时间：2023-09-11 09:18:01
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关键词：数字矿山；应用前景
Abstract: the article expounds the concept of digital mining and its system architecture, with specific mine as an example discusses the process of development of digital mines and the application prospects.
Keywords: digital mine; Application prospect
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
0 前言
随着计算机应用的继续普及计算计技术的不断发展，数字化、自动化、智能化已经成为当今工业生产发展的必然趋势，如何及时、正确、有效的实现数字化是当今工矿企业研讨的主要课题和重要任务。“数字矿山”模型综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素，对企业优化资源配置、保障安全发展、提高经济效益、提升竞争能力起着重大作用。故“数字矿山”是当今工矿企业发展的必由之路。
1、数字化矿山原理
数字矿山以矿山系统为原型，以地理坐标为参考系，以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算机科学为理论基础，以高新矿山观测和网络技术为支撑，建立起并集成一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型，通过多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达，具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及数字化、网络化、智能化和可视化的特点。它是用信息化与数字化的方法来研究和构建的矿山，是信息化、数字化的虚拟矿山，是由计算机网络来管理全部数字化信息的技术系统。通过它可以了解整个矿山系统所涉及的信息过程，特别是矿山系统多体之间信息的联系和相互作用的规律。
2、数字矿山系统构架
2.1 按结构划分
按结构划分，数字矿山自下而上可分为以下七个主层次:
(1)基础数据层，即数据获取与存储层。数据获取包括利用各种技术手段获取各种形式的数据及其预处理，如通过测量获取水平角、竖直角、斜距等，并预处理得到点的三维地理坐标，点间的水平距离，点的高程，边的方位角等；通过钻探得到的岩芯判断岩层的深度、矿物成分、分布、硬度等各项参数，绘制地质各种图纸、图表。数据存储包括各类数据库、目录库、文档文件库、图形文件库及多媒体文件库等。
(2)模型层，即表述层。如空间和矿体属性的三维和二维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实动化模型等。该层通过绘图软件将数据加工为直观、形象的表述形式，为优化、模拟与设计提供输入接口。
(3) 模拟与优化层。如工艺流程模拟、采矿模拟、避灾模拟、通风系统模所及参数优化、设计与计划方案优化等。
(4) 设计层，即计算机辅助设计层。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。
(5) 执行与控制层。如自动调度、流程参数自动监测与控制、远程操作等。该层是生产方案的执行者。
(6) 管理层。包括MIS与办公自动化。
(7) 决策支持层。依据各种信息和以上各层提供的数据加工成果，进行相关分析与预测，为决策者提供各个层次的决策支持。
2.2 按功能划分，
数字矿山包括六大类系统：数据获取与处理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、管理系统、决策支持系统。其中数字开采系统是核心系统，也是效率和效益的主要创造者。
3、我公司矿山数字化的可行性
(1)我公司自二次创业以来，已经在矿山数字化、智能化、自动化上大下功夫。原有公司局域网及网络OA办公系统的广泛应用，公司集控中心、调度监控中心、网真会议室和经营办公区的建成，以及公司上层对矿山数字化的认可及支持，为公司矿山数字化进程扫清了障碍。
(2)公司利润的连年增长，为矿山数字化过程中硬件设施的完备奠定了物质基础；被誉为中国第一个数字化煤矿的刘庄煤矿的建设过程为公司矿山数字化提供了丰富的建设经验。
4、数字矿山实施方案
4.1 构思设计数字矿山模型
根据公司自身的特点，围绕数字矿山建设的具体目标设计包括数据采集、存储、处理，生产过程实时监控，信息共享，内网通讯，综合管理等内容的大型数字矿山模型。该模型主要考虑实现井下安全作业、严格控制生产成本，畅通公司内部交流，提高企业效率和效益。
4.2 构架完成数字矿山雏型
(1)根据公司规模采购匹配数量及配置的计算机，建立并完善以公司信息资源共享为目标的大型局域网络。该网络必须覆盖公司各大小矿井及相关辅助单位，包括公司总部、公司设计院、各生产矿井、准备矿井、楚源公司、设备管理中心，公司两医院、公司保卫部，矿山救援中心、公司培训中心等。且各二级单位内部各部门根据职能分划也必须至少有一台主机，以保证任何一个职工都有条件上公司局域网。
(2)建立职工信息库，并对每一个职工分发一个唯一且固定的网络身份证，即ID号，该号码与职工工号一致。该ID号作为职工有关信息的索引，涵盖职工工资、职称、职位、岗位、通讯联络方式等信息，信息定期更新，ID终生不变。职工可以通过该ID号在任何一台公司局域网内的主机上登录，用于查询自身信息、提供实名举报、合理化建议、查看公司公告要闻、查阅公司文件等、给对方发送信息等。根据不同职工岗位设置不同权限。后期，针对职工ID号分发磁卡，职工可以凭该卡上下班打卡、充值并使用公司内部服务（加油、就餐、就浴、公司班车）。
(3)建立并启用公司CIP系统,档案管理系统、短信发送系统、生产管理系统、人力资源系统、用友财务系统、安全管理系统、物资供应系统、设备管理系统、成本管理系统、销售管理系统、计划管理系统、技术管理系统、安全监测系统、干部管理系统、企业文化系统等。
4.3 构筑完善虚拟数字矿山
(1)通过钻孔、探槽和炮孔取样等数据采集手段，建立矿山实体数字地质模型、用以表征煤、岩的空间分布及相关特征，如煤层走向、地质断层、破碎带、地质构造、岩性、煤质等。
(2)以地质模型为基础，结合其它测量数据、采矿工艺、采掘机械参数、通风系统信息等构造虚拟矿山，进行数字模拟开采，从而完成矿山长、中、短期开采计划编制，井下巷道标准断面、峒室优化设计、开拓设计、采矿方法优化、通风设计调整、灾变应变预案编制等工作。
(3)导入全站仪、GPS等数字化测量设备结合地图软件，自动生成地表建模、深井系统建模；对于AutoCAD，MapGis文件，可以直接导入3DGIS环境（如：3DMine），利用其点线和属性数据构建三维表面直观模型，通过任意两个面或面与实体的的交并布尔运算，计算排土场的体积，计算填方，挖方工程量，计算保护煤柱留设位置及塌陷范围等。
4.4、投入应用
(1)对矿山生产的各环节作实时监测、监控，如井下皮带监控、主副井提升监控、采区变电所监控、工业电视监视、主要扇风机房监测、矿井火灾束管监测、井下瓦斯监测、井下人员定位等；
(2)整合海量、异源数据，实现矿山各种数据永久、安全存储，如：测量地理信息、地质地理信息、输配电地理信息、给排水地理信息、职工人员信息、历史文件、会议记录等；
(3)全面实现全网即时通讯：网络短信会议通知、办公文件传输、公文收发、网络业务审批、网真会议、井下通讯；
(4)实现数字化管理，如档案管理、安全管理、资产管理、生产管理、成本管理、矿山综合管理、综合管线管理、设备管理、销售管理、计划管理、技术管理、干部管理等。
5、结语
关键词：准东二矿 数字化矿山 建设
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.
[4]姜亮.浅谈煤矿企业信息化及数字矿山建设[J].科技致富向导，2013，15（3）：176-246.
根据我院煤矿开采专业技术专业的转型需要、结合《人工干预智能化开采的研究》项目的需求，2018年7月17日至25日专家罗**、教授杨殿海、佟凯、梁士宝一行四人共同对北京天地玛珂电液控制系统有限公司、中煤北京煤矿机械有限责任公司、中煤张家口煤矿机械有限责任公司、上海创立集团股份有限公司进行了实地调研。
一、企业实地调研的目的：
1、深刻理解，认识人工干预下的智能化开采的基本内涵，构架，以及实现智能化开采所涉及的相关专业理论知识、专业知识、为智能化开采专业规范课程设置和把握课程标准更为精准，使之做到有的放失，目标明确，更易于操作，符合生产现场需要。
2、了解煤矿机械装备技术与智能控制技术的最新进展及前沿技术，更新知识，更新观念，时刻关注装备制造和智能控制发展动态。
3、通过调研，了解人工干预智能化开采工作面每个岗位（工种）的主要内容，通过分析总结提炼出每个岗位的核心能力，为课程标准编写和修订提供依据，从而有效进行课程设计。
4、把理论与实践相结合，通过实地调研，增强我们的实践能力，培养发现问题、分析问题、解决问题的能力，增强教师与企业的联系，为校企合作的深度融合打下一定的基础。
二、调研对象及内容：
1、北京天地玛珂电液控制系统有限公司-----电液控制系统研发、制造、装配等。
2、中煤北京煤矿机械有限责任公司-----液压支架研发、设备选型、装配、新技术应用和电液控制系统等。
3、中煤张家口煤矿机械有限责任公司----井工成套输送设备、工业链条及吊索系列、破碎系统、带式成套输送设备和煤矿电控设备等。
4、上海创立集团股份有限公司----煤矿综合采掘机械设备、煤矿自动化控制系统及矿用电气设备的设计、研发、制造、设备型号等。
三、企业相关情况：
（一）北京天地玛珂电液控制系统有限公司----煤矿智能化无人开采技术的引领者
北京天地玛珂电液控制系统有限公司（简称天玛公司）是中央企业中国煤炭科工集团控股的上市公司天地科技股份有限公司的控股子公司，于2001年7月在昌平科技园区注册成立，注册资本为2000 万元 人民币，属国家认定企业技术中心。主要从事液压支架电液控制系统、智能集成供液系统、煤矿综采自动化控制系统等技术和装备的研发、生产、销售与技术服务的专业化高科技公司，同时也是北京市高新技术企业。
拥有一套合理的集研究开发、生产、销售和技术服务于一体的全产业链结构，各环节分工协助，高效运行，以市场为导向，通过产品产业链、技术链、信息链、资金链的有机结合，促进公司核心竞争力的提升。
公司坚持“以人为本、人才强企业”理念，引进人才、培养人才，形成了一支结构合理、专业配套、素质过硬的团队。建立了液压支架电液控制系统创新团队、液压控制技术创新团队、智能无人开采团队、工发创新团队和智能制造产业项目创新团队。
公司每年以不低于销售业绩收入8%的资金投入科研开发，承担了国家级、省部级、集团级等项目30多项。
科研成果：3个开发并应用产品系列（液压支架电液控制系统、智能集成供液系统、综采自动化控制系统）、100多个型号的产品、100多个矿用产品安全标志证书、500多技术配套方案、186项申请专利、201项发明专利、139项授权专利、15项软件著作专利。液压支架电液控制国家标准制定者。
公司探索工业4.0模式，围绕“中国制造2025”的战略构想，致力打造先进的智能制造企业。成为世界一流的煤矿开采自动化技术装备及服务一体化创新型企业。
(二）中煤北京煤矿机械有限责任公司-----世界一流绿色服务的制造商
北煤机致力于多元化发展战略，以液压支架核心能力延伸与拓展为主业，以井工走向露天的两翼齐动为导向，先后研制支护高度从0.55米到8.8米，工作阻力从1800千牛到26000千牛，中心距从1.25到2.40米等不同类型1000多种架型10多万架，露天工程油缸及矿建专用设备形成系列化，产品应用于全国十四大煤炭基地100多个重点矿区，先后出口美国、俄罗斯、印度、孟加拉、越南、澳大利亚等国家，是国内最大的煤机装备出口基地。
思考在世界之先，勇于思，更敢于行。公司以领先者的远见，具备装备千万吨级工作面的研发能力，成为国内最大的拥有“核心拳头产品、核心独有技术、核心竞争能力”的国际化煤机制造企业。研制了工作阻力26000千牛、支撑高度8.8米的智能化支架王；创世界第一的寿命试验19.2万次的出口澳大利亚高端精品支架；世界首台套超大工作阻力全寿命周期服务支架；国家科技进步一等奖5.2米大采高放顶煤支架；国家863计划项目全自动化刨煤机成套支架和两柱式强力放顶煤支架；国家火炬计划项目50°以上大倾角“三软”放顶煤支架和绿色环保充填支架；中煤集团和北京市重大科技专项“薄煤层、薄技术、薄装备、薄文化、矮掘进、低运输、薄回采、自动化”开采集群示范项目，薄煤层无人智能化综采成套装备；绿色开采110工法和N00工法切顶成巷(hang)支架；个性化服务异形巷(hang)道端头及超前支架；干雾降尘喷雾装置，智能湿喷机器人，智能液压伞钻，定位支盘机等一系列受到国内外热烈追捧的产品，尽享BMJ品牌产品带来的绿色、安全和高效，使BMJ成为推动矿山开采进步的重要力量。
公司致力于“产学研用”相结合优势，与工程院院士、国内外专家、中科院等科研院所合作，研发了液压支架智能化集控系统，3000升及以上大流量控制阀，直径30至600毫米液压缸激光熔敷技术，清水供液系统成套解决方案，120公斤级及以上高强钢板混合气体保护焊等新材料、新工艺与新技术成果；装备了世界一流的45000千牛全自动整架试验台、16000千牛动态外加载立柱试验台和2000升液压阀综合试验台等试验测试新手段，试验数据与结果得到62个国家认可。
公司拥有国际先进的数字化研发平台和ERP信息管理系统，“互联网+”电子商务平台和智能化焊接机器人、液压缸在线检测生产群、液压阀及电控系统柔性生产流水线、数字化液压支架加工与装配制造生产集群等“工业4.0”智能制造平台，为公司向“两化融合”绿色服务智能制造转型升级发展插上了翅膀，使公司跨入了新一轮的高速、高品质、高寿命发展期。
公司积极承担国家、行业和北京市重大科技专项，拥有300多项国内外专利授权，获国家发明优秀奖、国家科技进步一等奖和省部级奖80多项，自主研发的一批批创新产品与技术，填补了国内和世界空白，引领行业发展潮流。
（三）中煤张家口煤矿机械有限责任公司---全球最大的矿用链制造商和引领者
公司以工业园项目为依托，以产品为对象、以工艺为主线，对生产工民流程进行研究全面升级改造，先后建成了圆环链、传动等12个专业化独立生产单元，实现了单元化生产和封闭式管理。企业拥有生产和实验设备3000多台套，其中高精尖设备197台套，具备年产煤矿井工输送设备生产能力17万吨，装备制造能力和质量保证手段达到国内领先水平。
经过不断的创新与求索，公司已经形成了井工成套输送设备、工业链条及吊索具系列产品、露天煤矿破碎站系统及洗选环保设备、大型带式成套输送设备、煤矿电控设备等五大类主业产品，可为用户提供一体化煤矿技术装备解决方案。
公司拥有国家级煤矿采掘装备研发实验中心、国家级企业技术中心和国家认可测试实验室、博士后科研工作站为核心的技术创新平台，公司为国家火炬计划重点高新技术企业、河北省高新技术企业、河北省创新型试点企业，是国家CAD、CIMS应用示范单位，河北省企业信息化示范单位。2004年以来，公司先后承担国家科技支撑计划、高技术产业发展计划、火炬计划、国家重点新产品计划等项目5项，获国家科技进步二等奖2项。公司累计获得授权专利109件，其中发明专利9件，研发能力在国内同行居领先地位。 公司主导产品为煤矿机械化采煤工作面用刮板输送机、转载机、破碎机、刨煤机等采煤、运输设备，薄煤层滚筒采煤机无人自动化工作面成套输送设备, 薄煤层全自动化刨煤机工作面成套设备,产品共有10大类82个系列500多个规格，刮板输送机的装机功率从40千瓦到4800千瓦，输送能力在150吨/小时～6000吨/小时之间，最大设计长度为400米。同时，公司还向矿山、冶金、工程机械等行业提供工业链条、铸石刮板输送机、防爆电器开关、固液分离压滤机、液压工程缸等产品。
（四）上海创立集团股份有限公司-----煤矿综合采掘机械设备（高端煤机装备）领先者
公司是国内领先的以煤矿综合采掘机械设备为主的高端煤机装备供应商，主营业务为煤炭综合采掘机械设备、煤矿自动化控制系统及矿用电气设备的设计、研发、制造、销售以及技术服务，并为客户提供煤矿综采、综掘工作面成套设备的选型和方案设计。主导产品为煤炭综合采掘机械设备，主要包括系列滚筒式采煤机、系列悬臂式掘进机及相关零配件，其中系列滚筒式采煤机有28个系列103种机型，装机功率覆盖120kW～2760kW，采高范围覆盖0.7m～6.5m；系列悬臂式掘进机有8个系列14个机型，截割功率覆盖55kW～315kW，掘进高度覆盖1.9m～5.1m。公司全资子公司创力普昱是一家专业从事煤矿自动化系统工程项目和研发、制造、销售各种矿用电气设备的科技型企业，其核心产品是各类变频节能矿用电气设备以及融合了矿井信息化、自动化和网络化于一体的矿井综合自动化控制系统。公司采、掘、电全面发展，优势互补；系列全、品种多，国际化高品质配置，性能可靠。
公司与高等院校、科研院所建立了长期技术合作关系，共同建立“产、学、研”基地，就进一步提高产品的先进性、可靠性及智能化等开展多项专题研究。
四、目前我们存在的问题：
1、现有专业教师队伍建设制约专业建设发展
专业教师队伍建设是制约煤矿开采技术专业转型为智能化开采专业的一个突出问题。现有的煤矿开采技术专业的专任教师无论从数量、素质、结构和管理都还难以适应专业改革发展的需要。
2、教学标准、教学内容及教材严重滞后，课程改革举步维艰。现代社会进入了高度发展和知识爆炸的时期，知识更新换代速度加快，甚至原来领先的科学技术知识，三年、五年就已经过时甚至无用知识，这就为我们专业教学标准制定、教学内容更新，教材的替换提出了前所未有的挑战。
3、现有实训条件远远满足不了专业转型和课程改革的需要
我院现有的采矿模拟实训室、电气实训室、通风安全实训室等已经满足不了专业转型和课程改革的需要。
4、现代化信息教学手段开发和应用有待加强
目前，我们煤矿开采技术专业有专业教师，无论从业务素质、
实际操作能力以及信息化学手段的应用和专业课程紧密结合不够，远远满足不了专业转型和课程改革的需求。
五、解决的措施：
1、着力提高专业教师整体素质，特别是实践教学能力。真正下大气力培养一批具有“双师型”素质。定期到企业或科研单
位吸收新知识，了解新技术、新装备，并应用到教学中，同时让专业教师接受最新技术的培训。
2、首先要全体教师真正在思想上高度重视知识更新的实践能力提高重要性；其次要创造更多更好的条件，多参加展会，多与外界交流，使教师及时获得有关最新信息和资料。三是开发基于工作任务的最新校本教材，修订专业教学标准，增加新技术、新装备等教学民内容中，四是教师要主动参与最前沿的课程研究、学术交流及企业锻炼。
3、要利用教育《高校人工创新行动计划》中建设“关于智能+专业”的契机，争取上级主管部门资金支持。
4、学院把智能化开采专业作为战略重点，下大力气、下大血本，花大成本来建设。可与相关企业、行业联合办培训基地。还要利用现有资源进行改造升级实训室，建立《人工干预智能化开采实训室》，以适应专业转型和课程改革的需要。
5、鼓励教师进行信息化课程建设，特别是基于工作过程的课件制作，教学中播放工作过程和生产环境，增强感性认知。或购买企业生产管理系统工程为模板开发的教学软件。
六：建议：
1、学院总统领，举全院之力，建立以采煤团队为引领，以电气化专业为主导，
机电、信息为配合的智能化开采专业研发团队。
2、尽快制定智能化开采专业1--2年规划，具体可分三步走：一是要才培养方案制定、课程标准的编写与修订，二是编写核
心课程校本教材。三是建设智能化实训室。
3、建立兼职人才专家学家资源库。聘请全国知名专家学者来
院讲学或作为客座教授参与智能化开采专业建设，以提高学院知名度。
4、通过院级层面沟通协调，建立学院、煤矿和厂家三方共同
参与的联运机制，进行校企深度合作，与上述四家企业建立教师培训基地，与双鸭山矿业集团东荣一矿建立学生实训基地，实现双赢。。
5、与中煤北京煤矿机械有限责任公司合作进行VR项目开
发，企业带项目，我院提供场地。
6、与北京天地玛珂电液控制系统有限公司合作进行人工干预
智能化开采控制系统的培训工作；北京天玛电液控制系统有限公司在我院建立车间，我院提供场地，
总而言之，为期十天的现场调研，马不停蹄地奔波了四个厂家，收获颇多。通过企业调研，真切感受到作为专业教师，知识的匮乏和陈旧，同时，也感叹科技有进步与发展。深入对企业实地调研，不仅使我们体验了企业发展的难度与艰辛，更重要的是熟悉了企业的新技术、新装备以及企业相关的工艺流程、制造与配装过程。与之相比，我们学院还存在着很大差距和诸多实际问题。
通过企业调研，使我们对智能开采的内涵、架构及需要的相关知识，特别是煤矿机械装备技术、智能控制技术有了更深层次的认识；通过向企业专家学习与交流，进一步理清了智能化开采专业方向，为建立智能化开采专业增强了勇气的信心。
通过企业调研，我们体会到。在教学改革中，应针对企业各方面的实际需要，修订人才培养方案，重新架构课程体系，完善课程标准，整合教学内容。收集了工作流程、岗位操作及技术资料，并拍摄了大量现场实物照片，为专业教学提供了丰富而宝贵资料，理会为后续实训室建设提供了大量实际、生动的素材，丰富了教学资源库。
【关键词】技术概况；技术创新；技术应用
引言
我国的经济建设离不开矿产的支持，众所周知，我国的电力主要来自燃烧矿物的热能，另外，居民的取暖也离不开矿产的支持。随着我国人口的不断增加，对于矿产的需求量也在不断地增多，而矿山测量是进行矿产生产的重要组成部分，提高矿山测量技术可以有效地提高矿产的生产效率，本文就此提出了自己的技术创新建议。
在进行矿山建设和生产的过程中，矿山测量是非常关键的工作，科学合理的测量技术与成果都会推动矿山的生产发展。在现在测绘技术在逐渐出现创新的阶段，矿山的测量技术发展与应用也不断地出现了新突破，但是在技术逐渐发展与应用的过程追踪，也同样面对着一些问题，处在关键的发展时期内。因此，测量工作人员就一定要负责好自己的工作，对矿山的测量技术实行新的理解与探索，根据现在发展的兴衰，对测量的技术创新与应用实行了深入的探究，来推动矿山的测量技术发展。
一、矿山测量技术的介绍
矿山测量技术是一种交叉性的学科，它的发展包括了三种要求：仪器和测绘技术的发展要求，矿业项目与采矿方面的技术发展要求，以及别的学科领域发展的要求，如经济学、地质学、数理学等。在国际上对矿山的测量技术是这样定义的：矿山的权益调查与研究和其有关的活动，矿山图纸的绘制以及矿山的测量计算、测量的实施和记录，对一些影响到地下岩层采矿的活动进行分析，并测定它的影响程度，调查矿床的储存量以及对矿山项目建设活动的规划等。
二、矿山测量技术概况
（一）测量的设备
全站仪器、电子经纬仪器以及GPS设备的广泛应用于发展，不但给矿山测量过程的采集数据与地面的测量提供了很多便利，还使测量的准确度和测量效率不断地提升了。这不但改变了矿山的测量现状，也为矿山的资源开发与保护作出了贡献。其中，国内改装的SET5F型的防爆全站设备成为了我国首例数据传递、记录存储以及测量距离一体的全站设备，并且通过实践，证明了SET5F型全站设备可以符合大型的贯通项目标准，在矿山的测量和井下的测量方面都有应用。
（二）应用3S技术
3S技术就是遥感、GIS、以及GPS技术，它是测绘中的重要技术，同样也是矿山测量的技术中重要的组成部分。这些技术具有自动化、智能化以及数字化等优点，数据的处理、图形的传输以及显示、计算过方面的一体化在测量工作里也占有关键的位置，能够推动测量的实际操作，也促进了矿山资源的开发与利用。
（三）矿山测量技术的创新建议
目前，我国的矿山测量技术虽然得到了快速地提升，但是与发达国家还是存在一定的差距。首先，我国的矿山测量工作人员的素质参相对较低，他们对一些操作规范与规定都不太熟悉，有些工作人员甚至仅凭自己的主观意识进行判断，这种现象严重影响了矿山测量的精度。所以相关部门要加强对于测量人员的技术培训工作，确保让他们掌握最先进的测量技术。另外，我国对于矿山测量技术的研发工作的力度不够，对相关人才的技术培养力度也不足，造成了专业性技术人员已经严重匮乏的问题，一方面需要加大技术的研发与引进工作；另一方面，因为测量技术是需要经过长期的工作经验积累的，是一种实践性的技术学科，所以，相关教育部门要加大对于学员的实践教学力度。
矿山的测量技术所设计的领域非常广泛。在与其相关的学科进行发展的过程时，也会给矿山的测量技术带来一些创新的内容，提出创新的理论知识，这样就推动了矿山测量技术的深入应用与发展。
应用方面的创新：社会的逐渐发展，和矿山技术的广泛应用，矿山的测量工作也随之成了一门发展科学，并随着社会的发展在不断地产生新变化。矿山的测量，不但需要进行传统应用方面的维护，还需要逐渐地进行创新，如果想要实现这个目标，就一定要在应用领域采取创新方式，主要包含了应用方式的创新、应用体系创新和应用应用的创新。
三、矿山测量中的技术应用
（一）地形的测量与采剥状况
以往进行地形的测量工作时，要先在测量的区域中建立控制点，在把全站设备放在控制点上，和小平板配合好才可以完成后面测图工作。外业使用全站设备。地物的编码等一些仪器，采用测图的软件进行测图工作，而这些方式的相同点式需要对周围的地貌零碎部分实施测量公告中，并且还需符合零碎点和测站通视的标准，一定要多人进行工作，要是产生了错误，就一定要进行重新的测量。
（二）钻孔与边界线工程项目的放样
实际地方的标定已经将点位定好了，然后根据要求进行放样，如，全站设备的边角，在一般的状况中，一个点在放好之后，需要通过两个到三个人来讲目标进行移动，但在进行放样的时候，点之间的通视同样也很关键，要是在进行放样的过程中，产生了困难，就要通过很多方式完成放样。要是测量距离很远，就需要实行支测点，但是测量误差的不断出现，放样的点的准确度也会受到一些影响。但是采用RTK的技术来做放样工作的时候，就能够提高放样的效率，只要把设置好的点的坐标输入到电子簿里，就会自动地把要放样的位置显示出来，非常地快捷、方便。
（三）对土方工程的验收
成图的软件和GPS有效的结合，能够促进数据一体化的产生，输入数据等一些操作也会不断地建设，并却可以实现CAD化。要是对大型的矿石工程实施验收工作，采用窗体的测量设备，是很难实现的。但是可以通过VRS的技术，给GPS提供真实的数据服务。
结语
随着国家经济的发展以及人民的物质生活水平的提高，人们对于生活环境的要求越来越大，公共设施、楼房、桥梁都在迅速的建设中。而这些工程的建设都离不开矿产的支持。与所有的建筑工程相类似，采矿工程进行的第一步便是对于安全问题的处理，因为采矿工程多数需要挖掘、爆破等过程，危险性非常高，所以保障开采人员的人身安全是非常重要的。进行矿山的测量工作可以有效地保证施工人员的人身安全，通过测量我们可以确定爆破的位置以及挖掘的方向等，可以防止出现矿山坍塌的现象。另外，进行矿山测量还可以提高开采的效率，节省大量的人力物力，为开矿企业带来更大的经济效益，所以矿山测量技术的创新是具有重大意义的。
参考文献
[1]周永波.浅析矿山测量技术的创新[J].中小企业管理与科技，2009（24）
[2]孔德军.高传霞.浅析矿山测量技术的创新及煤矿采空区的监控[J].黑龙江科技信息，2007（5）
[3]高传霞.段海峰.我国矿山测量技术的现状与未来发展方向[J].黑龙江科技信息，2007（6）
关键词：选矿企业；现状；改进
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”。
2、在选矿设备方面及时更新
关键词：栖霞市；生态工业；对策
一、栖霞市生态工业发展现状
栖霞市第十四次党代会确定了建设最具胶东风情的绿色新城的奋斗目标，提出了“打造支撑有力、引领未来发展的生态产业体系”的具体要求。近年来，栖霞牢牢把握“生态立市、工业强市、产业兴市”战略不动摇，大力发展生态工业，进一步转变经济发展方式，调整优化工业结构，努力实现经济增长和生态保护的和谐发展。2016年底，全市规模以上工业完成工业增加值74亿元，同比增长10.2%，实现主营业务收入303亿元，同比增长10.2%，实现利润18.1亿元，同比增长14.5%。
1.生态工业经济已成为栖霞市经济发展主方向
栖霞市地处烟台市中心地带，素有“胶东屋脊”之称，白洋河周围被国家列为“湿地”保护区，而且是烟台市区的主要水源供应地。由于地理位置的特殊，栖霞市委、市政府，很早就提出了“生态立市、工业强市、产业兴市”的经济发展战略，并出台了加快生态经济特别是生态工业经济发展的意见。到2016年底，生态工业经济已初步形成五大产业集群，分别是高端装备制造、清洁能源、新材料、电子信息、科技矿业新能源产业，为我市生态工业持续发展提供了强力支撑。
2.“一体两翼”生态工业发展布局已初步形成
按照突破“一体两翼”的发展思路，园区和城市基础设施配套建设逐步完善，承接烟台市辐射带动能力不断增强，为生态工业经济发展培育了良好的发展载体。北翼的经济开发区已培育成高端产业发展的龙头。南翼的桃村镇借助台湾农民创业园的品牌优势和烟青城际铁路开工建设的机遇，加大基础设施配套改善力度，着力打造烟台市卫星城和栖霞南翼经济中心。
3.产业升级进展顺利
努力提升传统产业、做强优势产业、膨胀新兴产业，形成了“高端装备制造、清洁能源、新材料、电子信息、科技矿业”五大优势产业。2016年高端装备制造产业产业规模达到58亿元以上。清洁能源产业风电和光伏发电装机总量达到63万千瓦。新材料产业以核晶陶瓷、鸿庆包装等项目改造为重点。电子信息产业以华安通讯“5G”网络、红壹佰照明新型LED、柳鑫新材料扩能改造等项目为重点，年内产业主营业务收入增长50%以上。
尽管栖霞市的生态工业发展取得了一定成绩，但仍存在一些不容忽视的问题和不足，主要表现在：
全市确定五大优势产业之一的高端装备制造业，由传统机械制造向两化融合、研发生产智能产品的企业数量较少、规模较小，升级改造任务艰巨；电子信息产业处于起步阶段，高科技产品研发生产仍是短板；新材料产业只满足于产品初级加工应用，在玄武岩连续纤维深加工、石英砂向玻璃触摸屏节能技术、保鲜膜向光电一体化等高端产品领域拓展不深不宽；科技矿业方面，目前产业装备水平得到提档升级，但如何将资源优势转化为产业、经济优势，特别是智能化矿山管理、资源精深加工与同行业之间差距较大，需加大研发投入，加快掌握重大关键核心技术。
二、发展对策
为了更好的推动栖霞市生态工业发展，结合本市生态工业现状、趋势以及所处的地理位置需要，建议如下：
1.持续增强生态文明意识
面对工业经济发展新形势，坚定高端高质高效和特色化发展方向，围绕高端产业和产业高端，坚持新兴产业培育和传统产业提升并重，新项目引进和老企业改造并重，膨胀总量和培育骨干并重，着力推进工业强市建设。要彻底转变重速度轻质量、重规模轻效益的传统观念，突出以质量和效益为中心，在保持工业规模合理增长的基础上，更多地关注劳动生产率的提高，自主创新能力的提升，能源Y源消耗的下降，环境污染的减少，把改革创新和转型发展理念始终贯穿于谋划思路、制定政策、推动工作的全过程。
2.打造生态工业发展载体
一是加快三区融合，打造20公里生态工业经济长廊。加快开发区、臧家庄和松山对接融合步伐，推进三区一体发展，按照生态工业园区的标准和要求，搞好基础设施配套，提升园区承载能力和水平，加快融入烟台蓝色经济区，培育高端产业发展龙头和生态工业经济隆起带。
二是把台湾农民创业园打造成生态创业园区。实行镇园一体、统筹发展，围绕汽车零部件、机械制造、电子信息、食品加工等产业，积极承接周边城市产业转移，抓好台资项目引进建设，打造栖霞生态工业南翼中心。
三是其他镇街应结合当地产业基础、资源禀赋等特点，因地制宜发展生态工业。
3.挖掘潜力，焕发传统产业生机
要深入挖掘现有企业潜力和园区潜能，发挥各种要素聚集功效，对既有项目深度挖潜，做大盘子，做长链条，做优品质。对能纳入上级规划扶持的项目，要吃透政策，精细对接，精准用力，搭乘政策“头班车”。扶持企业大力推进技术改造，推广节能减排、清洁生产、资源综合利用。
4.在“智能制造”上寻求突破，推进“两化”深度融合
智能制造是制造业发展的重要方向。要深入实施“互联网+”行动计划，主动适应制造业智能化、绿色化、服务化发展趋势，推动研发设计、生产制造、组织管理、营销服务等环节变革，探索和发展新型制造方式。一要以智能制造为主攻方向推动两化融合。二要示范企业带动两化融合水平快速提升。三要以整合资源为出发点完善信息服务平台。
5.在“价值链提升”上明确方向，推动制造业服务化发展
【关键词】 深部开拓 贯通 误差 预计
1 工程概述
目前李官集铁矿-320m以上矿体已进入开采阶段，通风、排水、运输等各系统均已形成。生产能力为100万吨/年，采出原矿磁性铁品位mFe16.60%，选比约为4.45。深部矿石品位较高，选比降低0.75。提前进行深部矿体的开采，将大大提高企业经济效益，增强企业抗风险能力。并且，矿山经过自动化、智能化建设改造以后，竖井提升能力、选厂处理能力大幅提高，通风系统、排水系统和供电系统也均具备足够的能力支持矿山的扩能改造。为了合理利用深部优质资源，降低选比，提高矿山经济效益。进行开拓工程的延伸，在-405m水平增设一个回采中段，与-320m中段同时进行开采。基于深部开拓工程的实施，现对深部开拓做贯通预计。深部开拓主要贯通方向上工程如下：
-320水平至-405水平斜井一条，坡度25度，长度201m；-320水平平巷两条（一条通北回风井60m，一条通斜井78m），总长度138m；-405水平平巷一条，长度855m；-320水平至-405水平回风井一条，长度85m；全部工程总长度1279m。通过-320水平永久点对开口坐标进行联测，确定巷道开口坐标。南部设计开口坐标X=4921.335；Y=2263.174北回风井中心设计坐标X=5781.464；Y=1883.796。预计导线点理论敷设数量：斜井联线2个，斜井3个-405水平平巷10个，回风井联巷2个。
2 误差预计
2.1 一井定向测量的误差预计
误差预计时，首先在地面（-320水平）和定向水平井口部分的大比例尺平面图上，按尽量加大两垂线间的距离和使连接点尽量在两垂线的延长线上的要求，选择两纲丝的悬挂位置和井上下连接点的位置。为满足规程要求，投向误差θ与连接测量误差m连均不得超过±30″，而m连=±√（m上2+m下2），令m上=m下，则应满足：m上=m下≤30″/√2≈±21″采用全圆测回法测三测回，r角的观测误差为mr=±√mv2/n；其中mv为瞄准误差，根据仪器检定证书所使用全站仪照准误差为2″，测距综合标准差a=0.78mm/km。井上下都采用全圆测回法测三测回，可计算观测误差mβ=mr=±1.2″，量边误差取ma=mb=mc=ml=±0.4mm，仪器和觇标对中的线量误差一律去e=1毫米，投点误差e投=0.45毫米。井下导线起算边坐标方位角的总误差为Mα0=±√（m上2+θ2+m下2）
2.1.1 求井上连接测量误差m上
确定DC边坐标方位角的误差，设连接导线为三条边，测角中误差为±3″于是方位角误差为m（DC）=±3√3=5.2″，连接角的误差m=±10.6″，计算角α的误差mα=±1.2″，于是井上连接测量误差为m上=±√5.22+10.62+1.22=11.87″
2.1.2 求井下连接测量误差m下
计算角β的误差mβ=±1.9″，连接角’的误差m’=±12.6″，角的误差m=±9.9″，于是井下连接测量误差为m下=±16.14″
2.2 预计竖直重要方向的贯通偏差
2.2.1 几何水准测量误差的影响Mh水 Mh水=±mh√R毫米
式中R—水准路线长度，以百米为单位，即贯通施工路线总长度mh—单位长水准测量的中误差。S2水准仪每千米往返水准测量偶然中误差为2毫米
2.2.2 全站仪高程测量误差的影响Mh全 Mh全=±15√L毫米
（式中L—高程路线长度，以百米为单位）
2.2.3 贯通相遇点K在竖直重要方向上的预计误差Mh预 Mh预=2Mh
根据相关规范，井下水准测量闭合限差要求为II级水准30√R毫米，其中R为往返侧单程的水准路线长，以百米为单位。将施工距离（导线总长1093m）带入公式可得到预计高程的贯通误差±58.44mm。计算此工程要求闭合限差为103.66mm±58.44mm（预计误差）
2.3 预计水平重要方向的贯通偏差
2.3.1 测角误差的影响Mxβ Mxβ=±Mβ/ρ√∑Ryi2
式中Mβ—井下导线的测角误差Ryi—井下导线第i点与K点连线在假定的Y轴上的投影长度。
2.3.2 量边误差的影响Mxl Mxl=±√∑Mi2*cos2αi=±√α2∑licos2αi
式中Mi—井下导线第i边的量边误差；α—量边的偶然误差影响系数；αi—井下导线第i边与假定的X轴间的夹角，即假象限角；li—井下导线第i边的长度；从贯通预测图上量取各投影距离，将数据带入上述公式，计算各个量边误差，测角误差，最终结果如下：井下导线的测角误差Mxβ=±0.136m，井下导线的量边误差Mxl=±0.012m，定向误差引起K点在贯通重要方向误差M定=±mα0*R/ρ=±0.05m，式中R—井下定向边上3#点与K点连线在假定的Y轴上的投影长度，通相遇点K在水平重要方向的预计误差Mx预=±2√（Mxβ2+Mxl2+M定2）=±0.29m
3 结语
综上，在贯通点高程预计误差±58.44mm，水平方向预计误差±0.29m满足贯通要求。但是由于工程中包含一条盲竖井，井下施工距离较长考虑人员设备因素，建议在竖井进行陀螺定向，加测陀螺边，保证最后贯通精度。
参考文献：
[1]牛长旭.矿山测量[M].冶金工业出版社，1980年.
关键词：自动化排水；PLC；智能矿山；故障诊断
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。
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