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智能化矿山建设方案范文1
关键词：三维物联网；信息技术；矿山安全
中图分类号：TP39
我国正处于经济高速发展阶段，对矿产资源的需求高。但矿山安全压力不断增大，而矿山安全事故预警与防治技术相对于矿山开采技术来说处于落后状态，导致矿山环境不断恶化和矿山安全事故越来越严重，且各类可导致矿山安全事故的潜在隐患也在增多。频繁发生的矿山安全事故，给国家、企业以及职工家庭造成巨大的生命财产损失，严重制约了国民经济和矿山企业的可持续发展。
面对矿山事故的预防与处理，必须结合各类高科技手段，采用现代信息技术、虚拟现实技术、空间数据库技术、传感器网络技术、过程智能化控制技术及计算机人工智能技术、物联网技术，在矿山企业生产活动的三维尺度范围内，对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理。并完成对矿山安全、地质灾害、环境、资源情况进行动态全天候自动化采集、建模、储存、定位、搜索、属性信息存取及分析处理；实时动态矿山安全、地质灾害、环境、资源状况等可视化信息，实现矿山安全、地质灾害、环境、资源状况预警；制定并优化矿山安全、地质灾害、环境保护应急预案，为事故抢险提供科学的决策依据。综上所述，架构矿山的三维物联网是矿山未来发展的必然趋势。
1 三维物联网在矿山中的应用
物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络，它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。
根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式：
对象的智能标签。通过二维码，RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在井下的各种设备，统一具备唯一标识码；并能够附着扩展信息，例如供电设施的使用年限、使用寿命等；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如井下某条巷道当日通行人数等。
环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络，可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控，如分布在采掘面的地压探头当前检测地压变化量，井下电力综合保护装置设备运行参数等，通过微震传感器监控井下应力变化指数，通过WIFI标签跟踪井下车辆、人员位置，通过井下的摄像头捕捉实时井下动态等。
对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据井下通风状况进行风门、风机的自动控制，根据井下车辆的流量自动进行车辆调拨，根据井下供电状况进行自动断电保护和自动合闸等
2 铜坑矿矿山网络现状
铜坑矿是我国大型的锡矿石开采基地，矿山六大系统已建成，但是六大系统并没有进行统一管理，不能发挥六大系统的最大功效。基于三维物联网的矿山建设的目标和主要内容，对现代先进技术进行集成创新，根据铜坑矿的实际情况，三维物联网矿山的基础平台要把铜坑矿现有的地压系统，改造升级后的高压电力监控系统、索道电控系统、水泵自动控制系统、风机管理系统、以及六大矿山系统无缝挂接物联网，通过互联网对生产矿井的地测基础数据、电力数据、风力数据、以及各种系统图件的生成，基于统一的数据库，实现数据库数据与图件的联动，同时对矿山的尾矿库、赤泥堆场、采空区进行集中监测，对各种监测数据进行统一管理，提供用户多样化的数据查看接口，并提供变形曲线分析，变形曲线叠加，变形曲线预测等功能及时发现预警并显示，使矿山应用变得高效化、经济化，成为我国有色金属开采企业中第一家实现二维、三维、音频、视频、虚拟联动。
3 铜坑矿三维物联网规划
充分资源集约，对铜坑矿各种资源进行整合开发利用，充分挖掘潜力，提高资源的利用率，节能减排。首先应包括集约散落在各个部门和各个环节的软硬件资源，提高其重复利用率，杜绝闲置和浪费现象。
要把信息集中，将各个部门、各个单位的相关信息动态及时地汇集到《铜坑矿三维物联网矿山系统》统一的数据中心平台上，进行集中管理和开发，彻底改变或避免信息孤岛的顽疾，实现信息分散、动态采集，集中安全管理，共享应用，确保信息资源能够很好的满足各个下属企业和部门的工作需求，也为信息资源进一步的开发和利用创造条件。
3.1 矿山井下高压系统网规划
井下高压开关屏控制回路要按标准开关柜的设计，将微机保护测控装置接入原设计的二次控制回路，继电保护回路，测量电压，电流回路，如变电站有报警音响装置的也要将综保报警接入。高压开关屏的测量、计量、继电保护、操作方式不变，根据微机保护测控装置的设计功能。微机保护测控装置电压回路并入高压屏计量电压回路。要按照实际结线编写、设计施工方案，使方案与原设计完全配套。构建工业以太网平台，由井下局域网和地面监控中心组成一个数据高速传输的大型监控网络，保证监测监控的实时性和可靠性。
3.2 监控视频音频网规划
视频系统按照民用安防规范建造，显示系统为四个大屏，一个主要显屏，三个多显示屏，通过控制器控制主要大屏显示小屏内容。视频存储采用网络存储器，通过访问网络器IP地址观看视频。视频监控部分视频信号丢失，不能有效的实时监控井下关键点，假如该检测点发生突发事件，没有第一手视频资料，严重影响灾前预警，灾后救援，单一的系统构造使得各个部门不能协同工作。不能全面展示各个系统三维仿真功能。
3.3 井下风机智能化控制网规划
电力线载波系统，简单的讲就是运用电力线（作为通讯载波的媒体，不需要额外增加光缆或电缆的投入，仅需在风机上或控制风机的配电箱上安装通讯控制模块，便可对其进行监测和控制。运用风机设备监控系统，需监控设备使用测控等类型模块连接起来，运用网络和其他传输技术将整个系统连接到同一监控终端，通过SCCS软件或者触摸屏等进行统一分析分布处理，实现设备识别/电机/风机/数据测量等的设备系统监测管理，同时有利于管理单位的物联网和电网智能化改造，使用SCCS软件、电力线载波控制技术、网络技术和其它技术的结合，可以在大量节省资金的同时，又达到远程监视和控制设备的目的，大幅提高工厂的生产效益。风机管理智能化：风机运行测量，风机故障报警，防盗报警等。
4 结束语
矿山三维物联网是社会进步，科技发展的必然趋势，未来矿山将会更人性化、科技化开采，使得井下开采更加安全可靠，达到全面预防预警安全隐患。三维物联网带的不仅仅是先进的开采技术，而且是最为科学合理的管理整个矿山企业运营发展。
参考文献：
[1]周鹏，胡珀.国内外信息化与自动化如何融合发展[J].信息化建设，2012（11）.
[2]吴功宜.智慧的物联网[M].北京：机械工业出版社，2010（06）.
智能化矿山建设方案范文2
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。
智能化矿山建设方案范文3
关键词：数字化；信息化；矿山
中图分类号：TD67
1 概述
铜坑矿为华锡集团主体矿山，是华锡集团的主要供矿基地。开采对象为广西南丹县大厂矿区长坡锡多金属矿床。矿山规模大型，设计年开采量245万吨，目前实际年开采量达到230万吨。伴随着新技术的提出和发展，矿山行业经历了手工开采阶段、机械化开采阶段、自动化开采阶段及无人矿井阶段。与国际先进的自动化、无人矿井的矿山比较，铜坑矿仍然处于机械化生产初级阶段，仍然属于劳动密集型矿山，管理方面比较粗放。因此，积极应用信息技术和世界先进适用技术来改造并提升铜坑矿的传统矿业的装备、工艺与方法、经营管理方式和手段，使企业决策、生产、经营、管理效率和水平得以较大增长，提高企业的经济效益，实现矿山开采水平的跨越式发展，这是铜坑矿建立“数字化矿山”目的和意义。
数字化矿山是以矿山系统为原型，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，建立起的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并集成，可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达，同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。
2 数字化矿山国内发展现状
国内数字化矿山发展现状：矿山企业作为一传统第一产业，一直处于劳动密集型的机械化初级水平，管理粗放，技术和装备水平落后，决策、设计、生产等许多环节都是依赖于经验，科学性程度不高。具体表现为：
（1）矿山地质、测量工作手段落后；
（2）设计和计划经验居多、科学性不够；
（3）过程控制程度低、生产效率不高；
（4）安全保障程度低、缺乏有效的安全预警手段和机制；
（5）系统建设缺乏统一规划、投资浪费大、共享能力不足；
（6）决策被动、上传下达滞后。
数字矿山的建设是一个庞大的系统工程，其长期目标是：实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。结合当今世界科技的发展水平及我国矿山现阶段的技术装备与管理水平，我国数字矿山的建设还要经历一个漫长的过程。因此，总体规划分步实施是我国数字矿山建设的必经之路，就目前而言，我国数字矿山建设的具体目标是：
（1）采用成熟的计算机软件系统，实现从矿山资源、开采方案优化、设计、生产计划与开采环境的数字化、模型化与可视化；
（2）建立以光纤、泄漏电缆或无线通讯为主体的多媒体通讯网络，形成语音、视频与数据同网传输的网络体系，实现矿山数据的分布式共享；
（3）采用先进传感器网络技术，实现矿山生产过程、设备、安全与开采环境监控等数据的自动采集、智能分析与可视化处理；
（4）采用工业以太网、PLC智能控制及视频监视系统，实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智能化集中监控。
（5）采用先进的生产管理系统，实现矿山生产人员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制，全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。
矿山系统是一个复杂的、动态的、开放的巨型系统，各部分之间互相影响、互相制约。对于这样的系统，只有快速、准确地了解各个系统的运行情况，并使各个子系统配套、一致，再在此基础上予以优化，才能实时、科学地做出决策，发挥矿山系统的最大能力和最佳效益。
3 铜坑矿数字化建设状况
铜坑矿信息化建设于2005年启动，起步较晚但发展快速。目前已建成以100兆光纤主干局域网、办公局域网、井下地压光纤网。建成以A8办公系统、资产管理系统、上下井考勤系统、视频会议系统、3Dmine三维采矿软件系统、调度监控系统、提升监控系统、宾馆安保监控等应用系统等。铜坑矿1个中心机房，20多个数据交换点，拥有6台服务器，1台路由器，1台中心交换机，1台防火墙，150多台交换机，500多台电脑，70多个监控摄像头，光缆总长度达30多公里。2010年铜坑矿首次提出建设铜坑矿数字化矿山的目标，铜坑矿数字矿山的建设目标将在已建成信息化的基础，整合铜坑矿各项硬件、软件平台进行建设。
3.1 铜坑矿局域网建设状况
铜坑矿局域网近年来发展速度，已建成了以100兆光纤主干网，光缆达30达公里，光纤接入点100处，共架设数据交换点20多个，交换机150多台，路由器、中心交换机、防火墙各一台，光收发器80多对，网络覆盖铜坑矿主要科室工区，如斜坡道区域、调度室区域、东副井区域、碎矿区域、办公楼区域等。地面实现有电脑必有局域网。
铜坑矿监控网络分地面与井下两部分，通过24芯光缆从455水平码头门经东副井到地面与办公楼与调度室相联，形成主要数据传输通道。井下光纤网络共设有15处数据交换点，光缆长度达10多公里。肩负着地压监测数据，视频监控数据传输任务
铜坑矿局域网租用10M宽带连接互联网，在网络构架顶端，使用华为AR-28系列路由器和H3C的硬件防火墙，可以有效的防止外部干扰和侵略。并且配上华为3900系列三层交换机作为中心交换机，它可提供24个千兆网口满足单位不同办公需求。铜坑矿局域网是铜坑矿数字化矿山建设的扎实基础，是数字矿山的雏形，是未来。
3.2 铜坑矿监控系统状况
铜坑矿安全生产监控及调度指挥系统于2008年建成，该监控系统是以铜坑矿局域主干网为主要传输介媒，基于IP网络编码摄像头，使用16路数字视频录相机做为数据存储中心，采用数字视频监控软件为手段。数字化网络视频监控系统的原理是充分利用了当前的数字视频压缩技术基于TCP/IP网络上传输的特殊数据视频流，利用网络技术实现远程的图像监控和摄像头管理。
铜坑矿现已建成以调度室为监控中心，监控遍布整个铜坑矿地面，井下各重要场所，作业点。调度室监控中心安装了四台51寸显示器，3台数字录像机，3台16路分屏器，共有100多个摄像头，40公里的线路。系统为我矿生产调度指挥，安全生产，安保等发挥了重要的作用。指挥我矿各个生产环节协调，有序地工作，监控生产流程，环节人员，设备安全，同时具有安保作用，为确实有效保护铜坑矿财产。
3.3 铜坑矿应用软件平台
铜坑矿以A8办公软件系统，3Dmine软件，资产管理软件，工程项目管理，安全标准化平台等为首的应用软件已全面推广使用。A8办公系统使我矿各项办公流程化，管理数字化，实现无纸化、自动化，为办公提供高效，快捷平台。3Dmine软件为铜坑矿采矿设计，地质测量提供建模，三维设计平台，替代传统的平面图，利用软件自动生成的三维矿体模型使采矿设计更加直观，为选用更合理、科学的采矿方法提供依据。
4 结语
企业信息化、数字化发展要根据企业自身发展需要，结合安全、生产、经营、管理等方面，采用较为先进的成熟技术一步一步实施，既要满足企业当前的使用需要，也要考虑企业未来发展，要与企业发展融合在一起。
参考文献：
[1]周鹏，胡珀.国内外信息化与自动化如何融合发展[J].信息化建设，2012，11.
[2]汤庸.协同软件技术及应用[M].机械工业出版社，2007.
智能化矿山建设方案范文4
关键词:智能矿山;煤矿机电技术;设备管理创新
煤矿机电设备的运行效率与煤矿经营效益有着直接联系，随着煤矿开采机械化与自动化水平提高，对煤矿井下机电设备的管理手段与管理方法也提出了更高的要求，如何有效保证井下机电设备的安全运行也成为机电设备管理的重点。传统的设备定期点检维护管理方式经常会导致设备的故障不能在第一时间被发现，从而造成巨大的经济损失甚至严重的设备事故。因此对机电设备管理进行创新研究，实现设备运行状态实时监测，实现设备管理维护模式向预知事故方向转变已经成为设备管理与维护的必然趋势。基于此，智能矿山理念应运而生，且我国很多煤矿企业已开展了有关智能矿山建设的实践。智能矿山是将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网技术，机器人、智能化装备等与现代煤矿开发技术深度融合，形成矿井全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行的体系。
一、煤矿机电设备管理现状
（一）管理体制过于陈旧
当前，我国各级煤炭主管部门和相关煤炭开采企业都制定了相对严格的机电设备管理制度，但不可否认的是，在具体落实的过程中，仍然暴露出来一些比较严重的问题。比如，有些煤炭开采企业体制互相冲突，使得员工的工作积极性不高。在机电设备方面，很多企业在采购机电设备时，注重的都是经济性，为了节约成本，忽视了设备的质量，在使用设备进行实际作业时，设备的质量引起的事故，在煤矿这种相对复杂的环境中往往会得到扩大，造成更为严重的后果。
（二）技术人员素质过低
近些年，我国煤炭市场逐渐萎缩，煤矿企业的员工待遇慢慢下调，加上煤矿开采环境恶劣，工作难度大、强度高，使得行业内很多尖端技术人才流失，给我国煤炭行业整体带来了非常消极的影响。在流失的这一部分技术人才中，煤矿机电技术操作熟练的工作人员就是非常重要的一部分。他们很多是因为工资待遇下调、工作环境差等众多原因离开了这个行业。真正有良好技术储备的人员不愿意进门，而现有的技术人员专业水平又不足，不愿意接受改变，不能通过学习掌握新的煤矿机电技术，这更制约了我国智能矿山的建设。
（三）煤矿机电设备智能化没有得到良好的推广
随着我国科技的发展，煤矿机电设备也在不断更新换代。在迭代的过程中，智能化是设备主要的发展方向。但是，我国很多煤炭企业现役的设备都处于寿命的中后期，不光是性能已经大不如前，还有可能因为故障而带来其他方面的损失。然而，很多煤炭企业为了尽可能地节约成本，只有在设备必须淘汰更换才会将其替换，大大制约了智能化机电设备的应用和推广。
二、基于智能矿山的机电设备管理系统
（一）机电设备大数据分析云平台
煤矿机电设备大数据分析云平台是智能矿山机电设备管理的核心，负责数据采集、数量处理转换，形成煤矿设备数据中心，并基于煤矿机电设备的数据在设备健康评估、设备故障预测、设备能耗优化等领域进行大数据分析，为机电设备管理、故障诊断及预警、能耗监测提供基础服务。大数据分析云平台应包括数据集成、主数据管理、大数据数据分析三个内容。1 、数据集成数据集成主要包括数据采集、数据清洗及数据转换。井下设备采集数据的方式，应当采用在现场部署物联网基站设备的方式。数据清洗是筛除采集到的错误数据，提高采集数据质量的有效方法，数据清洗前应先定义数据的清洗规则。在原数据上对数据进行清洗前，需要对原数据进行备份，以防原数据的丢失或损坏。数据被清洗之后，干净的数据应替换数据源中原有的数据。数据转换是清洗后的数据形成标准化的基础数据资源，包括数据库到数据库转换流程、XML到数据库转换流程、数据库到XML转换流程、Excel到数据库转换流程、平面数据到数据库转换流程、数据库到平面数据转换流程和数据库到HBase转换流程等。2 、数据管理数据管理包括数据存储、元数据、数据源及数据审计环节。数据存储层将采集到的数据进行分类汇总形成不同的专题数据库并对数据质量进行管理。元数据用于定义数据字典模型，配置期定义捕获业务以及运行期数据格式转换等功能。数据源主要提供数据源新建、修改、删除的功能。数据审计机制包括操作回溯、报警响应、事件关联、事件定位、身份认证、资源授权、访问控制等内容，旨在安全管控上建立完善的机制和体系，从而保障数据安全。3 、大数据分析大数据分析主要包括数据导入、机器学习、模型训练、模型导出以及部署应用五大关键功能。数据导入是指对所有主流数据库、文件系统以及文本格式的数据进行接入。机器学习数据挖掘不是“一锤子”能解决问题，需要反复的迭代实验，根据数据变化调整优化模型。大数据分析平台能够保证对全量数据的模型构建，避免了传统分析工具只能利用小数据样本进行机器学习的弊端。通过对模型的有效评估方法判断模型是否适用于机电设备管理。通过对井下刮板运输机、破碎机、转载机、胶带运输机等重大机电设备的在线监测信号(包括振动、轴温、油脂、电流、电压、功率、工况等)和点检信息的实时分析、特征对比，以及故障树分析计算，实现设备的远程故障诊断、缺陷识别和隐患排查，准确定位故障和缺陷类型和位置，为设备健康管理、更新决策提供信息支撑，确保设备的高可靠、无缺陷运行。
（二）机电设备故障诊断及预警
通过集成煤矿机电设备数据，结合大数据技术提供物联网智能分析服务，针对井下主要机电设备的数据进行预测分析与优化。通过汇集海量设备故障监测传感数据，提供设备综合监控、OLAP分析，实现对设备的预测性维护，对设备使用行为的分析与优化，对设备所需耗材运营供需的预测分析，以及对设备运行效能的优化与改进。监测诊断系统通过实时采集设备运行时的振动信号、电参数信号、温度信号等，对信号进行融合分析，结合故障诊断智能诊断算法和专家知识库，实现对机电设备的实时智能诊断。通过对机电设备关键传动部件振动信号在线监测，定量诊断故障损伤部位与严重程度，将振动监测信息智能地转化为预测性机械状态报警，克服传统故障诊断对专业技术人员的过分依赖。预警预报包括早期故障预警、故障类型特征报警、故障程度定位等功能，可随时掌握机电设备运行状态，发生超限、设备早期故障时，能及时给出报警。方便机电设备维护人员在计划检修时间，提前有的放矢的对机电设备进行维护保养，将事故消灭在隐患状态，将损失降到最小。
三、智能矿山中的机电设备管理创新策略
（一）AI智能监控平台
AI智能监控平台是以网络通讯及数字化技术为基础，为多个“信息孤岛”提供协同合作的统一平台，建立一套高集成、高智能化的管理机制。可以实现统一的配置管理、数据共享、功能联动和业务优化等功能。通过AI智能视频系统进行机电设备管理有以下几个方面的实际意义：（1 ）保证设备隐患整改落到实处，避免徇私舞弊平台可对报警进行自动记录，迫使值班员、安全员不得不对报警记录进行实时处理，有效促进了制度的落实与完善，堵住了约束不严的漏洞。（2 ）辅助安全管理，提升管理人员效率有助于安全管理人员开展工作。每个监控摄像头，都是一个7 ×24 小时工作的“电子安全员”。改变了传统的安全管理人海战术，使得安全管理人员、企业管理人员可以从日常巡逻检查等事务性工作中脱离出来，更多的从事安全相关的技术工作、制度修订工作等理论性工作。（3 ）提升员工安全意识实时监控够使得作业人员时刻保持警惕，破除部分人员的侥幸心理、麻痹心理，及时发现违章作业苗头，自动抓拍摄录违章行为，进而采取教育、处罚、激励等措施，短期内可形成有效震慑力，使得作业人员违规行为无处可藏、不敢违规、不愿违规，长期可形成良好的作业习惯与秩序，提升本质安全。
（二）“人才兴企”，人才是机电设备创新管理的根本要想让煤炭机电设备管理得到创新，还需要提高技术人员的水平。尤其在煤炭行业“以人为本、科技兴企”理念大力推广的情况下，煤炭企业提高人员的能力已经成为亟待落实的方法。首先，企业应提高培训强度，根据开采工作的具体需求，针对性地进行培训，让理论和实际生产联系起来，让理论成为实践的支撑，让实践成为理论的印证。另外，企业还应开展学习活动，通过引进先进的技术，让员工的业务能力得到提高。不仅如此，企业还可以挑选一些专业人员，将其送到指定院校接受教育，学习时下先进的煤炭机电技术。企业管理人员要对行业有敏锐的感知，通过聘请业内机电技术专家来企业内部进行讲座，传授先进的设备管理经验。
四、提升智能矿山机电设备管理的建议
（一）积极使用先进的技术和设备
近些年我国煤炭行业的退步对新技术和新设备的研发都造成了消极的影响。为了确保采矿工程的有序进行，企业需要和设备生产厂家保持紧密的联系，及时传达自身需求，让设备生产厂家有针对性地提高新设备的功能性，以满足采矿的需求。另外，各煤炭企业也可以联合起来，开展技术交流，并利用现有的技术进行设备创新竞赛等，进一步提高设备管理的质量。
（二）提高技术人员的薪酬待遇
由于煤矿工作的特殊性，工作人员需要较长时间处在危险、复杂的环境中。煤矿机电设备作为长期在这种恶劣环境中运行的工具，操作起来又有一定的难度，也会给工作人员带来一定的危险，再加上采矿工作超高的工作强度，如果不能给技术人员提供较高的薪酬，行业的人才流失状况势必会更加严重。所以，企业应在能力所及的范围内，适当提高技术人员的薪酬待遇，这样不仅能让技术人员保持良好的工作积极性，还能留住人才，保证企业的竞争力。
五、结束语
煤矿机电设备管理是整个采矿工程流程中非常重要的一个环节，随着煤矿规模的扩大，机电设备管理也遇到了各种各样的问题。企业首先要优化管理制度，然后通过技术培训等方法，提高人员的技术水平，并通过薪酬待遇的提高，保留住技术人员，提高企业在市场中的竞争力。本文分析了煤矿机电设备管理的现状，并提出了几点优化方法，希望能对我国煤矿行业的发展起到积极作用。
参考文献
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[4]刘硕.智能矿山未来已来：东方测控智能矿山解决方案[J].中国矿业，2020，29(06):181.
智能化矿山建设方案范文5
安全生产信息化发展趋势
依托国家电子政务外网，国家安监总局和各地安全监管机构建设了互联网互通的广域网络，初步建成了面向安全监管检查及行政执法、调度统计、矿山应急救援等业务系统，应用视频监控等手段实时监控重点危险源，全国安全生产应急平台体系框架初步形成，北京等省级安全生产应急平台已建成并投入使用，安全生产政策法规、事故调查等面向社会公众的公共服务通过信息技术得到提升。
安全监测监控、通信联络、人员定位、应急避险等作为国家煤矿安监局要求的“安全六大系统”内容，在国有重点煤矿基本全面开展建设，在非煤矿山也得到重点应用，车辆定位、危险源监控、产品流向等在危险化学品行业应用普遍，设备状态监控、环境视频监控在信息化建设领先企业中已经取得了良好的效果。在管理信息化方面，大多数企业将安全巡检和事故上报作为重点，通过在办公平台或网站设置安全管理专栏方式通报管理信息，并向安监部门应急平台上报信息，神华等先进企业在重大危险源定义、监管、应急方案、救援指挥方面已基本实现信息化。
目前，中国安全生产信息化建设还存在信息化与安全生产尚未完全融合，信息化推动安全生产创新力度不够，信息技术应用不能满足安全生产管理需求，安全生产信息交换共享不足，应用系统缺乏联动影响实际功效发挥等问题，随着信息技术的进步和安全生产工作要求的日益提高，安全生产信息化必须为创新监管检查方式、深度渗透生产经营活动、提高应急联动水平方面提供更有利的支撑。
安全生产信息化逐渐从事故报告系统向以风险管理为核心，监测、监控、预警、救援一体集成，动态、实时、全过程的安全管理系统方向演变，安全生产信息化建设 融入企业员工日常安全管理工作和企业经营管理流程中，全面、动态地获取经营活动中需要进行安全管理的业务活动信息，包括生产过程中人的行为、物的状态、生产环境等因素的全员、全过程、全方位受控，安全管理从安全时间的时候处理向危险源识别、风险辨识、风险评估分析、风险预警、风险控制的闭环全过程控制及动态管理。功能的延伸体现了安全管理与生产管理紧密结合，以实现安全管理持续改进，将安全生产的长效管理体系落到实处。
安全生产的智能化，知识化、跨部门应用重点体现在应急救援平台建设中，应急救援体系的核心目标是科学预防和避免重特大事故的扩大和再发生，将事故对人、财产、环境的损失降低到最小，建立智能化的应急救援体系是提高安全管理能力的最终保障。
共享应急救援平台的智能化有助于企业应用信息技术不断提升掌握事故现场情况真实性的能力，实时分析事故危害后果及可能发展趋势，从而启动相应的应急救援方案，按照原最高效地通报政府与专业应急救援部门，及时集中抢险力量投入现场抢救与抢险。共享应急救援平台还可实现重大危险源信息综合展现与应急演练等，持续优化应急预案，进一步提升安全生产应急管理的能力。
安全生产管理对象点多面广，企业、政府、专业机构的信息共享和业务协同需要应用系统的互联互通、数据资源的规范统一。
建立以数据标准为核心，全面涵盖技术、管理、应用规范的安全生产信息化标准体系，梳理安全生产信息资源，尤其是对物联网等信息化数据、业务、技术和管理标准，规范信息资源的采集、处理、共享，提高信息资源的开发利用能力，从而满足多对象、多层次、高效率的业务协同。
随着计算机技术、网络技术和信息化技术的发展，安全管理系统将向着数字化、集成化的方向发展，传统单纯依靠人员检查记录反馈的手工方式已经不能满足企业安全管理的需求。
无线技术、精确定位技术、数字数据服务、电子数据交换、识别技术必将更多地应用到企业的安全管理中，以物联网、云计算、移动互联网、卫星遥感等为代表的新一代信息技术应用将极大地提升安全监察监管动态闭环控制的效率和智能化的水平。
安全生产信息化架构
基于新一代信息技术的安全生产信息化架构由下而上可分为四层，分别为：基础设施层、数据处理层、平台架构层、应用层。
应用层是为用户提供具体安全生产事物处理、运行在平台架构层上的应用系统集合。根据与用户相应的纵向关系，应用层可分为应用表示层、应用服务层和应用管理层。
应用表示层是用户的响应通道。安全生产的应用用户来自社会公众、企业安全生产管理人员、政府监管机构工作人员，社会公众需要获取的服务侧重信息服务、应用服务、应用管理。应用表示层通过企业门户、在线服务、应用管理实现对应用需求的协调分工。
应用服务层是应用层的核心，为用户提供尽可能丰富的、创新的生产安全功能。不论是政府监管人员，还是企业安全生产管理人员，应用功能可以根据用户层级不同和应用重点不同，为领导提供决策服务的决策支持类应用、为安全管理职能部门提供专业化服务的安全管理类应用，以及为生产运营、社会管理、安全与生产完全融合的监测操作类应用。
决策支持类功能通过对监测信息的深度应用，提供安全分析、评价、预警以及应急指挥功能；安全管理类功能体现了对安全生产的全过程管理，建立以预控为核心，安全计划、检查反馈、测试仿真、预案制定四环节的闭环管理，持续优化资源配置，切断安全事故的因果链，使内部人、才、物制度达到安全和谐统一；监测监控类功能体现对细粒度物理安全生产要素的掌握，强化对人员、设备、环境三个物理安全要素从结构化的基础信息、状态数据到非结构化的视频等数据的管理。
新一代信息技术通过云计算、移动互联网等提高应用服务便捷性。应用层应用云计算以SaaS的形式提供面向特定对象的整体解决方案，通过移动互联网和云终端更好地优化用户的交互渠道，升级用户体验。
平台架构层是一个以软件资源管理为中心的、开放的、聚合各种能力和资源的云服务环境，能够更好地满足企业安全生产信息化在可伸缩性、可用性和安全性等方面的需求。平台架构层的主要模式是通过将各种核心应用整合成一个面向服务的平台，从而为的安全管理创新提供一个应用快速实现的基础，使以往复杂的各级系统搭建、维护和更新可以按需即用、随需应变的方式获得，使系统的弹性化构建成为可能。
数据处理层通过不同的处理模块对采集到的数据分别进行接收、存储、分析和处理，数据处理层的基础是物理计算资源和存储资源。
通过虚拟化技术队数据中心的服务器、存储等设备进行抽象，整合成虚拟的资源池，实现资源管理优化和负载均衡，用户能够通过调用资源管理层虚拟化平台提供的接口管理虚拟的硬件资源。资源服务交付层提供的服务与资源管理层提供的功能相对应，是用户获得处理资源层服务的接口。
基础设施层的主要功能是提供数据采集、数据传输以及终端行为控制。通过一些有线和无线的监测传感设备，通过传感网络或因特网进行采集数据的传输，并依据反馈的指令进行操作。
网络传输层是连接智能设备和控制系统的桥梁，可分为有线通信和无线通信两大类。有线通信技术可分为相对短距离的现场总线和中长距离的广域网络，安监部门已经建立了电子政务外网，企业安全生产应用的主要为工业环网，对于集团型企业，安全管理层级的应用基于企业广域内网，同时对于煤矿等特殊行业的企业，还需要接收安检总局等政府机构的监管，因此，跨网运行是对安全管理和操作的特殊要求。
数据采集层的核心作用是全面感知的执行，使物体具备能够被识别的智能，在物联网技术快速发展的今天，RFID等在数据层面的可靠采集已经逐步取代条码识别等其他传感方式，对重大危险源或环境监测通常采取视频或者卫星监控方式进行。终端控制器是物联网技术区别于传统的设别识别技术的最大亮点，通过终端控制器，物体可以支持开放的通信协议，并能执行不同的任务，从而使物体具备更加精细化的多级操作智能。
安全生产中的典型应用
新一代信息技术在环境监测、设备监控、分析预警等应用领域前景广阔。采用物联网技术对环境信息和关键生产设备进行状态监测、自动控制，同时采用云计算技术进行模型分析与故障诊断，采用卫星遥感技术提升环境监测的广度和深度，结合移动互联技术来提高网络传输的安全、可靠性。
应用物联网技术提升设备的状态监测与运行控制水平。在设备关键部分加装传感器，并选取合适传感器网络组网技术进行组网并传输数据，实时监测设备的温度、电机、振动、轴温等重要参数，使得设备的状态能实时传送到调度室。
传统的设备自动控制仅能实现单机的常规控制，依靠人员定点值守，通过调度电话等方式获取指令进行手工操作，应用物联网技术，改造传统的手动操作设备为自动化、智能化、根据远程的指令，对设备进行更加复杂、更加精细化的自动控制和维护，使设备更加智能，达到无人值守、智能控制的要求。
应用云计算技术提升设备管理水平。首先是提高设备状态分析和运维水平，通过建立设备运行状态模型开展以只是处理为核心的故障分析，开展专家系统、神经网络和模糊分析等理论、方法和应用技术的研究和应用，优化设备的系统配合，实现在线的进行数据处理和分析判断，根据预设模型发出报警和自保护操作指令，专家系统的分析结果将指导设备运维人员进行操作。
其次，分析结果可以有效地避免设备管理服务器单点故障，保证了系统的连续运行。再次是可以将数据封装成服务，供其他应用系统可以调用，实现设备安全状态数据与生产、运维部门的共享。
卫星遥感在地质环境监测中应用广泛。根据地质灾害预警的要求，构建监测“点”以监测点为基本单位构建“线”，基于卫星遥感静态连续地表变形监测、区域降水监测等组建“面”，以检测区域现场深部位移和地表变形等参数的拾取为基础，覆盖灾害区域的地上、地下，构建设计变形参量、相关因素、诱因因素的立体监测系统。
智能化矿山建设方案范文6
培训团先后赴德国国际矿业和矿产资源联合会、德国联邦环境自然保护与核安全保护部下属联邦环保总署、柏林灾难技术救援机构等部门和单位，深入德国鲁尔集团伊本比伦煤矿井下，考察学习工业4.0革命对采矿业的挑战和改变、现代采矿技术和劳动安全保护、应急救援机构运作机制等内容。
德国煤矿深部开采技术及安全监管工作
德国现有8处煤矿，其中井工煤矿3处（生产硬煤）、露天煤矿5处（生产褐煤），均为民营煤矿。2014年全德共生产煤炭1.91亿t（硬煤0.08亿 t，褐煤1.83亿 t），百万吨死亡率为0，近30年来未发生过死亡事故。现有3处井工煤矿均为高瓦斯矿井，采深均超过1 500 m，煤层平均厚度仅为2 m左右。
德国煤矿开采技术
深井开采支护。采用 “大断面、强支护、高装备”的深井支护技术，在1 500 m以深矿井普遍运用，并形成国家标准。
实现1 500 m以深矿井沿空留巷技术。在留设的巷道采空区设置2倍采高宽的充填墙，并视采空区漏风情况，向充填墙注浆，留巷得到成功应用。
使用“一七”防灭火技术。该系统于1996 年由德国施密茨公司研制成功，采取气动喷注泡沫进行防灭火，发泡能力6 000 L/h。泡沫留存时间能长达5 h，且具有繁殖及蒸发特性，具有发泡率高、强渗透力和附着力、有效隔绝空气、快速冷却燃烧物、操作简单和灭火费用低等优点。
瓦斯实现有效利用。德国现有3处井工煤矿全部为高瓦斯矿井，抽采瓦斯量每年约1亿m3，全部用于瓦斯发电，总装机能力36 MW，矿井用电自给自足。
综合自动化采煤技术。刨煤机采煤技术在德国煤矿薄及中厚煤层开采中得到普遍应用，综采自动化煤岩自动识别采煤技术研发取得实质性进展。
设备集中购置、选型配套系列化、统一化。德国鲁尔集团对井工煤矿，主要采矿设备和耗材实行统购，各煤矿租赁使用，设备型号尽量统一或相近，便于各矿互相调拨、操作人员熟练使用。
重视粉尘防治与职业病预防。制定粉尘测量方法、评估方法和岗位部署调控办法，按照法律规定研发井下工作岗位分类，对煤矿每个接尘人员建立接尘档案，对患有尘肺职业病的职工由工伤保险协会支付保险金，因病提前退休的职工支付退休金。同时，注重技术防尘，强化源头治理。比如加大煤层注水力度，配备防尘设施，采煤工作面支架（包括顶梁上部）安设自动防尘喷雾装置，掘进工作面安装大功率除尘风机等。
工业4.0对采矿业的影响
2010年7月，德国联邦政府提出“工业4.0”的未来发展目标。2013年4月，正式推出“工业4.0”，指以智能制造为主导的第四次工业革命，将制造业向智能化转型。
德国采矿业引入“工业4.0”概念，一些先进技术已经取得实质性进展或在现场进行测试。例如：采煤机可以通过雷达传感器来辨识周边危险区域内是否有人作业，以及通过辨别不同切割声音来确认切割的是煤还是岩石；井下无人驾驶车辆通过雷达系统感知周边行人情况来判定是继续作业还是避让行人，等等。
通过“采矿4.0”技术实施，实现自动化无人工作面采煤，最大限度地减少井下辅助运输和岗点作业人数，降低劳动强度，减少事故发生概率，提升矿井自动化、智能化生产水平，达到煤矿生产安全高效目的。
煤矿安全生产监管和企业安全生产管理
事故报告
德国1865年出台的《德国矿业法》、2013实施的《德国危险事故条例》等法律，对事故报告程序、内容及调查结果公布等做出了相关规定：导致工伤损失3个工作日以上事故以及虽未造成人员伤亡但具有一定影响事故发生后，企业要立即（原则上不得超过2小时）报告同业保险联合会；导致工伤损失28个工作日以上的事故，报告当地安全监管部门，并在事故发生后1周内向有关部门提交补充性书面报告，内容包括一般描述、事故类型和涉及物质、原因描述、损害类型和范围、应急措施、设备改进措施及执行计划等内容。
有关部门对涉及物质超过企业总物质量5%或人员伤亡较严重事故，还要通过审查、调查等手段，对企业在技术、组织和管理方面存在的问题进行分析，提出事故预防措施建议，形成书面分析报告，并督促企业采取必要补救措施，且将企业的补充性书面报告复印件和分析报告上报德国联邦环境自然保护与核安全部。德国联邦环境自然保护与核安全部还要向欧盟委员会报告事故情况。事故发生情况和调查结果都要在公共网络上公布。
应急救援
德国事故救援实行属地管理，以州为主的应急管理体制。当事故救援超出州政府能力范围，州政府请求联邦政府提供应急协调和救助。德国依据联邦法律形成了以消防队为核心，由联邦军队、警察、公共安全部门、联邦技术救援中心、红十字会等机构组成的事故救援队伍体系。
德国共有分布在各大城市的4万余名专业消防队员，其运转费用由地方政府供给，另有135万余名考核合格，可以随时投入事故救援工作的志愿者，按照探测、电力、爆破等30余种专业进行分类管理，以提供专业救援服务。德国煤矿不常设专职的矿山救护队，但每个煤矿设置由兼职救护队员组成的矿山救护队。煤矿企业负责矿山救护队的运转费用。
救援期间，只允许矿长或其人、通风工程师、记录员、政府部门派员等4种人进入事故救援专用指挥室，其他人员不得擅自进入指挥室干扰事故救援指挥工作。记录员负责记录指挥室内人员的全部讲话、通讯内容及矿井通风等有关情况。
双元制职业安全保护体系
德国在遵守欧盟安全生产框架性准则的同时，实行国家安全生产监管机构和同业工伤事故保险联合会监管的双元制。国家安全生产监管机关分为联邦和各州政府安全生产监管部门，联邦层面主要负责相关法律制定，具体管理工作主要各州层面负责。主要职责是发放安全生产相关许可、监督检查企业落实法律法规及安全标准情况、进行事故调查等。
同业工伤事故保险联合会属非营利性机构，主要职责是为企业提供事故预防和宣传、职工工伤事故理赔及受工伤人员的再就业培训和救助等。法律强制企业加入行业所属同业工伤事故保险联合会，全额缴纳意外伤亡险，采取安全防范措施。
政府对煤矿监管机制
德国联邦政府对矿业的监督和管理设在州一级，各州的矿业主管部门设置不同，机构设置相对简捷、高效，一个部门负责煤矿开采所有相关许可的发放，以及企业经营计划的审批。比如，煤矿编制企业经营计划，包括筹建、开采到洗选等各个环节的计划书，内容涵盖开采设计、劳动保护等各个方面。矿业局依据法律严格履行审批程序，并依据该计划对煤矿经营情况进行日常监督检查，督促其落实安全生产主体责任。
中德对比分析
煤矿开采安全技术比较
支护方式。德国煤矿巷道断面均为半圆拱形大断面支护。国内煤矿支护方式主要是“锚杆+锚网索（喷）”支护，有的矿井采用砌碹支护或U型钢支护，矿井巷道断面较小，有的矿井巷道变形严重维修量大，巷道扩修量多达60%。
冲击地压防治。德国煤层厚度在1.5～3.5 m左右，与我国部分冲击地压矿井厚煤层相比冲击地压危害性较小。但就煤层冲击治理方案而言，与我国的“强支护、强卸压、强检测”理念是一致的，但是国内一些矿井对有冲击倾向煤层危害程度认识不够，卸压程度不足，没有采取积极预防措施。
瓦斯治理。德国煤矿开采煤层具有硬度大、瓦斯压力小、含量低，透气性高、易抽采等特点。相比较而言，我国个别省区煤层瓦斯含量高、压力大。在瓦斯、一氧化碳传感器方面，德国煤矿普遍使用红外线传感器，测程范围大（0～100%），稳定性强，不受温度、水等环境的影响，而我国仍然在大量使用催化原件传感器，测程范围小（0～4%），稳定性差，易受环境影响。
粉尘防治与职业病预防。我国《煤矿作业场所职业病危害防治规定》（总局令第73号）对煤矿防尘工作做出了明确规定，但在实际工作及防尘效果上与德国相比还有一定差距，主要表现在：一是部分煤矿对防尘认识尚有差距，技术防尘和个体防护现场执行落实不到位；二是职工待遇保障有差距，体检发现职工患有尘肺病时，未像德国一样执行岗位调整工资收入差额补贴；三是煤矿粉尘浓度测定不规范，不能准确反映实际数值，而德国煤矿粉尘检测工作每月由矿井粉尘测量员现场取样交由第三方检测机构检测并出具报告，数据有权威性。
机械化、自动化和智能化生产比较
德国“采矿4.0”是在基本实现采矿机械化、自动化的基础上，向智能化迈进。我国煤矿目前还基本处于机械化和自动化发展阶段，实现智能化的基础尚未夯实。尽管国家安全监管总局、煤矿安监局相继推广了陕煤化集团黄陵一矿智能化无人开采技术经验，推进煤矿“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，但是机械化、自动化整体上还有差距，比如在煤岩自动识别技术、单轨吊辅助运输方式和刨煤机采煤技术等方面。
事故报告和救援比较
我国制定实施了《生产安全事故报告和调查处理条例》，对生产安全事故报告程序、内容及调查处理作了详尽规定，《安全生产法》也明确事故报告要全文公开。总体上讲，我国比德国事故报告和调查处理要求更为具体。比如，德国事故全部情况一般要经1年以上才能完全调查清楚并公布，而我国事故调查时限要求一般不得超过75日，特殊情况不得超过135日。
我国事故救援工作明确各级政府、部门和企业的事故救援工作职责，建立了矿山救护队、消防队、医疗等专业事故救援队伍体系。矿山救护队运转费用由政府或煤矿企业承担，装备投入、日常训练相对德国矿山救护队较多。我国事故救援志愿者数量多，但是缺少专业培训，没有发挥应有的作用。
另外，我国煤矿事故救援参与指挥人员多，指挥地点基本为开放式，容易受外界干扰。并且德国煤矿事故救援指挥室内设有专人对救援指挥等情况进行详细记录，有利于查明责任和分析事故原因。
思考和建议
学习借鉴德国煤矿“大断面、强支护”深井开采技术。建议在深井项目安全核准时，将“大断面、强支护”作为必备条件。
鼓励煤矿企业引进“一七”防灭火系统。鼓励在煤层自燃发火倾向性强的矿区推广和应用该技术，以提高回采工作面初采、过构造、收尾时期预防煤层自燃发火能力，以及火灾事故救援能力。
加强粉尘防治与职业病预防工作。根据作业场所粉尘浓度等级研发井下工作岗位分类，合理确定各类岗位合理班工作时间，对不宜接尘人员适时进行岗位调整。
学习借鉴德国“采矿4.0”先进技术。建议将煤矿机械化、自动化、信息化和智能化（以下简称“四化”）列为煤矿安全生产“十三五”规划重点工作，进一步促进“四化”建设。
逐步取消小绞车运输。德国的经验表明，小绞车运输完全可被取代。建议在条件适宜矿井，积极推广单轨吊辅助运输，以减少井下作业人员，提升安全保障程度。
健全完善生产安全事故报告。建议对情况复杂的事故，坚持时间服从质量的原则，适当延长事故调查时限，确保能够真正将事故原因彻查分析清楚，并采取针对性措施防止同类事故发生。
