谈矿山企业技术创新
【摘要】本论文以矿山企业技术创新为主题进行研究，分别从硬件管理和软件提升两个大方面进行阐述，首先，在软件提升方面提出了建构煤矿综合自动化体系的具体实践操作方法，也提出了“数字化”矿井的理念，同时，在硬件管理方面提出了结合煤矿实际操作尤其是建井期间，在管理与施工上也提出了几点创新想法，期望能对行业内人士产生有益的启发。
【关键词】“数字化”矿井；综合自动化；技术创新
一、建构矿山企业的综合自动化体系
（一）煤矿综合自动化的概念阐述
煤矿综合自动化的概念简单理解来看，就是通过一系列的先进通讯手段或技术，以煤炭生产的过程作为基本指引，配合以网络控制、技术平台、手工操作、通联渠道等，实现一个基于网络系统控制下的综合化、自动化、全程化的系统。进而将煤矿运作过程中的相关信息资料，配以操作模块功能化的应用工具得以相连接，从而实现信息的流转正常和通畅，避免出现信息盲区，使得煤矿安全性能得到全面的提升，保证工作运转的高效率，并提升资源利用率。
（二）煤矿综合自动化的基本应用概述
煤矿综合自动化系统包括风机在线监测监控（通风安全环境监测）子系统、瓦斯抽放监测（管道瓦斯抽放监测与控制）子系统、火灾预报束管监测（煤层自然发火实时分析）子系统、工业电视监视系统子系统、电力监测子系统、胶带机监测子系统、主副（斜）井提升监测子系统、矿压监测（矿井冲击地压实时分析及专家诊断预测与控制）子系统、矿用自动防尘撒水控制（皮带机头自动喷水降尘）子系统、机车调度子系统、考勤子系统、电话通讯子系统、电视会议子系统、计算机网络子系统等等。具体为：把采掘生产设备监控系统、皮带运输监控系统、供电监控系统、提升监控系统、压风监控系统、通风监控系统及其他辅助生产设备监控系统等子系统数据进行集中监控，实现生产及辅助生产各运行参数的统计并上传至矿区办公局域网，使得煤矿生产和管理更加科学高效。同时将一些主要生产数据和安全情况向上一级管理部门进行汇报，上一级管理部门可以通过这些数据对煤矿进行远程实时监视。
（三）小结
为了在建井初期提升煤矿整体管理水平、消除安全生产隐患，煤矿综合自动化系统的开发和应用是必要的，随着国家对煤炭行业企业的整合力度不断加大和国家经济结构及产业结构的调整，这势必是未来创新发展所趋。据不完全统计：煤矿企业目前应用综合自动化的程度逐年递增，大型煤矿已经建立健全了相关软件管理和硬件管理环境，下一步，从源头抓起，新建矿井也将陆续从较高的建构起点入手，完善组成。
二、逐步推进矿山企业“数字化矿井”的实施方案和细则
（一）“数字化矿井”的概念阐述
所谓的“数字化矿井”是将原模型作为基础，以常用的地理方位等数据指标作为数据基础，以目前开矿的基础理论作为依据，结合较为流行的其他理论，比如说信息定位、智能计算机等，配以观测测量和数据综合网络技术，从而建立起较为立体直观的以模型、力场、模拟方程式为载体的综合体系，通过日益成熟先进的模拟技术，再现实际工作中的现场环境，通过高质量的画面呈现和海量的可视化、仿真性、模拟化的多维度数据传递，实现虚拟矿山原型的再现，将研究矿山结构和分解工作步骤变为现实，将原先不可能实现的地下操作流程展现出来，使得人们可以综合化处理并研究由计算机网络管理下的技术体系，进而将信息过程数字化，并找出其中矿山在开矿过程中的各类信息联系和内在规律性。
（二）数字化矿井的基本内容概述
一个层次是将“数字化矿井”中的固有信息（即与空间位置直接有关的相固定的信息，如地面地形,井下地质、开采方案、已完成的井下工程等）数字化，按三维坐标组织起来一个“数字化矿井”，全面、详尽地刻画矿山及矿体；另一个层次是在此基础上再嵌入所有相关信息（即空间位置间接有关的相对变动的信息，如储量、安全、机电、人事、生产、技术、营销等）组成一个意义更加广泛的、多维的“数字化矿井”。后一个层次才是真正的“数字化矿井”，而“数字化矿井”是需要多个学科、高校、科研院所和煤炭企业的科技人员协同作战、长期奋斗才能实现的。
（三）“数字化矿井”结构层次解析
第一层是基础数据层。主要是对数据收集的一个过程，利用各类较为先进的技术手段来对数据进行预处理，然后对各类图形文件、数据文件等也进行一并的搜集和整理，作为第一步流程，基础数据层主要就是为以后其他步骤提供最基础、最根本的服务；
第二层是模拟层，通过后续不断建构的模型，将煤矿的表层和地下进行综合分解，分别用形象的立体式图形进行展示，比如说有地理信息系统的展示，也有虚拟状态下的情景展示，这一层主要是为后续的优化步骤提供输入帮助；
第三层是模拟与优化层。通过对矿区前期的准备和分析后，可以有针对性的对开矿的流程进行重塑，对设计的方案进行调整，也可以对涉及的相关文本进行校对，是工作的进一步修订的过程。
（四）小结
“数字化矿井”的技术运用为新建矿井开辟了一条崭新的道路，通过初期对矿山的分析，加上先进的分析工具和模型，能够有效的降低开矿的风险和周期，也能有效的降低经济成本和时间。这一技术的普及也是我国将来赶超其他先进国家的基础，必定会为我国矿业带来新的启发和机遇。
三、在开矿建井期间做好规划与施工环节的技术创新和管理
（一）关于水害防治方面
加强教育培训和编制水害应急救援预案。监察煤矿应定期组织管理人员和工人的防治水教育培训工作，增强工人的防灾意识。水害应急预案应随着采掘工作的推进，水害类型的变化进行调整。教育培训必须有学习内容、参加人员的记录，应急预案必须每年演练1-2次。
以多种物探方法和井下钻探方法相结合的探查方法是今后水文地质探查的方向，根据物理化学场建立矿井水害的监测系统是防范水害的有限手段，深部开采的水害防治问题是今后重要研究方向，老窑水仍是今后防治水工作的重中之重。
（二）关于低透气性煤层强化抽放瓦斯技术方面
“十一五”国家科技支撑计划专题“低透气性煤层增透及强化抽采瓦斯技术与装备”，主要研究：水射流割缝、扩孔卸压增透抽放煤层瓦斯技术，通过理论和实际应用研究，最终形成一套技术装备，提高瓦斯抽放效果。
近年来，国家重大技术装备研制和重大产业技术开发项目“煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制”专项“低透气性煤层瓦斯抽采增效技术开发”，矿业相关领导也要有意识的将技术运用于实践：
1、低透气性煤层瓦斯抽采“空气弹造穴”增效技术与装备；
2、深孔控制水压爆破提高低透气性煤层瓦斯抽采效率技术；
低透气性煤层增透和抽采技术提供一整套装备与技术，解决低透气性煤层抽采难题，使低透气性煤层瓦斯抽采率提高40%—50％。
（三）矿山机电安全管理方面
在矿山机电安全管理方面，首先，要建立健全组织机构及责任制，包括以下几点：
1、建立矿、区、班、组四级“机电安全管理工作责任制”；
2、机电矿长；
3、机电副总工程师；
4、机电科；
5、电气、电缆、设备、小型电气管理组；
6、防爆检查组；
7、采、掘区队设立机电副区长、机电班长等。
其次，要建立健全矿井机电管理制度，包括以下几点：
1、上级下发的有关机电管理的各类政策和文件
2、矿井各项机电管理制度
再次，要建立健全机电科管理制度，包括以下几点：
1、工作车间各项管理制度；
2、装订成册的各项规章制度；
3、有关图纸：主提升机房、主排水泵房、主通风机房、压风机房、地面变电所以及井下变电硐室。
最后，要建立健全设备的运行、维护、检修和检验操作体系，包括以下几点：
主提升系统、主排水系统、地面供电系统、井下供电系统、主通风机及设施、压风系统、锅炉及附属设施、井下皮带、溜槽及其它采掘设备。
【参考文献】
[1]罗昊.GIS和WebGIS技术在消防工作中的应用探讨[J].中国科技信息，2011年17期.
[2]徐东升，蒋惠珍.RTK技术在常州矿山测绘中的应用与体会[J].科技促进发展(应用版)，2011年02期.
[3]刘纪平，王亮.电子政务空间信息服务:需求、技术与应用[A].中国地理信息系统协会第九届年会论文集[C]，2005年.
[4]褚峰.谈矿山测量学的运用与发展[J].科技信息，2011年22期.
【关键词】“数字化”矿井；综合自动化；技术创新
一、建构矿山企业的综合自动化体系
（一）煤矿综合自动化的概念阐述
煤矿综合自动化的概念简单理解来看，就是通过一系列的先进通讯手段或技术，以煤炭生产的过程作为基本指引，配合以网络控制、技术平台、手工操作、通联渠道等，实现一个基于网络系统控制下的综合化、自动化、全程化的系统。进而将煤矿运作过程中的相关信息资料，配以操作模块功能化的应用工具得以相连接，从而实现信息的流转正常和通畅，避免出现信息盲区，使得煤矿安全性能得到全面的提升，保证工作运转的高效率，并提升资源利用率。
（二）煤矿综合自动化的基本应用概述
煤矿综合自动化系统包括风机在线监测监控（通风安全环境监测）子系统、瓦斯抽放监测（管道瓦斯抽放监测与控制）子系统、火灾预报束管监测（煤层自然发火实时分析）子系统、工业电视监视系统子系统、电力监测子系统、胶带机监测子系统、主副（斜）井提升监测子系统、矿压监测（矿井冲击地压实时分析及专家诊断预测与控制）子系统、矿用自动防尘撒水控制（皮带机头自动喷水降尘）子系统、机车调度子系统、考勤子系统、电话通讯子系统、电视会议子系统、计算机网络子系统等等。具体为：把采掘生产设备监控系统、皮带运输监控系统、供电监控系统、提升监控系统、压风监控系统、通风监控系统及其他辅助生产设备监控系统等子系统数据进行集中监控，实现生产及辅助生产各运行参数的统计并上传至矿区办公局域网，使得煤矿生产和管理更加科学高效。同时将一些主要生产数据和安全情况向上一级管理部门进行汇报，上一级管理部门可以通过这些数据对煤矿进行远程实时监视。
（三）小结
为了在建井初期提升煤矿整体管理水平、消除安全生产隐患，煤矿综合自动化系统的开发和应用是必要的，随着国家对煤炭行业企业的整合力度不断加大和国家经济结构及产业结构的调整，这势必是未来创新发展所趋。据不完全统计：煤矿企业目前应用综合自动化的程度逐年递增，大型煤矿已经建立健全了相关软件管理和硬件管理环境，下一步，从源头抓起，新建矿井也将陆续从较高的建构起点入手，完善组成。
二、逐步推进矿山企业“数字化矿井”的实施方案和细则
（一）“数字化矿井”的概念阐述
所谓的“数字化矿井”是将原模型作为基础，以常用的地理方位等数据指标作为数据基础，以目前开矿的基础理论作为依据，结合较为流行的其他理论，比如说信息定位、智能计算机等，配以观测测量和数据综合网络技术，从而建立起较为立体直观的以模型、力场、模拟方程式为载体的综合体系，通过日益成熟先进的模拟技术，再现实际工作中的现场环境，通过高质量的画面呈现和海量的可视化、仿真性、模拟化的多维度数据传递，实现虚拟矿山原型的再现，将研究矿山结构和分解工作步骤变为现实，将原先不可能实现的地下操作流程展现出来，使得人们可以综合化处理并研究由计算机网络管理下的技术体系，进而将信息过程数字化，并找出其中矿山在开矿过程中的各类信息联系和内在规律性。
（二）数字化矿井的基本内容概述
一个层次是将“数字化矿井”中的固有信息（即与空间位置直接有关的相固定的信息，如地面地形,井下地质、开采方案、已完成的井下工程等）数字化，按三维坐标组织起来一个“数字化矿井”，全面、详尽地刻画矿山及矿体；另一个层次是在此基础上再嵌入所有相关信息（即空间位置间接有关的相对变动的信息，如储量、安全、机电、人事、生产、技术、营销等）组成一个意义更加广泛的、多维的“数字化矿井”。后一个层次才是真正的“数字化矿井”，而“数字化矿井”是需要多个学科、高校、科研院所和煤炭企业的科技人员协同作战、长期奋斗才能实现的。
（三）“数字化矿井”结构层次解析
第一层是基础数据层。主要是对数据收集的一个过程，利用各类较为先进的技术手段来对数据进行预处理，然后对各类图形文件、数据文件等也进行一并的搜集和整理，作为第一步流程，基础数据层主要就是为以后其他步骤提供最基础、最根本的服务；
第二层是模拟层，通过后续不断建构的模型，将煤矿的表层和地下进行综合分解，分别用形象的立体式图形进行展示，比如说有地理信息系统的展示，也有虚拟状态下的情景展示，这一层主要是为后续的优化步骤提供输入帮助；
第三层是模拟与优化层。通过对矿区前期的准备和分析后，可以有针对性的对开矿的流程进行重塑，对设计的方案进行调整，也可以对涉及的相关文本进行校对，是工作的进一步修订的过程。
（四）小结
“数字化矿井”的技术运用为新建矿井开辟了一条崭新的道路，通过初期对矿山的分析，加上先进的分析工具和模型，能够有效的降低开矿的风险和周期，也能有效的降低经济成本和时间。这一技术的普及也是我国将来赶超其他先进国家的基础，必定会为我国矿业带来新的启发和机遇。
三、在开矿建井期间做好规划与施工环节的技术创新和管理
（一）关于水害防治方面
加强教育培训和编制水害应急救援预案。监察煤矿应定期组织管理人员和工人的防治水教育培训工作，增强工人的防灾意识。水害应急预案应随着采掘工作的推进，水害类型的变化进行调整。教育培训必须有学习内容、参加人员的记录，应急预案必须每年演练1-2次。
以多种物探方法和井下钻探方法相结合的探查方法是今后水文地质探查的方向，根据物理化学场建立矿井水害的监测系统是防范水害的有限手段，深部开采的水害防治问题是今后重要研究方向，老窑水仍是今后防治水工作的重中之重。
（二）关于低透气性煤层强化抽放瓦斯技术方面
“十一五”国家科技支撑计划专题“低透气性煤层增透及强化抽采瓦斯技术与装备”，主要研究：水射流割缝、扩孔卸压增透抽放煤层瓦斯技术，通过理论和实际应用研究，最终形成一套技术装备，提高瓦斯抽放效果。
近年来，国家重大技术装备研制和重大产业技术开发项目“煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备研制”专项“低透气性煤层瓦斯抽采增效技术开发”，矿业相关领导也要有意识的将技术运用于实践：
1、低透气性煤层瓦斯抽采“空气弹造穴”增效技术与装备；
2、深孔控制水压爆破提高低透气性煤层瓦斯抽采效率技术；
低透气性煤层增透和抽采技术提供一整套装备与技术，解决低透气性煤层抽采难题，使低透气性煤层瓦斯抽采率提高40%—50％。
（三）矿山机电安全管理方面
在矿山机电安全管理方面，首先，要建立健全组织机构及责任制，包括以下几点：
1、建立矿、区、班、组四级“机电安全管理工作责任制”；
2、机电矿长；
3、机电副总工程师；
4、机电科；
5、电气、电缆、设备、小型电气管理组；
6、防爆检查组；
7、采、掘区队设立机电副区长、机电班长等。
其次，要建立健全矿井机电管理制度，包括以下几点：
1、上级下发的有关机电管理的各类政策和文件
2、矿井各项机电管理制度
再次，要建立健全机电科管理制度，包括以下几点：
1、工作车间各项管理制度；
2、装订成册的各项规章制度；
3、有关图纸：主提升机房、主排水泵房、主通风机房、压风机房、地面变电所以及井下变电硐室。
最后，要建立健全设备的运行、维护、检修和检验操作体系，包括以下几点：
主提升系统、主排水系统、地面供电系统、井下供电系统、主通风机及设施、压风系统、锅炉及附属设施、井下皮带、溜槽及其它采掘设备。
【参考文献】
[1]罗昊.GIS和WebGIS技术在消防工作中的应用探讨[J].中国科技信息，2011年17期.
[2]徐东升，蒋惠珍.RTK技术在常州矿山测绘中的应用与体会[J].科技促进发展(应用版)，2011年02期.
[3]刘纪平，王亮.电子政务空间信息服务:需求、技术与应用[A].中国地理信息系统协会第九届年会论文集[C]，2005年.
[4]褚峰.谈矿山测量学的运用与发展[J].科技信息，2011年22期.
