煤矿技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇煤矿技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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煤矿机电安装的主要发展方向是机电安装技术的创新。随着煤矿开采的大型机械化，采用先进的机电安装技术是科学发展的需要，也是煤矿机电安装创新的主要路径。“科学技术是第一生产力”，煤矿机电设备采用大量新工艺、新材料和新技术的状态下，煤矿机电安装技术的创新必须选用先进的机电安装技术，用现代化的技术含量高的安装手段代替落后的、传统的安装手段。

1.2提高专业人员的素质

煤矿机电安装创新的命运取决施工技术人员，煤矿机电安装技术取决于高素质的施工人员。高素质的施工技术人员和施工人员的配合决定着煤矿机电安装创新的成败。因此，具备深厚专业知识的施工技术人员和施工人员是煤矿机电安装创新动力的源泉。所以，有必要全面提高施工技术人员和施工人员的综合文化素质。理论与实际相结合，为煤矿机电安装获取更大的发展空间，最终在煤矿安装技术领域达到先进国家水平。

1.3煤矿机电安装技术管理创新

煤矿的实际操作中，个别矿井因矿井种种原因，很多实际操作与原有理论并不相符合，在实际操作过程中要采用相应措施，最终达到煤矿管理创新。同时也适应煤矿机电安装企业政策法律环境、新技术采用、市场变化、新材料的更新换代、新装备的大量应用等客观实际。为建立完善的、科学的现代化的煤矿机电安装制度，需要在煤矿机电安装的质量管理、成本管理、安全管理、施工工期的管理和控制等全过程实现整体的创新，落实创新责任制，在煤矿机电安装企业内部大力营造创新的规范化、制度化、经常化、氛围化，使煤矿企业机电安装保持活力。

1.4提高煤矿机电安装技术水平

机电安装的未来发展趋势取决于安装技术水平的高低。煤矿机电安装的技术水平主导着煤矿企业的创新水平。在提高煤矿机电安装技术水平上采取相应措施，建立奖罚机制，促进作业人员不断提高煤矿机电安装技术水平，煤矿机电安装技术水平才能不断提高，将创新进行到底。

1.5煤矿机电安装中存在的问题

1.5.1工程设计不合理

工程的设计决定着施工的进度与难度、机电设备是否正常运作以及整个机电安装工程的费用，起着主导作用。目前，一些煤矿机电安装工程的设计往往不够合理，没有起到效益最大化，从而造成设备与材料的使用不得当，增加工程的造价。甚至有的设计还缺乏可行性，所以就很难根据设计进行施工，影响到煤矿的正常生产，造成理论与实际不符。

1.5.2施工质量及管理的控制不足

在复杂的机电安装施工过程中，影响安全、质量的因素很多。因此，要建立健全完善的管理体系，保证机电安装工程中人员安全、质量可靠，管理人员必须按章指挥，提高施工操作人员自身安全意识及技术素质。加强施工方法和原材料的质量管理，施工工序要符合规程制度。然而，一些煤矿存在机电安装工程的管理人员管理意识弱，专业能力不足，安全意识薄弱存在经验主义。因专业知识的薄弱，而难以发现一些不规范的作业人员，使工程存在较大的隐患，由此常常造成机电设备事故，更甚造成人员伤亡，难以保证煤矿安全生产。

1.5.3施工技术落后

在技术上出现的问题比较多，落后的施工技术与方案的，直接影响着工程质量及进度。现代的煤矿机电安装工序较复杂，安装工程发展速度较快，相对落后的施工单位，已经满足不了工程的需要，往往造成安装工程的施工方法不规范、错误操作装备机电设备等问题，导致机电设备的损坏增加维修量及工程质量不达标，为煤矿安全生产埋下重大隐患。

1.5.4机电设备安装的错误操作

施工现场的机电设备安装普遍存在不按出厂说明书规定的承载能力、使用条件、技术性能和相关规程的有关规定作业，使用极不合理，超载作业或更改使用范围，安全装置出现问题，不定期检测的相关仪表等经常出现问题，常常引起机电设备事故的发生。

2煤矿机电管理技术创新

2.1煤矿机电设备设施质量的管理

煤矿机电技术基础管理要有规范性、科学性、有序性。煤矿机电设备设施正式使用前，按照相关的规定对其应用数据作系统的统计，对使用前的机电设备进行多次调试，保证使用时不出现问题，达到基础管理规范化。管理是煤矿机电技术的主体，为此，有必要加强管理人员的专业技能和专业素质及其服务理念，最终达到煤矿生产的安全、高产、高效。煤矿机电设备安装实施都要根据实际的生产情况进行相应的筹划，计划出有序、合理的方案进行安装，达到生产效益最大化，确保投入成本的合理性，充分发挥煤矿机电设备设施的功能，保障人员、设备安全。现代化矿井机电设备是主要劳动力，管理人员要认真负责的把好设备质量关，仔细检查进入矿井的新型设备，在购买设备或者更换零件的时候，拒绝贪图小便宜而选择规模较小，质量差及信誉无法保障的厂家，首选信誉度高的生产机构，尤其是采购一些重要设备，更要严把入矿前质量关，确保设备符合本区域内生产需要，确保设备正常运作。

2.2培养专业人才的素质

定期对专业职工进行再教育，强化各岗位的职工素质。将较高专业理论水平和丰富实践经验的机电技术人才安排在重点岗位上。在培养机电技术人才时，培训形式可采用理论学习基础与员工实践经验相互交流，继而现场操作，做到理论学习、实验讲解与案例分析相结合的学习方式，其方式能够明显提高培训的效果。注重培养优秀人才。目前各个市场中人才的竞争非常的激烈，人才才是一个企业不断发展的动力源泉，才是提高企业效益的重要基础，因此领导者必须重视对人才的培养，注重人才队伍的建立，重视对员工的尊重，不仅为员工提供良好的工作氛围，还要关心员工的个人生活，尽力解决其在生活中遇到的问题，从而有效的激发员工的工作热情!另外，每个员工也有着不同程度的学习能力，对那些创新意识强"学习能力高的员工作为重点培养对象，要知道，不可能所有的员工都能成为一个独当一面的优秀人才，领导者要做的就是从中挑选有潜力的员工进行特殊的培训方式，从而不断加强其专业能力和专业素养，不断完善自身。

2.3提高信息化管理水平

改善职工的工作、学习、生活，完善职工的办公室、学习室，为职工配备相关的书籍。为专业技术人员配备电脑、打印机等学习、工作用品，实现办公信息化。

3煤矿自动化产品发展研究

现代煤矿自动化产品拥有很多种类的传感器，对煤矿生产作业执行实时监控。利用高精度的传感器是现代煤矿自动化产品的主要特征，并且有很高的稳定性、可靠性和耐久性，采集的数据信息真实可靠。随着当前科学技术的不断进步，传感器的种类越来越多，各种传感器配合起来对周围环境的进行监控能够准确的预防矿井灾害，确保矿井安全生产。

4煤矿自动化产品的发展趋势

在飞速发展的机电技术、计算机技术以及通信技术中，煤矿自动化产品的高科技含量不断提高，我国与先进技术国家相比，我国煤矿自动化产品的技术含量低下，没有较强的市场竞争力，发展煤矿自动化产品已势在必行。

4.1处理能力不断加强

随着当前计算机科技不断的超越及硅电子技术的发展，计算机处理的速度越来越快，必须接受新事物，适应新环境的同时确保设备的正常功能。

4.2独有化的通信方式

在设计煤矿自动化产品的过程中，结合煤矿实际情况，根据煤矿生产需要，既要保证稳定性的同时，又要保证其传输速度。

4.3产品的可靠性

产品的接口处和机械部分寻求突破。

4.4规范自动化产品

自动化产品的发展过程中，需建立起煤矿自动化产业的标准。

4.5煤矿自动化产品的智能化水平需提高

在矿井控制程序方面，要充分结合矿井实际环境，根据获取各项环境的准确参数，判断设备的运转状态，并在设备最良好的工作状态下，采集各项数据进行全面的分析和运算，准确地进行故障方面的预测。

4.6传感器的研发

煤矿生产作业具有产生各种有毒、有害气体的特性，结合这些特点，研发出煤矿生产所需的传感器。

4.7新科学技术在煤矿自动化产品中的应用

当前，红外方面、光纤方面、雷达方面以及煤矿机电一体化方面的新技术已涉及到先进煤矿，煤矿自动化产品应用这些先进的技术有很明显的效果，但有些不能很好地被应用，强行与煤矿自动化产品结合会适得其反，经济效益降低，对煤矿实际生产作业的贡献度微乎其微。

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2变频技术

在煤矿机电设备中的应用变频技术的主要应用对象是电动机驱动的各种设备，在煤矿机电设备中主要包括风机系统、提升系统、压缩机系统、采煤机系统、煤炭输送系统、各类泵等。

2.1风机系统的改进

以某矿井主通风机的变频改造为例，在改造之前，风机设计裕量过大，即使通过调节叶片或者改变管网特性依然远远超过所需风量。利用变频器Harvest-A06/120进行改造，主要参数为：输入频率为45～55Hz，额定输入电压6000V±10%，输出频率范围0.5～120Hz。在利用电压源型串联多电平脉宽调制高压变频器进行改造后，风机效率由45%提高到78%以上，年均用电量减少920000kWh，同时该矿井风机系统可实现软启动，大大降低了对电网的冲击以及对设备的损坏，降低了人工成本。

2.2空压机系统的改进变频技术

对于空压机启动方式的变革具有重要的意义。传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流，不利于设备的正常使用寿命的保持。采用变频技术可以降低瞬时大电流对于设备的危害，延长使用寿命。空压机中压风系统的调节一般采用的是压力闭环控制的变频系统，主要利用系统压力检测来对空压机负荷进行调整，当系统内部压力发生变化时，变频系统会根据反馈的压力数值进行补偿调整，最终保持系统内部压力的恒定。采用此种方式进行压风系统的调节，与传统方式相比，响应速度更快，同时能够更加精确地控制风力，保持压风系统较高的可靠性。以唐山矿业某井空压机变频改造为例，对泵房进行变频改造，采用三套ACS800变频控制柜，利用一台PLC集控柜进行控制。其主要参数为：三相输入电压U3in=（380～415）V±10%，U5in=（380～500）V±10%，输出频率0～±300Hz，DTC（直接转矩控制）控制。通过该控制系统，可以实现空压机的一拖三变频调速运转，能够保持系统内的恒定压力控制，实现设备安全可靠运行。与改造前相比，年均可节省电费50余万元；可实现设备自0Hz起的软启动，设备检修周期延长，降低了检修成本。同时还实现了对设备保护功能的进一步完善，完善了设备超压保护、防自启动保护等多种功能，改善了设备的工作环境。

2.3采煤机的改进提高采煤机对工作环境的适应性

是采煤机改进的主要方向。工作环境愈加复杂，使传统采煤机的不适应性更加突出。电牵引采煤机在适应性方面有很好的表现，已在许多矿山中得到应用。采煤机的变频调速能力是其工作性能的一大指标。与传统滑差调速相比，变频调速将采煤机的变速性能实现了质的飞跃。能量回馈型四象限变频器在采煤机中的应用是煤矿机电设备改造的向前迈进一大步的标志，它标志着井下采煤机由“一拖二”向“一拖一”的进步，提高了煤矿开采效率，同时降低了采煤机的故障率以及维修成本。由PLC控制的MG700-WD交流变频调速采煤机，能够将采煤机事故率控制在较低的范围内，同时由于PLC程序的开放性，可以更好地进行人机对话，能够在故障发生时较为准确地定位故障位置。对于采煤机变频调速系统，除去目前市面上已有的成熟产品外，还有很多学者对不同类型的变频调速控制方式进行了研究，目前已有一定的理论基础，有待于在实际生产中进行试验以及普及。以ALPHA6900系列变频器在采煤机中的应用为例，可实现主从控制功能，同时还可以实现四象限运行，通过PLC控制电路，对变频器的输入输出端口进行实时监控，采集包括转速、转矩等在内的多种信息，确保系统运行的稳定性。其中，采用ALPHA6900系列变频器的电气控制系统可以分为一拖一单/双电机控制方式，通过采煤机工作环境的变化，对其牵引电机的转速进行调整，实现对采煤机设备的有效保护。

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1.2计算机识别技术的应用分析。在实际的应用中，计算机识别技术的主要应用领域有如下：首先，计算机的人脸识别技术；人脸识别技术在安全防护领域应用的非常广泛，为了进行安全防护，可以通过人脸识别分析软件通过摄像头对人脸信息进行采集，然后再进行信息存储。当再次进行信息验证的时候，就可以通过原有的存储信息进行类比。与之相似的还有计算机的指纹识别技术，两者是相同的道理。其次，计算机的探测识别技术；如果说人脸识别技术以及指纹识别技术是一种备份式的技术，那么探测技术就属于实时性的识别技术。该类识别技术的实效性非常强，而且需要在一定程度上对探测设备以及通信方式进行非常严格的把控，否则就会在使用的过程中出现问题。最后，空间设计类的计算机识别技术；空间设计一般可以归纳为CAD制图或者是三维仿真设计等等。而计算机识别技术是此项设计中的最为初始的也是最为重要的一个阶段，通过计算机的识别技术，将设计元素进行分析与设计，从而将空间设计的仿真效果进行仿真呈现。在实际应用中，多应用在工业建筑和空间设计等领域。

2煤矿内部的设计要求与分析

煤矿生产以及煤矿再加工，煤矿行业是能源工业中非常重要的组成部分。与其他工业和能源产业相对比，其安全生产更为重要。在实际的煤矿生产过程中，对于煤矿的内部设计具体如下：

2.1煤矿内部设计的安全要求。虽然随着技术的发展和机械化的模式，煤矿生产已经在很大程度上有了巨大的发展。但是，煤矿生产还必须采用人工施工和开采的模式。因此，人员生产就会涉及安全问题。在煤矿进行开采和生产之前，就需要对煤矿的空间进行规划和设计。必要的安全通道以及安全防护措施和建筑都必须齐全，才能保证在发生意外的时候，能够将人员伤害降低到最低限度。此外，为了能够实现安全生产，煤矿的开采途径以及内部的建筑设施，允许的开采力度和机械设备的规模等，都需要进行详细的分析，才能够保证煤矿生产的具体要求。

2.2煤矿内部设计的生产效率要求。在煤矿生产的过程中，对于效率的要求非常高。高效生产是目前诸多工业和能源产业的主要要求，也是煤矿生产企业的必要要求。煤矿生产过程中，对于其内部的设计而言，需要满足几点要求：第一，煤矿的生产空间要合理。应该是先保证煤矿生产的安全性，在此基础上进行效率的提高。当然，煤矿的生产效率和煤矿的矿井空间和建筑的设计有着很大的关系。良好的空间设计可以在很大程度上减少在开采过程中的资源消耗，合理的空间设计就能够在很大程度上提高其生产的效率。第二，煤矿内的设计要科学。其中体现在开采路径和设备的开采程度分析等，此外在进行煤矿生产的过程中，需要将开采空间和运输空间进行合理分配，才能够在一定程度上提高煤矿生产的效率。

3计算机识别技术在煤矿内部设计的应用

通过对计算机识别技术和煤矿的内部设计进行详细分析，可以明确为了能够加强煤矿生产的安全性以及生产效率，需要进行一定的前期设计分析。计算机识别技术就可以在很大程度上提高其分析的效果。一般情况下，通过计算机识别技术，可以通过探测设备对煤矿的内部空间进行数据收集。此外，可以通过对地质和地形的合理分析，将煤矿内部的空间进行各项数据的分析。将所有的信息数据进行计算机分析，通过3DMAX或者是CAD等设计软件，进行对煤矿空间的仿真设计。实际煤矿生产中，都需要对煤矿的空间以及生产模式进行详尽的分析，以此来保证在生产的过程中实现安全与效率的双重保证。例如，煤矿的开采方向和运输渠道的设计。因为在实际的生产过程中，经常要考虑到传输设备的安置位置。开采渠道的设计能够保证开采的方向正确性，运输的位置设计则可以将运输履带以及运输的设备角度等进行详细的分析，从而保证在运输的过程中，提高运输的效率，保证运输的安全。总之，在煤矿生产的过程中，需要对煤矿的内部进行规划和分析。而计算机识别技术可以通过计算机通信的方式，将煤矿内部的信息进行收录，从而进行计算机智能分析，通过仿真空间设计软件，对煤矿的内部进行仿真设计。不仅仅能够提高煤矿生产工程的效率，更能够提高其生产的安全。

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2PLC技术的优点

随着煤矿工业的现代化发展，传统矿山的机电控制设备已经无法满足生产的迫切需求，因此传统的继电器逐渐被高科技的PLC所取代，并且在实际生产中运行良好，为煤矿企业创造了经济效益［1］。相对于传统的继电器，PLC的优势主要表现在以下几方面：

2．1使用简单编程方便

PLC的操作界面简单，对于操作人员没有过高的技术要求，如果想要加以调试，则随时都可以，不用对硬件做出任何改动。而PLC的梯形图程序是采用顺序控制设计法来设计的，对于需要编程工作的人员来说，PLC编程的方法简单，容易掌握。

2．2功能强性价比高

PLC集成程度高，因此只要有足够的外接系统，便可以实现诸多功能。与传统继电器相比，虽然PLC的价格更高，但是PLC能够承担更多的功能，在很大程度上精简了煤矿机电控制系统，而系统越简单发生错误的概率也就越低。此外，PLC还可通过通信联网，有利于建设集中管理的体系。

2．3硬件配套齐全

目前PLC的配套硬件设施已经相对齐全，要想真正实现预期的功能，只需购买其他的模块来配置成不同规模、不同功能的系统。对于原有的系统，如果不满足实际生产的需要，也可以采购硬件模块进行相应的升级。总之，PLC硬件配置的齐全让用户能够随意组装自己需要的系统，为用户提供了极大便利。

2．4可靠性强

传统的继电器由于其机械设备的特殊性，在长期的使用中，特别是处于煤矿这种粉尘较多的环境中，如果继电器密封不严，容易出现机械方面的故障，再加上碳的物理特性，较厚的炭灰堆积很可能造成短路，因此在煤矿机电中，传统的继电器已经难以满足需求，甚至已经变成潜在的隐患。相较而言，PLC的集成程度极高，即使处于煤矿这种灰尘较多的环境中仍然能够正常的运转，无需担心碳粉堆积而造成短路。由于PLC高度的集成性，因而PLC在发生故障时能够进行自我诊断，在故障发生时可以自动停止正在进行的工作，可避免危险的发生，与此同时还能显示是具体哪一部分出了故障，有利于迅速修复。PLC的配套硬件系统齐全，为修复工作提供了可靠保障。

3PLC技术控制煤矿机电的原理

PLC的工作过程大体上分为三个阶段：输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段，三个阶段合称一个扫描周期，PLC在不断重复一个个周期中完成预先设定的程序［2］。输入采样阶段是PLC系统运行的基础，中央处理器扫描所有输入的数据，并存入储存设备中，等待后续程序的执行。在这个阶段PLC存储的信息是难以更改的，因此在调试PLC系统时，相关操作人员务必要引起足够的注意。用户执行阶段是PLC技术通过梯形图的模型从上到下扫描用户设定程序，在一定的运算之后，运算结果被保存以待下一次引用。输出刷新阶段是对执行阶段数据运行结果的输出执行，作为一个周期中的最后一个环节，PLC在这个过程中通过先前接收的信息调控电路，达到调控煤矿机电设备的目的。

4PLC技术在煤矿机电控制中的应用

4．1对于井下风门的自动化控制

井下风门是疏通易燃易爆气体，提供新鲜空气的通道，目前我国多数煤矿企业的井下风门控制都是由人力来完成，由于负压的影响，用人力来控制风门极为不便，而使用的力量过大很容易对风门造成损坏。对于上述问题，可以借用PLC系统，用红外线传感器来侦测有无车辆通过，有车辆通过时，中央处理器对风门发出开启的信号，由机械装置控制风门开启，既方便又安全。

4．2PLC技术在提升机中的应用

采用PLC技术代替继电器来控制矿井的提升机，能够对提升机控制更加精确，在矿井井壁和电机中安装传感器以监控提升机的运转状况，在电机出现问题或者井壁出现问题时能够及时反馈给控制中心，并自动采取切实可行的应对措施。在误操作时也能及时提醒操作者，以避免安全事故的发生。4．3PLC在胶带输送机中的应用在传统的胶带输送机中，如果要进行停车操作，根据操作人员的操作，控制系统会调整液压系统的油压，液压系统调整之后闸瓦与制动盘接触，以摩擦来阻止胶带的继续运行，这样的制动方式存在明显的弊端，如果胶带的初始转速较高，在制动时闸瓦和制动盘之间的摩擦会产生大量的热量，极易造成危险的发生。在升级PLC技术之后，系统则可以控制闸瓦和制动盘接触一段时间即分离，然后再接触，由此避免了长时间接触产生高温，也不容易产生火花问题。

5PLC技术在煤矿机电控制的应用上的缺陷

PLC系统在应用时需要与配套设施相结合，才能发挥出理想的效果，继而提高生产效率。PLC技术在煤矿机电控制的应用中仍旧存在诸多不足及缺陷，其主要缺陷就在于PLC没有与配套的设施相结合，导致生产效率无法得到应有的提高，经济效益随之降低。在采用PLC技术时，应当对配套的硬件设施予以更换。举例而言，在升级到PLC，需要对相关电路的电力做出适当的调整，确保PLC在正常电流范围内工作。而升级到PLC之后，对于电流的控制更为精确，因此对电机也有一定的要求，如果电机过于陈旧，PLC在对其进行微小的调整时很可能电机没有反应。这些问题都会对企业的经济效益带来不利影响。当然，这些问题并不是无法得以有效解决的，只要在升级PLC时得到重视，这些问题均能够避免。

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2基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统设计

基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统共包括三大部分，即煤矿安全监控智能决策与管理系统、矿井网关及多矿井分布式监控子网络，下文分别进行介绍：

2.1煤矿安全监控智能决策与管理系统

煤矿安全监控智能决策与管理系统采用实时在线智能管理控制系统—因特摩系统来实现，其将包含了专家系统、智能搜寻器、自动机器翻译及计算机视觉等技术的智能系统与因特网、通信技术、自动化技术、实时数据处理技术及数据库技术等结合在一起，实现对工业生产现场的智能监控。在煤矿安全生产中应用因特摩技术，可获取更多事故预报的私有知识，以起到预报事故的作用，为安全生产管理者提供更多的参考信息，提高决策管理的针对性，将事故控制在萌芽状态。该模块包括分站监控机、主监控机及分布式系统，井下数据采集系统主要负责采集工作现场的实时数据，经网关提交至各分站监控机智能决策及管理系统，分站监控机分析后，将处理过的信息提交至主监控机与服务器，最终得出相关决策及措施，对应设备接收到相关控制信息后做出反应，实现矿井安全的智能决策与管理。

2.2矿井网关

矿井网关的主要作用是连接以太网及CAN总线。此处采用AT75C220芯片，该芯片具有两个以太网接口，并具备语音处理功能；该芯片嵌入网关，CAN总线通过网关连接以太网，由此可见，该模块中AT75C220处理器是关键部分。该芯片具有双MAC以太网端口及桥接器，用于连接以太网，其DSP语音处理功能可在以太局域网中接入电话。CAN控制器选择菲利浦公司生产的SJA1000、PCA82C250，其支持CAN2.0B通信协议，可实现对总线的差动发送及对CAN控制器的差动接收。以太网TCP/IP协议与CAN协议的转换是通过AT75C220芯片在网络层完成的，并通实现以太网与CAN总线网络的通信及互联。以太网接收IP包，拆包后取出数据，再按照CAN通信协议重新组成帧，发送至接入设备。通过该网关即可实现CAN总线设备与以太网的通信。

2.3井下分布式控制子网

井下分布式控制子网是整个煤矿安全监控系统的核心部分，其包括数据采集系统、各类控制设备及报警设备及分站监控机通信系统。数据采集系统的主要作用是对井下生产及工作环境进行监测，获得原始的现场数据，分站监控机通信系统的主要作用是将井下现场采集的数据与设备的运行状态信息传输至井上。通过单片机、独立CAN控制器所组成的接口模块，井下数据采集设备、各类生产设备、安全设备、控制设备及报警设备等才可实现与CAN总线的通信。井下数据采集设备采集各安全指标模拟量及各个开关状态量后，再通过CAN通信及接口模块将这些数据发送至CAN总线；此外，通过CAN通信及接口模块，井下生产设备及安全保障设备实现了与CAN总线与现场控制及报警器的连接，以便实时监控设备的运行状态。

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促进机电一体化产品获得更强大功能、更优越性能，更高的智能化性能，促使企业获得更为先进的技术设备，进而谋求更大的生产小小。机电一体化技术在煤矿开采和运输装备的应用和推广，展现了多功能、高质量、高可靠性、低能耗的功能价值，以及最优化的系统工程技术，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、可持续的煤炭工业生产发展提供重要保障。机电一体化的发展降低生产煤矿劳动难度和提高安全系数，为传统的机械行业注入新鲜血液，实现文明生产；

2）煤矿机电一体化技术有效融合了机械、电子技术和液压控制技术

在一定程度上提高了煤矿机械设备的安全性能、经济效益性能、可靠性能、可操作性能等，同时，对于机械设备的作业精度、作业效率等也有了很大程度的改进，使得机械设备更方便进行安装拆除，便于日后的机器维护和现场在线监控，当机械设备发生故障时，可自动报警并实行故障自诊，优化了机械操作工作人员的工作环境和条件，不但提高了机器设备的工作效率，更达到了节能降耗，延长机械设备的使用寿命，提高生产效率的目的。有效解决实践应用管理问题，发挥机电一体化技术全方位优势，不但提高机电技术生产制造水平，增加产品的多功能性质，还节约能源资源和减少材料消耗，降低煤矿企业成本支出，而且在更新煤矿企业机械设备系统，改造陈旧老化的机器设备以及引入新技术产品方面取得突出的成效；

3）煤矿机电一体化产品在煤矿企业的应用，一方面能有效提高工作效率

改进落后的生产作业方式，降低操作人员的劳动量，大幅度提高劳动生产率和工作效率，另一方面也有利于提高作业人员安全操作质量和改善工作环境。除外，通过机电一体化设备在煤炭的采掘、运输过程的应用，更有利于减轻矿工繁重的体力劳动，降低事故发生率，避免工伤事故的发生，保证了矿工的人身安全；

4）煤矿机电一体化技术的运用能促进煤炭产量的提高

提高企业的经济收益，积极推动企业经济快速发展的同时也增加矿工的劳动收入，改善矿工的生活质量。此外煤矿机电一体化技术保障矿井安全生产监测监控系统实行，为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。这些机械设备在煤矿生产过程中的广泛应用，不但能减轻技术操作人员的工作负担和降低操作难度，而且提高了煤矿的生产水平和管理能力，创造了不可估计的经济效益和社会效益。

2探索加强煤矿机电技术一体化应用的途径

1）引进国外先进煤矿机电技术一体化技术和设备，大力推广与使用机电一体化，不断提高设备的质量，改进和升级性能。

机电一体化技术应用到了煤矿每个环节，但是我国在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面基础薄弱，相对国外先进机电设备技术还是比较落后的，与世界先进技术水平也存在很大差距。因此，必须掌握信息时代机电一体化技术能力操作，关注相关科学技术的发展趋势，适时引进国内应用实践。同时国家要积极鼓励企业开发拥有自己知识产权的核心技术和专利产品以及装置技术设备；要关注国内外高新信息技术的发展，将那些先进的高新技术运用于煤矿机电一体化产品，从而提高煤矿现代化和科学先进化发展，达到煤矿自动化生产，适应企业综合自动化的需要。

2）大力加强我国煤矿机电一体化技术产品的规范化、标准化、系统化和通用化的提高

要选用开放性和可靠性的通信技术，促进企业煤矿机电一体化技术向着智能化、可视化、网络化发展，广泛的应用到我国煤矿安全监控体系中；煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平，能判断机电设备好坏和周围环境的状态，使设备能自动适应环境并以最优的状态工作，同时能快速地对所采集的信息进行自动分析，发出诊断结果；加强煤矿安全生产监控体系管理，确保煤矿机电设备的持续良好运行，并为煤矿机械设备使用寿命、矿工生命安全提供完善保障。提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，做好煤矿安全管理工作，确保煤矿工人的安全，推动我国煤矿事业的发展；

3）强化作业人员基础设备技术培训，提高职工职业素质道德。

企业组织鼓励职工学习技术、钻研业务，掌握机电技术一体化技能操作，精选技术骨干做导师，积极开展导师带徒活动，认真培训煤矿矿机电设备技术后备人才，提高了职工的安全思想和业务技能以及工作责任意识。企业要建立全矿范围内营造尊重知识、尊重人才的良好氛围，提高技术人员待遇，稳定现有的机电一体化技术队伍；同时着手培养基础好、有事业心、敬岗爱业的技术作业人员，增强了技术后备力量。

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2煤矿井下的采煤生产技术

在煤矿井下生产实践中，我们需要从技术角度上来强化采矿方法，应用这些开采技术：

2.1深矿井开采技术

在深矿井开采技术的应用中，有诸多的环节都需要引起人们的重视，如严格控制开采矿压，科学布置井巷，防治冲击地压以及防治瓦斯和火灾等等。在具体实践中，我们发现深矿井开采技术还不够成熟，有诸多的问题出现，需要进一步研究，涉及到很多方面的内容，如深井作业环境变化、巷道支护技术以及掘进技术等等。

2.2巷道布置开采技术

在煤矿井下生产中，非常重要的一个环节就是巷道布置，巷道布置情况将会对煤矿井下的生产产生直接影响，同时，煤矿井下巷道布置也关系到了煤矿开采成本，因此，就需要对其产生足够的重视。煤矿企业需要结合自身具体情况，对煤矿井下深入考察，并且将选择的采煤方式和采煤技术给充分纳入考虑范围，对煤矿井下巷道科学合理的布置。为了促使煤矿生产效益得到提高，还需要优化煤矿巷道布置；深入研究煤矿巷道布置技术，保证其能够有机结合其他方面的因素，如煤矿开采技术、煤矿井下作业条件等，这样矸石运输方面花费的时间和成本都可以得到减少。结合优化之后的巷道布置，来对开采技术合理应用，边挖掘边开采能够实现，采矿效率得到了较大程度的提升。

2.3采场围岩控制技术

要严格控制采场围岩，如果采场围岩稳定性不够，那么就会在较大程度上威胁到采矿作业人员的生命财产安全；依据相关的开采经验，有机结合现代化的理论以及先进的计算机测量技术，可以将地质构造情况给准确探测出来，这样可以更加顺利的进行煤矿开采，还可以全方面掌握煤矿采场的岩层情况。对于煤矿井下顶板，一般可以将其划分为两种类型，分别是坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板，对于岩层控制技术的选择，需要充分依据煤矿井下顶板情况来进行，这样方可以获得较好的成效，并且降低生产成本。在处理岩层顶板时，过去通常将高压注水处理技术、深孔预裂爆理技术等应用过来，这些技术比较的复杂，并且需要较高的成本，在时代飞速发展的今天，这些技术逐渐暴露出来了诸多的问题，那么就需要对岩层顶板处理技术不断的研发和创新。将优化后的开采技术给应用过来，可以促使生产效率得到显著提升。同时，还需要深入研究高产高效的矿井，以便能够全方位的优化矿井内部的巷道和开拓等各个方面。

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2新媒体技术的学习特征与应用场景

2．1虚拟现实技术

虚拟现实技术可以模拟显现那些抽象的或者传统教学环境无法实现的事物，在这样的仿真环境中，学习者可以让时间暂停，以便仔细观察煤矿火灾从隐患出现到酿成灾难的发展轨迹随时间的变化过程;也可以反复演练事故救援等高危险性技能和生产过程中的低概率事件，既能得到最佳处理方案，也可以在虚拟环境中获取实际操作经验;还可以通过交互式数据手套、头戴式虚拟现实眼镜开展煤矿生产实验，体验实时的物理反馈，加深感官印象，检验相关技能的可操作性。目前，这种低成本、高效率的培训方式已经得到煤矿行业的高度重视和广泛应用。

2．2网络教育游戏

相关研究发现，角色扮演法更易于赢得成人学习者的青睐。教育网络游戏“寓教于乐”，将网络游戏的内在机制融入到教育培训领域，利用虚拟现实技术来构建支持合作学习的可视化、多用户虚拟学习环境，并通过真实情景、角色机制和任务驱动机制来吸引学习者参与［2］。安全事故救援是开发煤矿教育游戏的最佳蓝本，在这个游戏中，学习者可以分别扮演救援指挥人员、技术专家、施救人员、被困矿工等角色，而解救被困人员、最大程度减少损失是游戏的最终任务。学习者进入游戏，实际上就是进入了煤矿安全事故救援的现场，通过学习游戏规则，学习者可以获得各个游戏角色应该具备的安全知识和技能。在这个特定的虚拟游戏环境中，学习者独立思考、相互合作、加强沟通，从而获得煤矿事故救援相关的知识和技能。同时通过角色互换，既增强了学习者对救援知识的整体性把握，也有助于学习创造性、团队协作和换位思考能力的培养。

2．3微博和微信

微博和微信作为目前最流行的信息分享和个人交流平台，以文字、图片、音频以及视频等媒介为载体，实现了信息的即时传播、交流和分享［3］。微博和微信在煤矿安全培训领域的应用主要体现在以下几方面:鼓励互动，促进师生间点对点、点对面的指导和沟通。通常，煤矿员工的口头表达能力有所欠缺，微博和微信等新媒体平台避免了面对面交流的压力，学习者可以畅所欲言，分享学习和生产过程中的心得和体会;开展泛在学习，扩展课堂学习。通过微博和微信，学习者可以对煤矿安全领域的专家学者、技术能手“加关注”，跟踪技术前沿，向他们学习最先进的安全生产知识和技能;构建虚拟课堂，推动团队协作学习。通过微博和微信建立虚拟学习课堂，其信息精确传播的特点确保了课堂成员之间共享信息的可靠性，大家群策群力，在交流、讨论、争辩中获取知识和技能、完成学习任务，增强了学习者协作学习的能力。

2．4微视频

煤矿企业生产任务繁重，学习时间很难得到保证，造成了员工学习方式的碎片化和微型化。微视频课程的出现，正好迎合了煤矿员工微型学习的需求［4］。微视频课程是指具有完整意义的教学知识单元或知识点，通常以2～20min的时间呈现，由多个“知识原子”构成的供学习者自控步调、自主学习的微型教学视频资源，具有“短、快、精”的特点。目前，现成的煤矿安全生产微视频课程资源较少，但可以通过以下2种渠道获取:企业外部资源。我国高校建设的诸多精品课程，如中国矿业大学的《采矿学》、《矿井通风与安全》等课程，提供了大量免费的教学录像，同时网络公开课等网络平台也提供了为数不少的教学视频资源，通过技术手段，可以将其改造成适于微型学习的微视频资源，实现课程资源的重复再利用;企业内部资源。煤矿企业不乏技术标兵和资深专家，他们在日常工作中积累了大量安全生产的技能和经验，可以将他们最拿手的技能和知识录制成微视频，既能供员工学习和借鉴，同时对专家本人来说也是一种精神上的激励。

2．5手机二维码

手机二维码开启了煤矿安全培训微型学习的新视角，其学习的流程大致如下:将加载有相应信息的手机二维码印刷在教材或其他培训资料上，也可以印刷于生产设备或相关生产场所，学习者用带有摄像头的智能手机扫描二维码图形，通过手机上安装的二维码识别软件解读出二维码信息，这里的信息可能是培训资源本身，也可能是培训资源的链接网址，学习者只需点击该链接就可获得相关的扩展知识［5］。可以看出，手机二维码在学习过程中充当了连接学习者和培训资源的纽带角色，这样的培训方式特别适合于整体文化水平相对较低的煤矿员工，他们中的大多数人不善于通过网络获取知识，或者从来就没接触过网络，手机二维码正好将所需的知识点推送到学习者面前，使学习具有很强的针对性，极大地拓展了学习者的知识获取渠道。另外，手机二维码精确的定位功能，使学习者能在鱼龙混杂的海量网络信息中有效地定位到自己所需的知识，能有效提高学习者的依赖性。

3新媒体技术培训的效果与展望

3．1新媒体技术培训的效果对比

为了对比以上几种新媒体技术在煤矿安全培训中的应用效果，借助层次分析法来进行定量分析。首先，构造层次结构模型，将整个决策体系分为3层:最高层为目标层，即前文提到的5种新媒体技术的培训效果对比排序;中间层为准则层，包括教育媒介的融合性、信息感知渠道的丰富性、教学组织的开放性、教育形式的多样性和教育互动的即时性等衡量指标。鉴于每种教育技术的存在，其最终出发点都在于提高学员的相关知识和技能，因此将知识积累与技能提升也作为衡量指标之一;最底层为方案层，即可供选择的5种新媒体技术。根据层次结构模型中各要素间的隶属关系，对同一层次各要素关于上一层次中相关联准则的重要性进行两两比较，在问卷调查的基础上构建判断矩阵。邀请专家学者对问卷统计得到的判断矩阵进行评价和调整，以满足一致性检验要求，最终得到7个判断矩阵(数据略)。最后，计算判断矩阵的最大特征值及所对应的特征向量，归一化后作为新媒体技术培训效果的权值，最终得到5种新媒体技术的权重排序。

3．2新媒体技术培训的应用展望

通过上一节的对比分析，可以得到新媒体技术的权重排序依次为:虚拟现实技术(0．4249)、教育网络游戏(0．2604)、微博和微信(0．1879)、微视频(0．0835)、手机二维码(0．0432)，由此说明虚拟现实技术是煤矿安全培训领域最佳的新媒体培训技术，该评价结果与新媒体技术在该领域的实际应用也基本吻合，表明获得的评价结果是合理可信的［6－8］。同时，教育网络游戏与微博和微信的权重值也较高，前者见长于多感官沉浸的角色扮演式教学，后者则有助于学员的即时互动和协作学习，并且它们在其他教育领域也都显示出了令人瞩目的教学效果。另外，微视频课程和手机二维码技术虽然权重值较低，但在学员开展移动学习时拥有优势，随着技术的发展和教育理念的更新，这些新媒体技术必将在煤矿安全培训领域占据一席之地。

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2程序设计

2．1PLC程序设计

在西门子S7-417-4H型PLC中，运用梯形图编制监控系统的运行程序，整套系统的主控程序流程如图3所示。在调用初始化子程序后，系统按照设定程序与参数进行自检，待自检正常后对主通风机及其附属设备的初始状态进行顺序控制，一切准备工作就绪后系统会自动开启主通风机，系统按预先图3控制程序流程图编制的程序、设计的功能进行实时监控。整套PLC程序包含了高压柜供电状态监测、变频器控制、水阻柜控制、主通风机运行参数及故障检测、风门电动执行机构运行状态监测等多个功能模块。对PLC控制程序采用模块化设计和过程设计原理，将上述功能模块进行结构化编程设计，提升了控制程序的完整性和可执行性。

2．2WinCC组态程序设计

通过WinCC组态程序设计建立友好交互的人机控制界面，借助远程通讯和PLC控制程序，实现对主通风机及其附属设备的过程监控与故障监控。基于WinCC组态软件的主通风机监控系统具备可视化、智能化、功能多样化等诸多优点，能将矿井通风系统的工作参数和运行状态形象化地展现在控制人员和管理人员面前，便于实时监控设备运行情况。

3应用效果

2013年9月鲁班山北矿主通风机监控系统改造工程完成，图4所示为监控系统的主界面图。目前该套系统已经连续正常运行一年多，在新的监控系统模式下，实现了紧急情况提前预警，提高了矿井通风安全水平。主通风机在变频调速系统控制下更容易实现电动机的正、反转，加、减速时间及频率可任意调节，运行平稳，工频水阻软启动技术的应用，确保了两台变频器都出故障时，主通风机仍能正常运行，确保了通风安全。使用变频调节后由于变频器内滤波电容的使用，使得主通风机功率因数据提高，通过减小变频器输出频率、降低主通风机转速来满足矿井风量需要，主要风机始终运行在高效区间内，统计显示，在增加风量27%的情况下，每个月主通风机电力消耗同比节约3．1万度，节能效果十分明显。

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煤矿正常生产工作的延续，需要煤矿机电设备提供强有力的支持，加强煤矿机电设备维修技术管理的对策和手段，是煤炭企业在建设发展过程中的重要内容，同时也是提高煤炭企业管理水平的重要内容之一。煤矿企业发展过程中要做好企业的发展，必须着重提高煤矿的生产效率，而机电设备的正常运行是煤矿生产效率的重要保障手段。在煤矿企业的发展过程中，如果做不好煤矿机电设备维修技术的管理工作，一旦机电设备出现故障而没有立即排查解决，必将对煤矿的正常生产造成一定影响，从而促进煤矿企业经济效益的提高。

2机电设备维修技术管理能有力促进煤矿企业的安全生产

机电设备安全稳定的运行，能对煤矿企业的安全生产造成一定影响，做好维修技术管理对煤矿企业的安全生产具有积极作用。因为在以往的煤矿生产中，相关机电设备作为内涵丰富和操作复杂的设备，实际生产过程中一旦出现故障必须在第一时间进行维修解决，否则，煤矿生产使用带有故障的机电设备，大大增加了煤矿生产的风险，给煤矿企业的生产作业埋下安全隐患。因为煤矿生产作为一项高风险、工作程序要求严格复杂的工作，在生产过程中，对工作质量有严格要求和规定，当机电设备出现故障时，要立即安排好专业维修人员进行维修，不仅仅能保障煤矿企业的正常生产，同时也为加强煤矿安全生产做出贡献，所以加强煤矿机电设备维修技术管理对于煤矿企业意义重大。

二、煤矿机电设备维修技术

管理中还存在的几个问题虽然煤矿机电设备的维修技术管理是煤矿企业管理的一项重要内容，在具体实施过程中为煤矿企业的正常稳定发展和运行做出了贡献，也得到煤矿企业管理者的重视，并加强了煤矿机电设备维修技术管理的措施和手段，但在实际的维修管理工作中还存在一些问题，只有解决好这些问题，才能从根本上保证煤矿机电设备维修技术管理的工作质量。

1设备运行情况监控手段单一，信息反馈不及时

在一些煤矿企业中，对于机电设备运行情况的检查，仍旧是依靠单一的人力资源完成机电设备的运行监控，使设备运行情况的信息传递效率大大降低。因为煤矿企业使用的机电设备是传统设备，无法在机电设备上建立现代化的监控体系，对于设备在实际生产中的运行情况，只能依靠人工去巡视检查。人在机电设备的巡视检查工作中，对于巡视工作的质量难以保证，有可能因为一些设备的检查难度过大而出现检查走过场的现象，无法拿到机电设备运行情况的真实信息。相关人员在完成机电设备运行情况的信息采集之后，缺乏一套有效的监控信息反馈机制，无法保证将从机电设备采集的运行数据及时反馈到煤炭管理人员和维修人员手中，根据运行数据对可能出现的问题采取相应的防范措施。

2检修过程还存在过剩检修

因为煤矿机电设备在煤矿企业中的重要性，所以在检修过程中，一般煤矿企业都会制定适合自己的规则和检修方法，安排专人在固定时间段进行煤矿机电设备的检修工作，满足机电设备的检修需要。但是因为煤矿机电设备运行过程中不断产生磨损，再加上机电设备本身的设计制造缺陷和运行环境的限制，通过安排专人固定时间进行检修工作会引起工作人员惰性的产生，对机电设备运行中的细微问题难以发现并及时解决，对相关人力资源和企业资金是一种浪费。

3机电设备故障后期处理问题

机电设备的运行情况关乎到煤矿企业正常稳定的发展，一旦出现故障，应立即进行维修解决，以保证煤矿企业的正常生产。对于煤矿机电设备在运行过程中所产生的问题，煤矿企业要能在第一时间发现并解决，但在完成设备修理工作之后，煤炭企业并没有对故障问题进行深入分析和全面细致的清查，故障后期的管理工作内容没有真正落实，给机电设备在以后发生同样问题埋下了隐患。

4设备监控不到位

机电设备的监控不能仅仅依靠单一的人力资源，要把现代科技为工业生产所带来的巨大便利引进煤矿机电设备维修技术管理工作中。一些煤矿企业在生产建设中，为了节省企业资金，仅仅完成了机电设备中关键部分的实时监控，对于机电设备其他部分没有实现实时监控。因为机电设备作为一个内部结构复杂的整体，一旦出现问题要进行全方位的检查才能对发生的问题进行明晰，而只监控机电设备的一部分，当机电设备发生故障时，仍旧需要相关人员对设备进行全面排查，监控设备不到位降低了监控的效果和意义。

5管理组织结构不合理

煤矿机电设备的维修管理工作还存在管理组织结构不合理、管理效率低下的问题，按照一般煤矿企业的部门设置规则，监控管理部门和设备维修部门是两个不同的部门，对实际的设备检修过程所出现的事故责任问题，两个部门有可能进行推诿扯皮，给机电设备维修管理工作带来影响。而且，煤炭企业两个部门要共同落实好机电设备的维修技术管理工作，部门之间信息交流沟通非常重要，相互信息交流一旦出现问题，必定会对机电设备的维修技术管理造成影响。

三、加强煤矿机电设备维修技术管理的措施手段

为了保证煤矿机电设备安全稳定的运行和煤矿企业的正常生产，必须做好煤矿机电设备的维修技术管理工作，以保证企业获得良好效益。煤矿企业实际的生产过程中，可以通过加强维修技术管理制度的建设，提升维修管理信息化水平，进一步推动责任目标落实等手段，完成煤矿机电设备维修技术管理工作。

1建立健全机电设备维修技术管理的工作机制

煤矿企业在机电设备维修技术的管理中，在客观评价企业实际情况的基础上，根据企业机电设备运行的实际情况，完善煤矿企业机电设备维修技术管理工作。煤矿企业根据机电设备的运行情况、发生故障检修情况等历史记录，选择合适的维修技术管理工作机制。因为机电设备的运行设计、维修要求和运行环境等存在差异，对于煤矿企业的重要性及产生效益存在差别，如果按照统一标准进行维修技术管理，必将会造成维修资源的浪费、管理效果和质量达不到规定要求。所以在建立健全相关机电设备维修技术管理机制的过程中，企业根据实际情况对不同的机电设备建立不同的维修技术管理机制，在减少企业资金投入的情况下，保证机电设备维修技术的管理效果。

2提升员工技能水平，完善维修管理责任机制

机电设备维修技术的管理效果落实，与员工技能水平有着重要关系，员工优秀的维修技能水平能极大促进机电设备维修管理效果落到实处。在日常的维修技术管理工作中，通过加强煤矿企业机电设备维修技术人员的责任意识，明确责任制度，保证在实际的工作中，将维修管理责任落到实处，促进煤矿机电设备维修技术管理工作水平的提高。