设中的作用。他指出，从公众消费互联网到产业互联网，市场潜力巨大，大数据犹如深海，需要各行业、各产业的共同创造与挖潜，中国电信志在成为“互联网+产业”态圈的营造者，帮助大量的传统企业拥抱互联网+，推动企业依靠互联网不断发展壮大。

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在煤炭行业中，涌水量大的矿井占很大的比例，排水系统的安全可靠运行与矿井安全生产有着直接关系。目前，传统煤矿还坚持使用手动起停设备和人工监视的排水系统，自动化程度低、应急能力差，存在很大的安全隐患，同时为了完全覆盖井下排水地点，岗位工人数较多，劳动效率低。随着煤炭行业产能过剩的形势日趋严重，安全生产更是受到社会的普遍关注，当前科技进步迅速，在工业化信息化融合的时代背景下，实现无人值守自动化排水，是实现智能矿山的重要环节。实现主排水泵房无人值守，中转水仓以及离散小水窝自动排水，同时对排水设备运行状态进行监测，对能耗进行分析，对设备本身健康情况进行智能诊断，为设备的维护提供预防性检修计划，提高设备的使用寿命，减少故障率是未来智能矿井发展方向和必然趋势［1－3］。

1锦界煤矿水文条件及排水系统概述

锦界煤矿井田主要含水层有松散层孔隙潜水（沙层水）和直罗组孔隙裂隙承压含水层（风化岩水层）共两层含水层，前者包括河谷冲积层潜水和萨拉乌苏组潜水。局部区域存在烧变岩孔洞裂隙潜水。目前正常矿井涌水量为3700m3／h左右。涌水量主要构成如下：各综采工作面700m3／h左右、采空区1500m3／h左右、各个备用工作面探放水1500m3左右、以及各井筒大巷少量涌水。矿井设有2个中央主排水泵房，4个盘区排水泵房，2个潜排水泵房。根据现有主排水系统及管路设备，目前全矿排水能力为13300m3／h，可以满足矿井现有涌水量设防要求，并有较大的富余量。

2井下自动化排水系统

2.1主排水泵房自动化排水系统主排水泵房是煤矿井下排水系统的核心，为整个矿井排水系统提供动力。本文设备配置以锦界煤矿为依据，主排水泵房每台耐磨离心泵均配备大功率三相异步电动机、出水电动闸阀、排真空电动球阀以及压力传感器、真空度传感器等自动化设备。同时为了保证离心式水泵正常运转，矿井均配备排空气设备或制定专门方案。煤矿排水综合自动化系统主要对模拟量数据和数字量数据进行自动地采集和检测。模拟量检测的数据主要包括水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、三趟排水管流量等。数字量检测的数据主要包括水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力等。以上数据的采集主要由PIC实现，传感器将模拟量数据传输给PLC，然后PLC对数据进行相应的计算处理，依据相关因素，判断出煤矿涌水量，以此来对水泵的开停进行控制。其余的一些模拟量数据大多是用来对自动控制系统的运行情况进行监督的，以便在系统运行出现故障时，及时的反馈信息，使系统及时的进行相关调整，避免损坏水泵和电机。各种的数据量信息被采集到PLC中之后，作为相关逻辑处理的条件和依据，对水泵的运行情况进行控制。在整个过程中，具体的处理方法是将模拟量信号在合适的采样定律下转换成数字信号，然后通过PLC对其进行的相应处理，从而实现对水泵的自动化控制［4，5］。2.1.1主控系统主排水泵房主控系统由PLC控制器、I／O设备及各类传感器组成。自动化排水系统具备以下功能：①通过水位传感器实时监控水仓水位情况，控制器根据设置的高低水位发出起泵、停泵指令，并根据水位上涨和下降情况调整运行水泵数量；②根据设备均匀磨损的原则对工作、备用水泵进行切换，防止水泵由于长期闲置造成电机受潮等情况；③主排水泵控制系统具备一键起停功能，同时满足就地一键起停、远程一键起停、检修等多种控制方式；④系统具备过载保护、短路保护、缺相保护、欠压释放、过力矩保护及相序自动纠正等电机保护功能，具有水泵流量、压力保护功能［8，9］。2.1.2监控系统自动排水监控系统是主排水泵房的中枢指挥，通过矿井环网实现主排水泵的数据上传与地面远程监控，实现了数据共享。为实现无人值守水泵房，基于锦界煤矿主排水泵房监控系统的应用实效与工程经验，水泵房监控系统应具备如下功能［6，7］：①水仓实时水位的在线监测，要求误差不超过01m；②主排水泵运行时的各种参数在线监测，如水泵运行状态，电机工作电压、工作电流，电动闸阀、电动球阀的开启状态，出水管的实时压力等；③排水管路安装流量计，监测管路瞬时流量和累计流量，可以监测排水管路的利用情况；④具备历史数据查询，运行时的实时监测数据均可存储于历史数据库中，实现历史回显，历史趋势分析等功能；⑤具备模拟值超限报警功能，同时将故障信息存储于报警记录历史数据中；同时可将故障信息推送至相关人员；⑥具有系统故障自诊断功能；⑦监控软件具有人机界面友好，操作简单直接，权限按需管理及动态画面直观显示等特点；⑧保证系统运行可靠、故障率低、维护方便、组态修改简便。煤矿排水综合自动化系统主要对模拟量数据和数字量数据进行自动地采集和检测。模拟量检测的数据主要包括水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、三趟排水管流量等。数字量检测的数据主要包括水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力等。以上数据的采集主要由PIC实现，传感器将书模拟量数据传输给PLC，然后PLC对数据进行相应的计算处理，依据相关因素，判断出煤矿涌水量，以此来对水泵的开停进行控制。其余的一些模拟量数据大多是用来对自动控制系统的运行情况进行监督的，以便在系统运行出现故障时，及时的反馈信息，使系统及时的进行相关调整，避免损坏水泵和电机。各种的数据量信息被采集到PLC中之后，作为相关逻辑处理的条件和依据，对水泵的运行情况进行控制。2.1.3设备健康状况分析智能矿山是现代矿井发展的必然趋势，排水设备智能诊断是排水设备智能化的关键环节，了解设备实时运行及设备本身健康状况等信息是水泵房实现无人值守的前提条件。在水泵及电机上安装多维智能传感器，采用无线信号传输模式，实时监测水泵、电机的振动和温度（定子温度和轴温）等参数，并且建立电机及设备重要部件振动、声音、温度的频谱分析，提取故障判断特征量，根据特征量的大小进行分级报警，对电机潜在的机械损伤进行探测和预警，同时预测设备状况的发展趋势。传感器综合分站可采用蓝牙等无线通讯方式与检修人员手持终端连接，检修人员在靠近设备后即可读取设备的运行状态及健康状况，同时分站可将设备的报警、预警、检修、更换等信息直接推送至检修人员。2.1.4排水系统能耗分析矿井主排水泵房均配有盘区变电所，实现自动化排水系统与变电所数据交互，通过智能分析，采用“削峰填谷”的用电原则，合理安排水泵运行时间，使水泵尽量在负荷低谷处运行，减少日负荷曲线的波动，减少电力线路的有功损失和无功损耗，节约电费。锦界煤矿中央2号水泵房水泵运行表见表1。排水管路在长期使用后会在管壁发生结垢现象，增加了管路的阻力，间接减小了管路流量，通过主排水泵房进水、出水管路上安装的流量计，对排水管路流量进行实时监测，数据后台分析，可以了解管路结垢的具体情况，对及时清除管路结垢，提高管路运行效率具有指导意义。锦界煤矿通过管路流量监测结合数据分析及时清理管路结垢，见表2。改善管路结垢情况后，水泵效率得到提升，吨水百米能耗提高5％左右。排水管路在长期使用后会在管壁发生结垢现象，增加了管路的阻力，间接减小了管路流量，通过主排水泵房进水、出水管路上安装的流量计，对排水管路流量进行实时监测，数据后台分析，可以了解管路结垢的具体情况，对及时清除管路结垢，提高管路运行效率具有指导意义。

2.2中转水仓、分散小水窝自动化排水

井下中转水仓担负着沿线排水过渡和补充排水动力的作用，传统煤矿仍设置岗位工对中转水仓水泵进行就地操作，劳动效率低。受巷道高度的影响，负压吸水罐自动排水装置的应用效果较差，目前中转水仓自动化排水通常配有离心式水泵、电动闸阀、注水排气电磁阀等自动化设备，在设计初期考虑管路与水泵相适应，提高水泵工况点的运行效率。从实际应用实效来看，注水电磁阀频繁起动，寿命较短，直接影响水泵的正常运行，因此需合理设置水泵起停高低水位，避免水泵频繁启动。井下分散小水泵主要靠水位探头开关量起停磁力启动器进行控制，由于井下分散小水窝设置较多，考虑设备的更新较频繁，组态画面无法及时更新，锦界煤矿依据设备的使用及位置制作电子标签，做到设备即接即显。

3井下水情监测分析系统

水害治理一直是矿井防治水的重点工作，目前矿排水系统不能直观体现井下水情变化的实际情况，如图1所示，通过对矿井采空区水位及入水、出水口增设水位及流量传感器，对井下回风巷道和泄水巷道的出水管路安装流量器，对矿井水情进行实时监测，系统提供矿井水情的趋势分析，通过先进物联网技术，实现矿井智能化联合排水，并为防治水工作提供决策性参考。水情监测系统除了能采集各监测点的水位，压力，水泵状态等信息外，还需具有继电输出功能，通过控制开关来起停水泵和发送报警预警的功能，实现水情监测的动态性、实时性、交互性。水情监测系统功能功能结构如图2所示，水情监测系统可绘制水情实时趋势曲线、历史趋势曲线，自动生成各类报表。

4结语

在介绍了煤矿自动化排水系统所具有的特点的基础上，又对自动化排水系统各部分工作的原理进行了研究，明确了煤矿自动化排水系统的工作原理，同时凸显出了在煤矿中应用自动化排水系统的优势及意义，以此来说明在煤矿中实施自动化排水的重要性以及必要性。锦界煤矿通过完善井下自动化排水监控系统实现主排水泵房、中转水仓及小水窝无人值守。在实现无人值守的基础上，进行矿井水情监测，提出矿井联合排水的方案。同时通过管路排水情况监测和合理安排水泵运行时间段，提高水泵运行效率，并及时处理水管结垢现象，提高管路运行效率，可降低吨水百米能耗5％左右。

参考文献：

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［2］李大伟，孟磊．煤矿井下自动化排水系统在实践中的运用［J］．中国高新技术企业，2013（6）：28－33．

［3］李从科，张艳，等．煤矿中央泵房自动排水系统的应用［J］．山东煤炭科技，2013（5）：299－300．

［4］熊树．煤矿井下排水泵组无人值守自动化系统的设计［J］．煤炭工程，2007（11）：23－25．

［5］李胜旺，吉贵堂，赵晓旭．矿井主排水自动化控制系统［J］．工矿自动化，2002（1）：55－57．

［6］张建民，张书国．采区排水系统的优化［J］．煤炭科学技术，2006（1）：78－79．

［7］宋玉峰．矿井排水自动化监控系统研究［J］．机械管理开发，2010（1）：33－34．

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中图分类号：F062 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）015-000-01

制造业是支撑经济平稳发展的主要力量，是经济结构调整的主要战场，是实施创新驱动战略的主要领域。近年来，美国、德国等制造强国相继实施“再工业化”、“工业4.0”等战略，推动制造业升级发展，我国出台《中国制造2025》作为实施制造强国战略的行动纲领。新疆是丝绸之路经济带的核心区，要主动对接国家制造业发展新战略，主动适应经济发展新常态，加快提升新疆制造整体水平。

一、新疆制造业发展现状

1.骨干制造企业具备了一定影响力和竞争力。新山子石化具备千万吨炼油百万吨乙烯产能，乌鲁木齐石化具备百万吨芳烃和十万吨三聚氰胺、六十万吨化肥等化工制造能力；新疆优势装备制造企业特变电工、金风科技等一批骨干龙头企业具备了工程总承包、系统集成、国际贸易和融资能力，在新疆新型工业化建设过程中发挥了重要的作用。2014年特变电工综合实力位居世界机械500强第三，发挥了新疆制造的表率作用。

2.一批先进制造技术占领行业制高点。新研股份新型多功能自走式玉米青（黄）贮联合收获机获得自治区科技进步奖和中国机械工业技术奖。新疆电解铝生产技术全国领先，单台电解槽生产能力达到全球领先水平，单产电耗达到全国最低水平；大型风电设备、输变电设备、沙漠越野车、特种运输车、节能型抽油机等产品的性能达到国内国际先进水平。

3.部分先进产能领跑全国。2014年新疆光伏发电综合制造产能约500万千瓦，国内排名第一，国际排名第三；变压器产量2.66亿千伏安，位居中国第一，世界第一；电解铝产能规模全国第二；大型农物业装备产销量位居全国第三。

4.内部结构趋于优化。新疆工业经济增长的主要推动力石油加工及炼焦、钢铁、有色、农副食品加工、机械、纺织等行业占制造业总产值80%以上，其中有色、建材、机械、汽车、医药等技术密集型行业发展加快。

二、新疆制造业发展中存在的一些问题

在新疆目前仍处于工业化初期向中期迈进阶段，新疆制造业与先进省市相比还有较大差距，严重制约了新疆经济快速发展和质量效益提升。

一是总量规模偏小。新疆工业中制造业规模小，占工业比重不高，整体产业附加值低，资源转换深度不够。二是产业结构不尽合理。装备制造虽然行业涉及门类，但只有输变电装备、风电装备、农牧业装备具备一定规模，其他各门类企业规模、产品档次、品种竞争优势都不明显。三是基础制造较薄弱。制造企业多以组装加工为主，关键和核心技术及部件对外依赖度60%，特别是支撑行业发展的“四基”能力十分薄弱，锻造、铸造、表面处理、大件加工能力等严重不足。四是创新能力不足。企业技术创新的支撑体系不完善，缺乏先进制造业发展必须的技术储备，特别缺少拥有自主知识产权的产品和技术，大多数企业研发费用低于全国平均水平。五是专业人才缺乏。制造业属知识密集、人力资源密集型产业，而由于受多种因素的影响，产业高层次、复合型、领军型人才的严重缺乏，已成为制约制造业进一步发展的瓶颈，今后时期，需下大气力解决制造业人才发展问题。

三、加快新疆制造业发展的对策

当前新疆要重点发展具有特色有优势有基础的先进制造业，如能源装备、农牧业装备、石油及石化配套加工、矿山机械、建筑工程机械、先进轨道交通设备、节能与环保设备、新兴能源汽车、电子信息技术、新材料、生物医药、纺织和服装制造等行业。加快产业发展升级，走规模化、智能化、服务化、创新化、品牌化、集群化、绿色化的发展道路。

1.做大制造业规模，提升“新疆制造”整体实力。加快推进传统产业内涵式技术改造。支持重点石化、轻工、建材、钢铁、有色等传统制造在产品升级、节能生产等关键环节进行填平补齐技术改造，引导制造企业采用先进适用技术，全面提升企业竞争力，推动产业向价值链高端发展。

2.加快两化深度融合，提升“新疆制造”智能化水平。推动石化、钢铁、机械等一批大中型企业开展两化融合管理体系贯标，加快信息技术在企业中的集成应用，运用信息化、互联网、大数据等新技术手段推动企业生产经营管理的全面创新，提高企业在工艺流程改造、在线检测、质量性能提升、营销服务等领域的系统化整合能力，打造一批两化融合示范企业。

3.延伸产品价值链条，提升“新疆制造”服务化水平。引导优势企业从以产品制造为核心向产品、服务和整体解决方案并重转变，从提供设备向提供设计、承接项目、实施工程、项目控制、系统维护和管理运营等一体化服务转变，开展总集成总承包服务。打造乌鲁木齐、伊犁、喀什、霍尔果斯等电商产业园和集聚区。

4.紧抓历史机遇，提升“新疆制造”合作化水平。主动承接高层次产业转移。紧抓各省区产业援疆有利时机，主动高水平高层次承接东部及国际新能源装备、汽车制造、工程机械等先进制造产业；鼓励和支持“新疆制造”企业积极参与丝绸之路经济带建设，不断拓展发展空间，打造国际型知名企业。

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0 引言

机电一体化（机械电子工程学科）是以微电子技术为核心的高新技术的兴起而得到快速发展，是从系统论的角度出发，机电一体化将机械装置与电子化设计及软件结合，各方合理配置，达到系统最优运作状态，提高煤矿机电产品的性能。

随着矿开采深度及难度的加大，井下机电设备一体化、机电技术一体化、机电设备技术管理与经济一体化成为打造现代高效、安全、绿色矿井的必备要素，是提升煤炭企业核心竞争力的关键。

1 煤矿企业实现机电一体化的意义

煤炭企业的机电一体化，包括机电技术的一体化进程、机电技术管理的一体化与机电技术与企业管理的一体化对提高的综合实力意义重大。主要体现在以下四个方面：

1.1 机电技术一体化。先进的机电技术煤炭企业实现信息化、数字化、智能化的重要支撑技术，是矿山综合自动化的基础。技术的引进及创新可以增强企业的创新能力，先进机电一体化产品的研发，在增强企业核心竞争力的同时，也能促进整个我国煤炭行业的机电一体化进程。

1.2 机电设备的一体化。机电设备的一体化能够提高机械的自动化半自动化程度，减少人为因素造成的误差，提高生产效率，降低煤炭事故。机电设备自动控制系统的应用，可以实现在线检测，故障报警，大幅度减轻工人劳动强度，精简工作流程，改善井下工作环境，减少安全隐患，提高工作效率。

1.3 机电设备技术管理与经济一体化可以提高企业的管理水平，促进煤炭企业技术创新。加强机电设备管理，及时对设备检查、维修、保养与更新，提高机电队伍的素质，在为井下生产提供安全可靠地生产设备的同时促进煤炭企业高新技术的发展。

1.4 机电技术与企业管理的一体化能够提高企业的管理水平，合理支出。建立高素质的机电员工，提高设备的使用效率，实现企业的规模化发展。

2 煤炭企业机电一体化技术的应用

2.1 机电一体化在矿井安全生产监测监控系统的应用。煤矿安全生产监控系统是煤矿机电一体化核心技术之一。它通过对煤矿机械中的电动机、传动系统等的在线运行状进行实时监控，实现设备的数字化、智能化运作，一旦井下设备出现故障能够及时进行故障排查，减少因设备故障或认为疏忽而造成事故的概率，简化工作人员设备维护检查工作程序。同时，为促进煤矿企业的安全生产，煤矿安全相关法规要求，在瓦斯事故高发的矿井或者高瓦斯矿井必须安装井下监测监控系统。

煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。实践表明，安全监测监控系统对煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

2.2 机电一体化技术在矿井综合采煤设备中的应用。电牵引采煤机运用微电子技术及电子电力技术，通过使采煤结构简单化，在我国新型矿井中得到广泛应用。与旧式采煤机液压系统相比，其具有工况检测和故障判断功能，使机器更加可靠。

2.3 机电一体化技术在矿井运输提升设备中的应用。矿井提升机的使用也是煤炭企业实现机电一体化重要设备，它集机械、电子、自动化、计算机、信息于一体，不仅提高了提升机工作的可靠性，还可以在工作中传递信息。采用交—交变频器供电的交流提升机使用两台计算机同时工作，相互检查，安全保护系统较为完善。由于其可实现故障记忆，安全性较高。

2.4 机电设备技术管理和机电一体化。设备的维修、更新、技术改造也是机电一体化不可或缺的重要步骤。煤炭企业不仅要积极引进先进技术，还要对设备进行定期检查、维修，使设备在寿命周期内正常运行。

对设备进行维修必然会涉及到相关的费用支出，因此煤炭企业要培训或外聘专业的维修工人，对于有维修价值的设备及时维修，加强管理，杜绝浪费，节约相关方面的费用支出，提高经济效益。

3 当代煤炭企业机电一体化的发展建议

3.1 存在的问题。煤炭行业在我国仍面临着高能耗、高污染、低产出、粗放式生产等一系列问题，针对以上问题，国家“十二五”规划明确提出，我国应着力调整产业技术结构，推动技术升级，加强自主创新，推进节能降耗。煤炭企业的一体化发展不仅符合国家“十二五”规划的要求，也是企业自身获得持续发展的需要。

随着科学技术的飞速发展，我国煤炭企业机电一体化建设也取得很大的进步，机电设备逐渐实现了数字化、智能化管理，但是在机电一体化建设中人存在诸多问题，需要煤炭企业进一步完善。

首先，机电一体化应用范围不够广泛。能够完全实现机电一体化的企业在我国仅限于大型煤炭企业，很多中小型矿井还是落后的生产设备，企业的信息化程度较低。其次，没有实现机电一体化系统化管理。虽然我国的大中型煤矿企业积极引进先进的机电设备，但是很零散，不够系统，所以很难完全实现真正的机电一体化。在系统的应用上也不够程序化。因为机电一体化主要是实现计算技术与机械装置有机结合，实现矿井机电设备的数字化、机械化操作，因此对于设备的程序要及时更新、开发新技术，而我国大部分煤矿企业仅限于引进技术阶段，对于设备的程序化应用于国外相比，差距很大。最后，机电一体化员工素质亟待提高。很多煤炭企业对花巨资引进过来的先进装备使用程度很低，其原因就是技术人员专业素养不够高，只有引进过来的设备得到有效利用，才能从根本上提高企业的机电一体化建设，促进企业的高效持续发展。

3.2 提出的建议。首先，扩大机电一体化的应用范围，鼓励中小型煤炭企业加强技术升级，积极引进先进的机电装置，加快煤炭行业的机电一体化进程。其次，培训专业的机电一体化员工队伍，提高设备使用率。煤炭企业应加大在对技术工人的培训，或者高薪聘请机电相关专业的技术人员参与设备运作与检修，最大限度的发挥机电设备的使用价值。再者，实现机电设备的绿色化、环保化发展。高效节能，先进环保的机电设备是机电一化发展的趋势。煤矿企业也在朝着绿色环保的方向发展，最低限度的降低生产给环境带来的污染。因此，煤炭企业在机电一体化建设中要大力开发节能环保、低粉尘、优质可靠地机电装备，为节约资源、保护环境作贡献。最后，实现机电技术与企业管理的一体化发展。机电技术的一体化发展要求机电技术一体化与企业管理协调一致，双方符合企业战略发展的要求。企业在加强技术管理的同时也要全面发展，共同致力于企业战略目标的实现。因此，企业应合理分配员工，合理安排企业支出，加强对设备的管理，及时维护、检修、保养，更新，在保证生产计划不收影响的条件下，充分发挥技术创新潜质，提高企业效益。

4 结语

随着微电子技术的发展，机电一体化技术在煤矿业得到应用和推广，是我国煤炭企业的综合竞争力得到提升，尤其在大型煤矿设备和矿机自动化方面成效显著。未来的煤炭机电一体化技术将在设备操作性能、数字化设计与传感技术、液压系统以及煤矿机器人等方面进行取得突破，共同推进我国煤炭企业的高效、清洁、快速、可持续发展。

参考文献：

[1]项光耀.浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用.科技专论，2012.1.

[2]杨访明.机电一体化产品在煤炭生产中的应用.现代矿业，2012.

3.

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随着采煤工业高速发展，煤机装备制造业作为高新技术的载体和高新技术转化为煤炭先进生产力的桥梁空前活跃，我国煤机采掘装备业近年来发展迅速，产品等级更新较快，就采煤机、刮板机、掘进机、液压支架等设备的最大装机功率、最大支撑阻力和生产规模而言，已达到或超过国外先进煤机企业产品水平。但就整机综合性能、可靠性、自动化程度、关键元部件性能等方面与国外DBT、JOY、Eickhoff等先进煤机企业的产品仍有较大差距[1-5]。同时，因缺少试验、检测手段，国内采掘设备完成研制后，只能直接到用户处进行井下试验，出现问题不仅解决困难，同时给用户和制造企业造成很大损失，这在很大程度上制约了我国采掘机械向高端产品方向的发展。国家发改委批准建设的煤矿机械装备综合实验室为这些问题的解决提供了平台，本文重点研究探讨了该实验室建设目标定位，关键技术，模拟工况环境设计，测试实验技术，数据处理平台构建以及运营管理模式，提出了综采成套装备的性能、机械、力学和控制实验平台建设方案并完成实施，阐述了建设理念与实现过程。

1煤矿机械装备综合实验室目标定位

纵观国内外煤矿采掘机械试验设备，我国液压支架试验设备已达到国际先进水平，但采煤机、掘进机和刮板输送机整机试验系统仍未建立。德国、英国、美国等国家的煤矿机械产品质量之所以稳定，与这些国家有先进和完备的质量、性能检测手段密不可分。前苏联对采掘机械的试验有国家标准，对产品出厂和新产品研发、定型有明确的规定，经过如此严格的质量检查，产品质量必然得到保证。我们从美国、德国引进的连续采煤机、掘进机和综采成套设备，几十年来，质量一直稳定，得到我国用户的肯定，这也由于这些国家有先进的试验手段有关。煤矿机械装备综合实验室建设目标定位是：以企业为主体、市场为导向、产学研相结合为基础，搭建创新平台，解决煤矿采掘装备领域研发实验手段落后、基础研究与工程技术开发之间脱节问题，突破行业普遍存在的“理论无支撑、设计靠经验、验证靠现场、整体配套不协调、各单机发展不均衡”等技术瓶颈，推动采掘装备向“自动化、智能化、无人化”方向发展。建立产学研用有机结合、科研与应用相互促进的长效机制，形成具有行业领先水平、结构合理的创新平台，实现技术开发，生产试制及科研成果产业化功能，培育和掌握一批战略高技术和前沿技术，抢占高技术产业发展的制高点，为我国煤炭高效安全采掘提供装备技术保障和支持。

2煤矿机械装备综合实验室建设关键技术

该实验室建设在张家口装备产业园区，是目前世界最大、国内煤机装备制造业首家煤矿采掘机械装备综合实验室，总建筑面积17301m2，新增测试、试验设备(仪器)104台（套),包括模拟煤壁作业实验平台，液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、刨煤机等工作面设备，以及试验检测仪器、数据分析系统等。项目总投资2.5亿元，中央预算内投资1994万元。实验室共计采用585个传感器、910测试测点、295个采集模块。为保证实验室建设的先进性，在建设初期，项目组在考察了GE全球研发中心、波兰采矿技术研究院(KO-MAG)、德国埃森研究中心（DMT）、柏林工业大学等机构实验室建设情况基础上，形成了建设方案，组织行业内专家论证后，发现煤矿机械装备综合实验室建设的关键难点有三点：①如何针对矿井不同煤层、岩层的硬度、厚度及地质属性，构建出能够以1：1的比例直接模拟井下实际工矿的条件；②如何选择、设计陪试设备；③测控数据采集与处理系统及软件平台设计。本节重点研究阐述解决上述问题的关键技术。

2.1模拟工况条件设计

模拟工况条件建设关键是设计出模拟煤壁，项目组以现代材料测试手段为基础，通过实验测量及理论分析，获得在力学破坏因素作用下模拟煤壁混凝土细观结构的改变量及相对应的宏观性能指标变化量，结合损伤力学的理论，建立以煤为粗、细骨料的不同强度等级混凝土配合比设计模型，以此来研究以煤为粗、细骨料的煤壁用混凝土的力学破坏过程，实现在荷载因素下结构破坏过程和非荷载作用下的结构层细微竖向和横向裂隙形成等问题。

2.1.1模拟煤壁设计

通过理论分析与试验研究两个方面的工作，揭示了影响以煤为 图2主实验区陪试设备粗、细骨料的混凝土材料力学性能的主要物理、化学过程，采取人为改变材料细（微）观构成的措施，形成不同的节理和层理结构。在完成模拟煤壁混凝土配合比设计研究，模拟煤壁结构层人工微裂隙设计研究以及模拟煤壁浇筑施工工艺方法研究的基础上，设计了采煤机工作面和刨煤机工作面两套试验模拟系统，采煤机实验系统模拟煤壁长度×宽度×高度为70m×4m×3m，刨煤机实验系统模拟煤壁长度×宽度×高度为70m×2m×1.5m。模拟煤壁材料主要以煤炭为主，采用两种硬度进行浇筑，其中35米硬度为F3，另外35米硬度为F4，浇筑过程采用每300mm浇筑一层，待凝固后布置三向内应力传感器。

2.1.2模拟煤壁内应力测量

煤壁内应力测试目的是可测量煤壁浇筑后内应力变化；测量不同煤壁硬度内应力的对应关系；在截割过程中测量采煤机滚筒对煤壁的冲击力，测量刨煤机在刨削煤岩过程中的刨头对煤壁的冲击力。采用预埋压力块的方式进行内应力测量，采煤机工作面和刨煤机工作面分别预布置28个点，传感器是150mm×150mm×150mm的三向测力传感器，考虑煤壁浇筑时每300mm浇筑一层，高度方向上采煤机工作面分别在0.9m、2.1m水平面上布置，充分考虑采煤机滚筒直径在1.8m以上，截割在0.8m，单一截割在同一层上不能同时破坏两个测试压力块；刨煤机工作面分别在0.6m、1.2m水平面上布置，充分考虑刨煤机刨削深度，单一截割在同一层上不能同时破坏两个测试压力传感器。煤壁内应力传感器布置图如图，黑色代表顶层传感器，白色代表底层传感器，在采煤机和刨煤机工作面假煤壁共布置传感器56个，均分两层布置，每层数量14个，考虑到布置信号方便，出线位置选择在煤壁通风道接缝处。

2.2陪试设备配套

主实验区配置了陪试设备、综合测试设备、综合监控设备、变频及供配电设备、辅助设备等。可提供10000V、3300V、1140V、380V供电电源，液压用乳化液和喷雾冷却水，满足了采掘装备模拟工况综合实验要求。陪试设备主要由采煤机、液压支架、刮板输送机和转载机组成。采煤机根据主实验区基础建设情况（煤壁厚度为3m）和国内该煤层实际采煤机的选型情况，选用MG500/1130-WD型采煤机；液压支架根据煤壁的高度，结合国内目前该煤层厚度主流液压支架工作阻力情况，选用ZY9000/15/28D型液压支架。由于在试验现场无法真实再现顶板压力，为使液压支架在推移刮板输送机时保持固定，不后移，在每台液压支架后端配置拉移油缸，与试验平台底板固定，确保液压支架在推溜时不后撤，同时，在成套设备向前推进后，也能够将所有设备拉回至原来位置；刮板输送机根据采煤机的生产能力，选用SGZ1000/1050型刮板输送机；转载机选用SZZ1000/400型转载机（图2）。

2.3控制系统设计

综采工作面成套设备试验平台除了试验设备外，还配备了设备控制和监测系统，主要包括液压支架电液控制系统、采煤机远程控制系统、刮板输送机监控系统、工作面语音通讯系统、工作面自动化集中控制系统等。其中液压支架电液控制系统主要是用来控制液压支架的自动化动作，包括自动拉架、自动推溜、自动移架，同时还监测支架工况，与工作面集中控制系统通讯，接收工作面集中控制系统的控制命令，传输液压支架的工况数据至工作面集中控制系统。采煤机远程控制系统主要是远程控制采煤机的各种动作，与工作面集中控制系统通讯，上传采煤机工况运行参数，接收工作面集中控制系统命令等。刮板输送机监控系统主要是采集和监测刮板输送机运行工况参数，并将刮板输送机运行数据传输给工作面集中控制系统。工作面语音通讯系统主要用于语音通讯、启停刮板输送机和工作面急停闭锁。工作面自动化集中控制系统主要是对工作面成套设备进行监测和远程控制，存储各设备运行参数，对成套设备之间的运行参数进行分析，发送相应的控制命令，实现成套设备的自动化运行。视频控制系统主要是用于对工作面成套设备的运行工况进行实时视频监测，对人员的远程干预提供依据。

2.4测控数据采集处理系统建设

测控数据采集与处理系统是此次试验平台建设的核心，通过在各个设备、煤壁上安装传感器，监测各设备在运行过程中的受力情况，并对其进行存储和分析。

2.4.1数据采集系统硬件方案

实验数据处理主要以应力应变数据为主，传感器选型与设计方面，考虑到数据转换和传感器强度两方面，我们选择的都是应变输出，采用应变模块进行数据采集。针对成套设备数据采集的多数据、复杂位置的特点主要分为三类数据：第一类数据是设备本身自带的数据，通过数据传输接口模块对设备本身自带接口数据进行接收，再通过无线网关接口传输至数据采集终端；第二类数据是通过加装传感器输出的数据，设置采集模块，通过采集模块采集后通过无线通讯的方式对数据进行实时传输；第三类数据是通过加装传感器输出的数据，设置采集模块，通过采集模块采集后通过存储的方式对数据存储，离线读取。

2.4.2数据传输通讯方案

①有线数据通讯方式。有线数据传输方式是采用串行的数据传输，其传感器与采集模块连接、采集模块和上位计算机之间都是采用有线连接，其主要适用于煤壁内应力测试等不发生移动采集点的数据测量，主要优点是成本低、采集数据传输稳定。②无线数据传输通讯方式。无线数据传输方式是建立在无线传感器技术上的一种数据采集传输方式，主要适用于旋转机械移动机械，安装布线不方便场合。对于采煤机工作面所有数据均采用无线通讯方式。采用不同的数据采集模块进行数据采集，数据传输采用统一的无线通讯协议进行数据传输，保证接口的一致性。③存储卡的离线数据通讯方式。无线通讯不能实现的场合，比如刮板在回空段，无线信号完全被屏蔽了，这样的数据采集采用存储卡的离线数据通讯方式，此种通讯方式需要在设备传感器一侧加装电池供电，数据采集后实时的将数据存储到存储卡中，以备集中的读取数据。

2.4.3数据分析处理平台软件设计

①测试信号数据处理：去伪处理（信号过滤）。测试信号数据处理过程中，我们在数据采集开始将随机产生的漂移信号进行清零处理，并且通过信号采集时间同步的方法实现在同一时刻的数据采集，在实验过程中，由于要有前期的准备时间，我们设置了位置定位传感器，当系统开始运行，到达我们传感器指定的位置后，位置检测节点发出标志信号，在采集软件中会有明显的标识，对我们后续的数据截取和数据处理进行去伪处理提供参考依据，有效的实现对无用信号的过滤。②测试数据与时空状态对应处理，建立多维空间下的数据库。所有测试数据都有对应的数据文件，在同一个测试工程中，每个数据文件之间都有统一的时间坐标作为参考，实现多维空间下的数据库集群。③性能及其测试参数可视化软件开发。在实验中，我们设计了上位机数据采集软件，可以实时的采集显示数据，实验测试参数可以在张家口视频会议室的终端采集电脑和屏幕上实时显示，也可以在北京集控中心进行实验数据的显示。显示的的数据中我们可以显示每个参数和时间对应的曲线，也可以将多个数据同时显示成三维坐标下的曲线画面。

3煤矿机械装备综合实验室运行

实验室作为企业技术创新的主体，是负责企业研发及承担国家、省、市级科研项目的主要科研力量，在实验室的运行过程中，我们不断的探索，研究实验室的运行管理模式，明确工作重心，制定了实验室运行管理办法，选配了优秀研发管理人员[6-11]。依托该实验室与中国矿业大学（北京）联合建立了“北京高等学校市级校外人才培养基地”，借助北京高校优质科研资源，充分发挥各自在信息、资源、技术、人才和应用等方面优势，推进了采掘装备动力学基础理论研究、测试试验研究和数字化矿山技术研究等工作。同时，依托该实验室，实施了国家863计划课题《全自动化刨煤机工作面成套设备研发及应用》（项目编号：2013AA06A412）、国家973计划课题《深部煤岩自适应高效截割原理与适用性评估》（项目编号2014CB046301）及国家发改委低碳项目《千万吨级高效综采关键技术创新及产业化示范工程》（发改办高技[2013]1819号）。运行中，研发试验团队实时掌握行业最新发展动态，了解市场需求，从而将设计、研发、制造、生产等有机的结合起来，推动企业成果转化及产业化进程，为新技术、新产品的各项性能试验提供了良好的环境，有利于企业在核心技术上取得突破，解决设计、制造中的关键问题。

4结论

煤矿采掘装备综合实验室先后完成了具有国际先进水平的机械装备测试中心建设，并模拟煤矿井下工作环境，建成了综采成套装备的性能、机械、力学和控制实验平台。经过先期的实验检测，表明试验系统的各项功能和性能指标符合初步设计要求，已进行的采煤机、刮板输送机、自动化采煤系统的试验测试已经对我们进行新一代自动化、智能化工作面成套设备和技术开发发挥了作用。下一步，我们将与大专院校、科研院所紧密合作，更深入地进行采掘成套设备及开采技术的实验研究和理论创新，为进一步提升我国煤矿装备的机械化、自动化、智能化水平和国际竞争力发挥更大作用。

参考文献

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中图分类号： F407 文献标识码： A

一、我国矿业的发展现状和问题

中国经济规模巨大、发展速度惊人。我国矿业快速发展，矿产资源需求量的大幅增长， 带动供应随之增长，其为工业化、城市化提供原材料保障的同时， 资源回收率低、资源高消耗、日渐短缺和矿产对外依存度高等一些问题日益严峻。有关研究表明在我国有各类型金属矿山10618座，大多始建于上世纪50至70年代，经半个世纪的开采，老化的矿山近10000座，超出原设计的服务年限10年以上的矿山则比例高达8000座。许多矿山资源枯竭，造成保有储量严重不足，企业生产陷入困境。按我国目前的保有储量，估计到2010年一半左右的有色金属矿山将因资源枯竭而关闭；到2020年能维持生产的矿山将不足20%。我国正处于工业化发展的中期阶段，市场需求持续增长，资源供应的日渐枯竭加剧了其与急剧增长的矿产需求之间的矛盾。当务之急是，做到如何缓解这个矛盾。在全国开展危机矿山项目的同时，更需要大力加强矿产合理勘查与开发，重点研究矿业循环经济科学技术方法，进而实现矿产资源的再发现，再利用，减量化，再回收和再复垦等绿色矿山建设目标，增进矿业可持续的稳固发展。

二、我国地质勘探中的问题

1. 地质资料较少，投入资金不足

近几年来，我国的基础地质勘探工作资金极为不充足，基本上完全依赖于中央国家财政资金的投入，常常显得捉襟见肘。由于地质勘探工作中资金投入较少，使得地质勘探工作取得地质资料较少，造成之后的找矿工作严重依赖许多年前形成的地质工作资料，而新的基础地质工作资料的不足严重影响了找矿工作的进展。

2. 占找矿主导地位的大多是国有事业单位，使得公平市场分配机制没有完全建立

在我国，主要由国有地质勘查单位负责地质勘探工作，企业还没有能够成为地质勘查市场的中流砥柱，但国有地勘单位的事业定位，使得它很难成为一名合格的市场主体；地质调查局的投资者遭受了不平等，对政府投资的主要力量过于强势，造成社会其他的投资者资金投入不能得到有效保护；因为缺乏对收入分配的地质勘探工作的风险分担机制的经济规律，而投资者规避风险的心态继而导致社会投资的失衡，唯有增加投资金额，以降低投资风险。此外，地质找矿收益共享、风险均担的公平市场分配机制在我国还未完全建立，这也是影响社会资金在地质勘探工作中积极投入使用的重要因素之一。

3. 地质高技术人员缺失，导致创新能力不足

事业发展，关键靠人才。在如今的全面加强地质勘探工作的新形势下，我们同样面临着地质勘查工作的新任务和新要求，突出的问题是缺乏人才培养和技术储备。事业发展，关键靠人才。这主要体现在：地质人才短缺严重，地质人事部门、专业、地域分布不均；地质调查队人员余缺并存；地质人员的专业水平和整体素质有待提高。地质勘探工作的技术创新继续下降，新技术和新方法在地质勘探工作中使用不够，未推出足够的新设备，设备更新缓慢，软弱地质勘探的基础研究。在第一线的地质科技人才，特别是专业技术人员严重短缺，地质越来越窄的专业培训渠道。专业使用不合理，技术人员和地质勘查队伍不稳定。

三、对地质勘查中存在问题的解决方法

1. 发挥学会、协会的桥梁和纽带作用。组织开展地质勘查行业改革发展经验交流活动，总结推广典型经验，注重发挥地质勘查行业学会、协会的纽带和桥梁作用；开展地质勘查技术方法、和理论的咨询、培训等活动。

2.遵循规律，合理布局。

根据我国地质条件和矿产资源分布特点，综合考虑国民经济和社会发展宏观布局要求、人口分布情况、国土利用情况、基础设施建设和城镇化格局，统筹规划地质勘查工作的区域布局，引导地质勘查工作的合理发展。

3.突出重点，拓展领域。

立足于我国现有的地质条件、资源基础、环境基础、工程基础，突出重点找矿矿种和重点成矿区域的勘查工作，努力寻找有重大经济效益的大矿、富矿，不断提高地质勘查的精度、深度和广度。根据经济社会发展需要，积极拓展地质勘查工作的服务与应用领域。

4.立足国内，面向海外。

基本建设预算投资政策落实到位，帮助因基地建设、设备更新等欠账过多的国有地勘单位解决问题。利用“两种资源、两个市场”，充分挖掘国内资源潜力。加大矿产资源领域对外开放，适应经济全球化和资源全球化发展的需要，鼓励与国外企业合作开展境内矿产资源勘查开发，扶持、鼓励，同时引导有条件的企业“走出去”，提高矿产资源供给能力和保障程度。

5、加大政府及相关部门的政策支持。

国有地勘单位改革涉及多个部门及方方面面的问题，建议中央和地方应继续给予国有地勘单位改革大力支持， 进一步落实相关的优惠政策，重点扶持困难地勘单位，促进地勘队伍平衡协调发展。同时，国有地勘单位应主动加强与相关部门的联系与沟通，及时向当地政府汇报工作，以争取政府及相关部门的理解和支持。

6、免除职工的后顾之忧。

为确保社会稳定，免除职工的后顾之忧，建议实行地勘单位下岗职工提前退休政策，让大龄下岗职工提前退休，以解决地勘单位下岗职工多、年龄偏大、文化技能低、再就业安置难度大等问题，。

7、改革地勘单位收益分配。

建议其收益分配向地勘单位倾斜，中央地质勘查基金、自治区地质勘查基金安排的勘查项目，如发现有价值的矿产地，允许将大部分转为承担单位的国有资本金， 推进地质勘查业的改革与发展，加强商业性地质工作。

8、加强对地质勘查单位的指导和管理。

引导各类地质勘查单位和企业开展合法地质勘查活动，提高市场竞争能力与勘查作业质量。依据地质勘查单位资质管理的有关规定，严格行业准入。认真做好地质勘查单位资质的核定和监督管理，严格核实地质勘查单位的人员、资产、设备和管理水平，确保地质勘查单位的勘查资质类别与核定的等级相符。

9、安排合理，提前计划

按照以人为本、全面落实科学发展观的要求，统筹中央与地方地质勘查工作，统筹矿产勘查与环境地质调查，统筹公益性地质调查与商业性地质勘查，统筹各类区域地质工作，统筹国内地勘事业与海外地勘事业的发展，充分发挥地质勘查的先行性、基础性作用，提前10～15年规划部署地质勘查工作。

结束语

在21世纪新的知识经济时代，现代化日益普及，矿产业的可持续发展不仅要适应新时代的资源供需全球化，还要加强环境生态保护、加大宏观政策调控等措施，更应强调智能化以及人才创新，凭借科技创新，深化认识矿产勘查、矿产资源调查评价并开发的新“认知”，加强国家与社会的宏观与微观的调配力度，监管力度，以探寻和达到勘查与开发适应新世纪矿业需求的国家目标。

参考文献：