安全生产数字化模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇安全生产数字化，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0178-01

近年来，由于科学技术的不断进步，机电设备越来越多地应用于煤矿开采当中，但是煤矿机电设备事故也随之不断发生，因此，人们为了解决这个问题，实现了煤矿机电数字化。煤矿机电数字化是对机电设备的安全控制，从而减少煤矿机电设备事故，为煤矿安全生产提供了保证。

一、概述煤矿机电数字化技术

煤矿机电数字化技术属于一种新型的现代科技技术，机电数字化技术需要有较高要求的设备进行支持。机电数字化设备能够实现自动化、智能化和数字化。煤矿生产过程中实现安全生产是非常重要的，因此，机电数字化技术应用煤矿生产中，不仅能够有效提高煤矿采矿作业效率，而且能够保障安全生产，从而保护煤矿工人的生命安全。虽然机电数字化在煤矿中应用并没有太长的时间。但是机电数字化技术在煤矿中起着无可替代的作用，煤矿的正常运营和生产均离不开机电数字化技术。煤矿机电数字化技术的设备的主要作用是采集信息、传输信息、处理信息等，因此，煤矿机电数字化设备对技术要求较高。这些设备相比较于传统的机械采集设备而言，工作效率和安全指数更高。煤矿机电数字化设备的主要优点为处理信息速度快、质量轻、体积小，同时由于是应用了较为先进的机电数字化技术，因而为煤矿的安全生产提供了保障。

二、分析煤矿机电数字化的发展和应用

（一）煤矿技术数字化的发展研究

煤矿机电数字化的应用已经非常广泛，煤矿安全监控技术的不断提高和广泛使用，极大地降低了煤矿的百万吨死亡率。我国于80年代初从英国、法国、波兰、德国等国家引进了第一批安全监控系统，同时，还通过对国外技术的消化、吸收、结合我国煤矿开采的实际情况，相继研发出了KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，并在我国煤矿开采中广泛使用。后来，随着计算机软硬件技术以及电子技术的飞速发展和煤矿企业自身的发展需要，MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统以及KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统相继被研发出来并在实际操作中得到广泛的使用。

（二）煤矿机电数字化在安全生产中应用

目前成熟应用的有煤矿瓦斯监测监控系统、煤矿井下人员定位系统、煤矿井下风速测定、温度测定、各种有害气体的测定，这些都是每个煤矿必须要有的机电设备（不论煤矿大小），都是为煤矿安全服务的。并且以上设备都基本实现了县一级联网，由县一级煤矿安全监管部门对所有煤矿的情况进行监控，部分地区实现了地区一级联网。

三、煤矿机电数字化对安全生产的影响

现在推行的煤矿应急救援平台建设，要求各煤矿编制应急救援预案，煤矿基本情况等必须上传到省、市、县应急救援管理平台，实现省一级联网，煤矿一旦发生事故，可以立即通过远程进行救援指挥，避免因盲目救援造成的二次伤害和事故的扩大（全国大部分地区已经建设完成）。煤矿机电设备实现数字化生产促进了煤矿企业的安全生产。煤矿安全生产效率是煤矿生产的核心，企业的发展和效益均是靠煤矿生产效率决定的，所以，高效率的煤矿生产是煤矿企业的最终目标。煤矿机电数字化对机电设备的要求是非常高的，煤矿数字化生产相应的设备主要有自动化生产线成套设备，这一套设备有较高的科学技术含量，是现代科学技术的产物。这些设备的基础技术为网络技术和信息技术，各有效设备通过相互联系，共同实现煤矿安全生产。在实际的煤矿生产过程中，需要紧抓安全生产工作，安全生产的方针为“安全第一、预防为主、综合治理，”生产必须严格贯彻执行安全生产方针。只有应用了煤矿机电设备实现数字化技术，才能提高煤矿生产的安全性和效率。

四、煤矿数字化技术的未来发展趋势

煤矿生产的前提是煤矿机电设备，而煤矿机电设备的安全直接关系到工作人员的安全，继而也关系到企业的稳定和发展。

煤矿位置一般都地处边远山区，许多地方并没有正规的道路，或者有道路但地图上没有标注，因此现在正在进行煤矿电子地图的编制工作，通过GPS定位，便于煤矿安全监管监察部门的监管和事故抢险时能够快速达到煤矿。煤矿机电数字化应用研究正在向无线网络传输的方式进行，zigBee技术是一种一种短距离无线通信技术，其发展史还不长，大约只有10年的时间，由IEEE802.15.4来对其物理层和MAC层进行定义，其它层由ZigBee联盟定义，该技术定义了两个物理层，即868/915MHz和2.4GHz频段，其中868/915MHz频段只能在欧洲和北美使用，2.4GHz频段则是全球通用的，因该技术具低速率、低功耗、低成本等特点，使得该技术发展非常迅速。目前国内正在进行zigBee技术正作为煤矿无线网络传输的应用研究。

在十八届四中全会提出的依法治国的大背景下，通过法律、法规、标准、规程、规范的修订进行煤矿机电数字化应用的推广。国家、政府和煤矿企业需要共同努力完成这一项任务。煤矿机电数字化在煤矿生产中的很多重要环节均得到了应用，煤矿机电设备实现数字化生产可有效消除原有的安全生产问题。经济社会的发展、全面建设小康社会需要依靠安全生产，煤矿安全生产为促进了我国经济的可持续发展，政府履行社会管理职能的要求就是安全生产。

结束语

煤矿生产属于高危工作，如果没有相关的先进的科技技术给予支持，将存在诸多的安全隐患，煤矿工作人员的生命财产安全将得不到保障。由于煤矿机电数字化属于高科技技术，能够有效提高煤矿生产的安全性，并且该项技术的应用还能提高煤矿生产效率，从而实现企业的稳定、可持续发展。因此，煤矿机电数字化对安全生产具有重要作用，需要进行大量的推广。

参考文献

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现阶段，随着煤矿数字化、信息化水平的逐步提高，井下生产的安全性尽管得到了一定程度的提高，但煤矿安全生产所面临的形势依然严峻。以郑州大平煤矿“10·20”事故为例［1-3］，该事故是由于井下巷道局部通风不畅，导致煤与瓦斯突出之后瓦斯逆流，进而导致西大巷瓦斯气体浓度上升，高浓度瓦斯气体在遇到电机车火花后发生爆炸，从瓦斯突出到爆炸发生，整个过程仅30min，若能够采用自动化检测设备对巷道入口及巷道内部的瓦斯气体浓度进行实时监控，在瓦斯浓度达到临界值之前自动切断电源，并及时向巷道内的作业人员发出警报信号，及时疏散作业人员，势必能够有效降低瓦斯爆炸事故所造成的损失。近年来，随着自动化技术和信息化技术的不断发展，相当一部分国有大中型煤矿在井下作业中大量应用了自动化控制、监测系统，以大同煤矿集团为例，通过建设“智能化数字矿山”，充分发挥了自动化技术的作用，进一步提高了开采作业效率，同时还有效保障了井下作业安全。从安全管理方面来看，塔山煤矿以先期完成的各类系统为基础，结合自动化、信息化技术，建立了覆盖整个煤矿的以生产、经营、设计等多个层面为一体的综合化煤矿安全自动化管理系统，实现了对作业人员、环境、设备等方面的详细信息统计，对于保障生产安全具有重要作用。本研究在对上述成果分析的基础上，详细分析煤矿自动化技术对于确保矿井安全生产的作用，并就确保井下安全生产的措施进行讨论。

1煤矿自动化技术作用

随着煤矿生产规模的快速壮大，煤矿安全生产工作面临着巨大挑战:①国有大中型煤矿对部分煤矿进行了并购、重组，该类被并购的煤矿由于规模、经营模式、安全管理水平存在差异，仍待进一步整合;②部分煤矿经过多年开采，进入到衰减期，开采深度较大，增加了安全管理工作的难度;③部分小煤矿因无序开采，导致大小煤矿间形成复杂的联通，小煤矿中的瓦斯、水等向大煤矿串流，大大增加了大煤矿的安全风险。对此，有必要通过应用自动化技术有效防治瓦斯、水、火等灾害，同时加快对小煤矿的技术改造和整合，确保煤矿生产安全。

1．1冲击地压防治

相当一部分煤矿的煤层及顶底板都较为坚硬，伴随冲击地压事故的发生，易影响工作面采煤工作的正常进行，并对井下安全生产产生严重影响。对此，以某煤矿为例，通过对工程现场进行实地调查并结合室内岩土力学分析，根据冲击地压产生的原因及表现出的规律，本研究提出了浅埋深坚硬顶板弱化处理方法，为防治冲击地压提供了有效解决方案。另外，通过运用各类监测仪器，实现对煤矿各工作面以及巷道内冲击地压的实时监测，并对各测段的监测数据进行综合对比分析，发现在经顶板弱化处理后，巷道内的冲击地压得到了有效控制，煤体与煤柱的压力下降较明显，有效保障了煤矿井下作业安全。

1．2火灾预警

火灾是煤矿常见的安全灾害之一，针对煤矿生产中的火灾隐患，需结合矿井具体结构，合理布置火灾监测点，建立全面覆盖的井下火灾综合监测预警系统。在系统安装完毕后，需经安全性、可靠性和稳定性测试之后方可投入应用，确保系统可长时间的可靠、稳定运行，为安全管理工作提供可靠的数据支持，降低火灾隐患引发的煤矿安全事故的发生概率。

1．3粉尘治理

(1)液压支架架间粉尘治理。井下煤炭粉尘主要集中于每2个液压支架的前探梁之间、顶煤放置处、液压支架前连杆与掩护梁铰接的位置，需重点治理。针对该类区域的煤炭粉尘，可采用液压支架架间喷雾系统实现防治，该系统主控装置根据下风侧的接收器发出的动作信号实现对系统开启和关闭的自动控制，同时可设置系统定时开启和关闭，还可对喷雾系统直接进行遥控操作。

(2)煤炭运输过程中的粉尘治理。煤炭在运输过程中，伴随物料的抖动、摩擦等运动会有大量煤尘产生，尤其在前部刮板输送机卸载处和带式输送机拐弯处，煤炭粉尘产生量较大，加之该2个位置的空气易改变流动方向，易形成涡流，进而导致煤炭粉尘随空气涡流进入采煤工作面。在候补刮板输送机的位置由于支架的阻挡作用，空气流速小，所产生的粉尘量稍少于前部。对此，可采用联动喷雾方式和水平喷雾方式治理粉尘。该类喷雾装置主要通过超声波传感器和雷达传感器监测输送带上的物料是否处于运动状态，从而实现对喷雾装置的自动控制。当传感器监测到输送带上的物料处于运动状态时，向主控装置发出信号，主控装置在接收到信号之后，控制喷雾系统开启喷雾。但由于该方式在喷雾过程中喷雾量较大，水雾易聚集形成水滴，因此，通常被用于输送带上的粉尘防治，但在人行巷道中则不适用，以免导致人行巷道含水量过高，引发不必要的安全问题。通过利用自动化喷雾系统防治煤炭粉尘，可大幅度降低井下空气中的煤炭粉尘浓度，有效减少粉尘对井下工作人员身体健康的影响，进一步提高煤矿企业的安全效益和生产效益。

2煤矿安全问题改善措施

(1)加强安全经费投入。煤矿企业应进一步加大对煤矿生产安全方面的经费投入，通过研发、引进先进的机械设备替换陈旧的机械设备，并加强对新设备及先进技术的推广和应用。加强与科研院所的合作，深入研究煤矿各类安全问题产生的原因和治理方案，引进各类先进工艺、自动化系统，改善煤矿生产环境，加强对煤矿作业过程中各类因素的有效监控，全面保障煤矿生产安全。

(2)研发煤矿安全自动化监测系统(设备)。煤矿企业需进一步加强对煤矿安全综合自动化监测系统、设备和技术的研究，进一步提高综合自动化监测系统的监测精度及运行的可靠性。以现有的监测系统为基础，结合自动化技术对系统进行改造和升级，减少数据采集、传输过程中的误差，提高电气设备的灵敏度，进一步提升瓦斯防治的水平。同时，通过合理应用对综合性防火灭火系统，可更为准确地预报火警，提高采空区火灾隐患的防治水平，保障井下作业安全。

(3)提高员工安全意识。煤矿员工的安全意识水平是影响煤矿生产安全的重要因素，对此，有必要进一步强化煤矿员工的安全生产意识，将其作为煤矿生产工作中的重点工作进行开展，提高员工操作各类井下自动化设备的水平，最大限度地发挥自动化设备对于确保井下安全生产的作用。

3结语

自动化技术在煤矿生产过程中的应用对于确保煤矿生产安全具有重要作用。为此，分别分析了自动化技术在井下冲击地压防治、火灾预警以及粉尘治理方面的应用并就提高井下安全生产水平的措施进行了探讨，对于提高煤矿生产的自动化水平以及井下生产的安全性有一定的参考价值。

参考文献

［1］沈庆彬．北宿煤矿斜井安全设施自动化控制系统的设计与实现［D］．成都:电子科技大学，2010．

［2］赵涤非．机械自动化技术在煤矿中的应用［J］．现代矿业，2015(10)238-239．

［3］张丽娟．煤矿通风系统中自动化控制技术的应用［J］．现代矿业，2015(8):243-244．

［4］单麒源，商宇航．双鸭山集贤煤矿冲击地压防治技术［J］．现代矿业，2015(7):130-132．

［5］李勇．煤矿安全信息自动化探讨［J］．中国煤炭，2009(3):89-92．

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中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01

1. 自动化控制技术概述

自动化控制技术在化工生产中指的是通过一定的控制功能对整个生产过程进行自动控制的系统，通过该系统能够根据预想设计实现所达到的目标，保证生产的有序化。[1]在自动化控制系统中实现对生产温度、湿度、压力等的自动化控制，是工业生产中的一项重要控制手段。

自动化控制与传统的人工控制有着明显的不同，实现自动化控制要求操作人员具备熟练的技能技巧，能够在实际的化工生产中采用先进技术设备，并制定合理的自动化控制方案。自动化控制在化工生产安全中的应用主要包括模型的监测分析和仪表的实时监控。模型的监测分析指的是在对整个化工生产的过程进行实时监测，首先分析复杂的模型系统，由于模型分析的困难性比较大，因此需要借助自动化控制系统的专家知识库，可以迅速有效的向操作模块反馈化工生产中的问题信息和有效的解决方法，能够及时的对整个生产实现动态的监控和故障的诊断修复。仪表的实时监控是通过相应的数据来反应化工生产的状态信息。通过自动化技术的控制，对化工生产过程中的液位、压力、温度等方面进行自动化技术控制。能达到自动报警、联锁、切断等功能，大大的加强了化工生产过程的本质安全。仪表就像是人的眼睛和耳朵一样，能随时“看到”、“听到”化工生产系统中的各类参数，然后可以进行自动化控制。一旦发现异常，便会自动报警，并自动采取措施防范事故的发生。

2. 仪表自动化技术的应用

上世纪四十年代最早出现了自动化仪表，从六十年代以后，由于计算机技术的高度发展，自动化仪表不断提高，大量的新技术、新产品不断涌现。近年来，出现了气动仪表、数字仪表、模拟仪表、电动仪表等，构成了各种自动化控制系统。其在化工安全生产中的应用也越来越广泛。[2]化工安全生产肿的自动化新技术应用主要包括装置的自动连锁报警、安全装置的自动化和设备安全性的检测。

自动化仪表是由众多自动化元件组成的自动化技术工具，通常同时具有测量、显示、记录、控制、报警等多项功能。自动化仪表是自动化系统的重要组成部分，可以完成信息形式的转换工作，将采集的信号输入并转换输出。目前，自动化仪表正向以最优质量为目标的最优化控制发展，控制方法由传统的模拟反馈方式转变为数字开环预测试控制，控制装置从手动定值调节器、PID调节器发展为以微型机为核心的数字调节器以及自适应调节器。自动化仪表在化工安全生产中的广泛应用，使化工行业的管理战略发生了巨大的转变，改变了化工行业的竞争机制，创造了新的经济增长点。

要提高生产效率，简化生产过程，就需要减少人工控制需求。化工生产的复杂性要求自动化仪表首先必须满足直观、易用的要求，这样才能提高自动化仪表的运行效率和实际应用能力。然后，还需要满足智能化和网络化的要求。此外，对于仪表等设备的管理和维护采取先进的管理模式，要求各个方面都做到规范化，进行精细化管理。

2.1智能化

目前，在化工安全生产中所使用的自动化仪表主要采取计算机软件管理，取代了传统仪表的硬件逻辑电路，特别对于传统仪表中的应用控制功能，可以通过简单的软件编程，极大程度上简化了硬件结构，避免了因逻辑电路出现故障引起的生产故障，保证了化工生产的安全。现代自动化的仪表智能化指的是采用大规模的微处理技术、集成电路技术、接口通信技术，利用嵌入式方面的软件协调内部进行操作，来使仪表具备智能化处理方面的功能。这类产品以数字的输出形式进行，使仪表性能得到了很大的提升，而且有利于信息的沟通，还可以通过相关网络组成开放式、新型的过程控制系统[3]。

自动化仪表的智能化从控制器开始。以威尔公司的SSC系列的KMM为例，是可编程单回路的调节器，将微处理器当成运算控制器方面的核心，输出和接收连续的、标准的电模拟量的相关信号，可以由用户进行程序的变成，组成各种相关数字式过程的调节装置。传统的仪表采用逻辑电路和时序电路来实现各项功能，只可以在操作区间做简单的记忆设置，如果超出了操作区间，就必须重新进行设置，而对于智能化的自动化仪表，就可以进行可记忆操作。引入计算机芯片及各种存储设置，利用计算机芯片和存储设备，可以很好的记忆各操作区间的设置状态，不仅可以记忆单操作区间，还可以记忆多种设置状态的信息，加强了自动化仪表的逻辑判断能力，在状态改变的时候，不再需要重新进行设置。在化工安全生产中，自动化仪表的应用还涉及到数据处理，通过智能型数据处理能力的提高，极大的减轻了自动化仪表的硬件负担，提升了其工作性能，能够实现在化工安全生产中各种复杂的控制功能。

2.2网络化

自动化仪表与计算机网络的深入结合，使化工安全生产过程中形成了自动化控制体系，比如基于模式识别、神经网络基础等构架的自学习、自适应、自联想功能，充分调动了化工安全生产过程中各个仪表的工作潜力。现场总线技术对计算机数字化的通信技术进行了采用，使得自动控制系统和现场设备方面加入到工厂的信息网络，成为了企业信息的网络底层，可以使智能仪表的相关作用得到充分的发挥。伴随着工业信息的网络技术方面的发展，就会很有可能在不就的将来会出现以相关网络的机构体系作为主要特征的相关新型的自动化仪表。这种仪表具有良好的可扩展性以及相互连接性，这样一来，就形成了一个系统性较强且行之有效的全开放网络体系结构。

3、 仪器的维护

最近几年，一些企业采取了TNPM设备管理取代了传统的设备管理模式。应用此种管理模式对设备进行维护时，要求各个细节都做到规范化，并且要求每个成员都应当积极的参与其中。另外，对各个方面的规范都应制定出相关的规范要求，然后根据此要求进行细致的执行，最后还需要对执行的效果进行评估，以此找到有缺陷的地方，并在今后的工作中逐渐完善。TNPM管理模式的主要过程是，首先对相关现场进行实地考察，在对现场有了相对了解之后，找出其中的规律，再系统化的对其运作原理进行有效的分析，将分析结果进行提炼和优化。再经过详细的讨论之后，依据相关的程序制定相关的行为规范。同时，还会提供规范化的行为准则，以文字的形式表现出来。最后，对这个行为准则进行一定程度的评价和跟踪，找出仍然存在的一些不足和缺陷，在今后的工作中解决和改善。

4、 结语

如果将整个化工生产装置当作一个人体的话，那么仪表就像是人的眼睛和耳朵，能及时“看到”和“听到”化工生产系统中的各类参数，然后可以进行自动化控制。随着信息化的发展，仪表的自动化程度越来越高，其应用也越来越广泛。在化工安全生产过程中，通过自动化控制技术，可以有效控制液位、压力、温度等参数。一旦出现异常，系统会自动产出、报警、联锁、紧急切断等功能，防范事故的发生，大大的提高了化工生产的安全指数。

参考文献：

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随着信息技术的快速发展，越来越多的自动化控制系统被广泛应用到化工安全生产中，极大便利了整个生产过程。自动化控制技术的应用能提升化工生产安全系数，有效防止安全事故和隐患，极大提升生产效率，确保化工安全生产。

1 自动化控制技术概述及其必要性

现阶段，自动化控制技术被广泛应用于化工安全生产中，该技术是指通过必要控制功能对化工生产整个过程进行自动控制的系统，能对化工生产有序化产生积极作用。自动化控制技术能在化工安全生产中自动控制温度、压力和湿度等，成为化工生产必不可少的一部分，在化工安全生产中有着极大必要性。

从客观上来说，化工生产高危险性的特点决定其不能完全依赖传统的人工控制。这是因为，化工材料中蕴含了大量的易爆、易燃、高腐蚀、高毒性物质，能损害人体健康。而化工生产直接渗透到人们生活的方方面面，有着不可或缺的作用。所以，在化工生产中为进一步提升安全性和生产效率，将自动化控制技术引进到具体的生产过程中便显得至关重要。自动化控制技术在化工生产中的应用，能大大降低化工安全事故发生率，对整个生产过程进行充分的安全保护，从而提升生产效率，满足人们生活和发展需求。

2 化工安全生产中自动化控制技术应用现状

2.1 系统监测方面

化工生产的关键性环节之一便是仪表的实时监测，这一环节能对生产过程中存在的一系列安全隐患进行监测，以便维修人员及时根据监测数据对有损伤的机械设备进行维修，从而有效降低安全事故发生率。仪表检测在化工生产中不可或缺，还能监测出生产中的温度、液面高度及压强等参数，便于工作人员及时评估当时的生产状况，对可能存在的故障及安全隐患进行预测。

2.2 故障诊断系统方面

自动化控制技术的重要内容之一便是对化工生产过程中的设备故障进行分析和诊断。故障诊断系统即利用自动化控制技术，及时报告生产设备存在的故障，以便为工作人员提供有效合理的分析和处理依据，降低安全事故发生率，有效保证化工生产的连续性及稳定性，提升设备使用有效性，确保生产安全。

2.3 紧急停车系统方面

化工生产众多环节均为高速运行状态，因此若在生产过程中出现突发性安全事故，就会导致大量生产设备因不能进行及时叫停而发生大规模设备故障，增加安全事故的严重程度，这就需要利用自动化控制技术构建完善的紧急停车系统。这一系统是指在化工生产过程中，若某一个环节出现安全性事故或者某个设备出现故障时，该系统能根据早前设计好的逻辑顺序、自动依据顺序停止正在运行的各个生产环节，从而在最大限度上阻止安全事故的产生或者尽可能将事故造成的损失降到最低。另外，值得注意的是，紧急停车系统在设置上应保持独立，不应在同一系统内设置其他环节的设备，以便在出现故障时，确保紧急停车系统未受影响。同时，该系统在设置中也应该积极遵循简要原则，少冗杂，以充分保证其能在化工生产中实现效率的最大化。

3 化工安全生产中自动化新技术应用与发展

近年来，随着科学技术水平的不断提升，化工安全生产作用越来越明显，同时化工产业安全生产的标准也在不断提升。而自动化控制技术在化工生产中的普及和应用，极大提升其安全性。现阶段，大量的自动化新型控制技术被广泛引入到化工安全生产领域，并做出极大贡献。

3.1 安全装置的自动化处理系统

安全装置自动化的作用具体体现在以下几个方面。首先，在现场工作人员没有及时发现安全事故或没有找到具体的危险所在处时，安全装置自动化处理系统能确保对安全事故第一时间进行处理，从而在最大限度上将事故控制在没有被扩大发展的基础上，以保证正常的生产。其次，安全设置的自动化处理系统能在事故地点进行处理。在发生安全事故时，安全设置的自动化处理系统能自动显示出危险源头，避免抢救人员直接接触事故现场，造成伤亡损失，确保抢救人员的生命安全。

3.2 装置的自动连锁报警系统

化工生产过程中的各个设备均是安全高速方式进行运行，还严格规定温度和压强必须保持的指标。而自动化控制技术能根据高温、高压生产环境自动控制化工生产中的温度、压力及适度等指标，一旦生产过程中出现意外事故，装置的自动连锁警报系统能第一时间就意外事故的源头向操作人员做出连续的警报，从而在很大程度上确保工艺设备的安全，为操作人员和维修人员进行事故消除和设备维修提供参考依据，便于其尽快做出解决方案，提升事故处理效率。

3.3 化工设备的自动化检测

从客观上来说，造成化工安全事故发展的重要因素之一便是化工设备故障。在长期的工作状态下，化工设备极易出现老化、缺陷等问题。以往的化工设备检测方法需要耗费大量的人力、物力、财力，且不能充分保证检测效率。因此，就必须将自动化控制技术引入到化工设备的检测中，实行全自动化的安全性检测。比如，在化工设备检测中利用无损探伤法，能大大降低消耗的人力和物力，在综合分析设备结构的基础上，从根本上确保化工安全生产。

4 结束语

自动化控制技术在化工安全生产中有着极大的重要性和必要性，能大大降低安全事故和隐患，但并不能从根本上规避这些安全隐患。因此，在今后的化工安全生产中，应该不断加强对安全方面新技术、新工艺的投入，降低安全事故发生率，提升工作人员安全意识，确保人员安全，提升化工生产和处理事故的效率，从而促进生产力的提升与国民经济的增长。

参考文献

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2数字化矿山安全建设管理需要解决的几个关键节点问题

2.1安全理念层面的主要矛盾

目前矿山分工进一步细致，不同基础部门的技术越来越复杂专业，使得不同部门之间的技术沟通也逐渐困难。安全管理部门从上世纪末期被分离出来形成独立的部门，经历了长期发展，管理技术的越来越专业使得安全管理人员仅仅把矿山的安全控制作为一个政绩目标，而不是威胁矿山安全和矿工生命安全的关键问题来对待。不同部门对安全建设的理解也有很大的反差，生产一线认为安全是作业环境的人性化，管理部门认为安全是职工综合素质的体现，没有从矿山角度对安全生产进行整体的把握，缺乏整体意识。

2.2作业员工的素质问题

本段讨论的作业员工包括矿山生产第一线职工以及安全相关部门的主要一线员工如通风部门，安全监测部门的员工等。这些员工的综合素质是建设安全生产矿山的必需，当前矿山的主要职工群体是上世纪90年代进入工作的人群，大多数人群对安全生产知识了解有所不足，安全意识不够高，如时常出现在矿工有危险气体的矿井穿化纤毛衣，是因为部分员工不知道矿井中危险气体在遇到化纤毛衣的静电后可能导致爆炸，在这些问题都成为安全生产的顽疾。

2.3装备与技术逐渐跟不上时代

导致这个现象的主要原因是矿山的管理者为了压缩生产成本，放慢了技术更新和设备维护的速度，以提高矿山的效益和员工开支。在近两年煤矿产业不景气的背景下更加剧了对技术成本的压缩。长期发展下来导致了部分安全生产装备落后，安全监控设备老化、技术跟不上时代，成为安全隐患。如送风机是矿井中的主要通风设备，这类设备往往更新较慢，服役过期后仍然可以运作，但是通风效率有所打折，忽视这个问题就可能导致矿井中危险气体的含量增加。

3数字化矿山安全管理的有效途径

数字化矿山建设中采用了更新的技术，可以有效避免很多安全问题。但安全管理仍然要得到重视。

3.1坚持预想，提高对安全问题的重视程度，防患于未然

所谓预想，就是在没有发生安全问题的时候对可能发生的安全问题和安全环节进行前期的判断。把所有可能产生安全隐患的要点都想到，是安全建设的前期基础，如果发生了想不到的安全事故，就是预想工作没有完全做到位。数字化技术为矿山安全监测提供了更多数据化的结果，这些结果为安全隐患的预判提供了更为可靠的参考。

3.2坚持预教，提高职工的安全意识和整体安全知识水平

预教，是指对主要生产在第一线的职工和监测部门等关键技术部门进行安全生产的知识普及，提高职工的整体安全素质。预教可以用较低的成本来降低安全事故的概率，在我国矿山几十年的发展中一直起到至关重要的作用。在新时代数字技术逐渐应用到矿山生产之中，同样数字技术也可以为员工的安全生产教育提供更加丰富更加理性的素材，使得职工对安全的理解更加深刻，对安全技术关节的把握更加到位。如危险气体含量，由于职工无法感知，在安全中常常被职工忽视，仅仅由监测部门来控制，如果职工可以用数字化技术对这一指标进行检测，或者接受即时的安全生产指标，就可以有效避免大多数安全事故。

3.3坚持预测，有重点的把握即时的安全生产核心问题

预测是指针对矿山当前的各种安全指标对可能发生安全问题的重点关节进行提前判断，在传统矿山生产过程中由于相应的数据和指标较少，预测更多依赖管理者和职工的经验，预测的结果参考价值也受到限制。而数字化技术应用到矿山生产过程中之后，安全控制部门可以得到更多数据化的安全生产相关的指标，在这些指标的基础上对可能发生安全问题的节点进行预测就有了很大的参考价值。在数字化技术的推动下，当前矿山中的主要设备状态，安全指标、生产状况都可以即时在安全监控部门得到数据，对矿井中瓦斯以及一氧化碳等有害气体含量、风速和通风机的运行状态、粉尘含量、电力开关状态等数百个监测节点进行控制，并可以及时反馈给安全管理人员和一线生产的职工，使得所有人对可能出现安全隐患的点重视起来，避免安全事故。

3.4坚持预警，保持长期对安全问题的理性

安全生产是一个长期的过程，稍微的懈怠就可能导致事故的发生。预警是指通过定期的安全培训和安全讲座等活动来使所有作业人员保持对安全问题的警觉。预警的主要作用是保证矿山生产人员长期保持安全生产的警觉和理性。在关键的时间和位置设立警示标志，定期的安全检测等都是预警常用的手法。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.047

0 引言

在煤矿事故中最常见的一种灾害就是机电事故，因为煤矿矿区使用的设备往往都具有比较高的综合机械化程度，所以容易出现机电方面的零碎事故，例如人为操作失误、电击伤人、设备挤压等都是比较常见的事故。人员缺乏安全意识和素质、机电监察力度不足、超负荷生产、机电设备超出使用年限、没有完善的机电管理制度等，都是造成这些事故的原因。煤炭企业总体来说属于粗放型管理，运用安全生产管理系统用来对管理机电，可以将高科技手段的力量充分发挥出来，对煤矿安全生产有重要的保障作用。

1 安全生产管理系统

安全生产管理系统是在设备管理和安全的基础上发展起来的，以信息化和数字化为中心进行发展，框架为B/S结构，为煤炭企业的使用者、决策者以其安全管理权限为基础提供不同的企业数字化信息。安全生产管理系统不仅是安全生产的保障，还可以与其他的模块集成起来，让企业充分的共享信息并且帮助其分清权责、清晰职责同时流畅地进行沟通，让生产效率提高了不少的同时损耗降低。事故的发生从根本上得到了控制，安全系数自然也提高了不少，操作人员不再承受着繁重的工作，最终也达到了本质安全这个目标。

2 煤炭安全生产管理系统工作原理

安全生产管理系统的主要任务是对煤矿的数字化信息进行收集和整理，然后进行分析并且保存起来，最终开发出一个软件平台来对设备进行管理保证其安全性。具体包括管理物料、设备台账等，并且需要进行设备维修、设备故障、设备资料等方面的管理，还要负责安全、人事、报表、系统维护、系统日志等模块的管理工作。在使用安全生产管理系统的时候，煤矿企业实现了管理的数字化，从而数字化的进行决策支持、数字化的进行应用分析、生产过程和设备管理也实现了数字化。将OPC看做工业标准，对接口函数进行规范，利用煤炭企业的WEB实时系统来连接煤矿中各个类型的通讯设备。对于那些自动的图形拓扑、矢量图形等利用矢量图形数据拓扑系统对其进行绘制，然后成为生产监控图以及分析决策图，对煤矿工程的生产过程进行实时监控。如果安全生产管理系统在进行监控的时候发现机电设备有故障问题出现，可以发挥系统功能使其进行自动判断并且进行自我修复，以设备的实际效能指数为依据生成分析报告，让机电设备具有更好的维修和保养水平。

3 安全生产管理系统的管理内容

煤炭企业在对安全生产管理系统进行应用了以后，可以有效地管理物料，科学分类煤炭企业的材料并对其进行编码，做好相应的入库工作和入库库存管理，统计好材料的价格、生产厂家等相关信息，并打印成相应的报表。管理工具的时候要将其借出操作和归还时间登记清晰。同时还要进行设备管理，首先进行设备分类，然后管理其相关的部件以及信息参数、使用情况、更换周期等，具体包括设备类型、设备技术参数、设备注油换油情况、设备部件更换等方面的管理。当设备出现了故障的时候技术人员要第一时间进行维修，然后记录下处理的步骤以及信息等，如果设备再次出现同样的故障的话就可以对上次的记录进行参考快速进行处理了。重要的是安全管理，企业生产过程中要记录其安全隐患问题，并长期进行跟踪，对其处理情况进行了解，处罚那些处理不当的行为或者不够及时的问题。安全生产管理系统将众多监控系统集成了起来，使定位矿井人员的系统、安全生产监测监控系统、监测顶板压力的系统以及瓦检员巡检管理系统集合成为了一个安全监管数字化平台，从地面到井下，不管是环境还是人员都能全面的监控到，例如管理信号工的时候，有了信息化监控以后信号工电话联系车辆、手动进行岔道搬转的情况都成为了过去式，调度员在集控室内就可以将全部情况收入眼中，然后进行调度指挥，不仅控制了工作人员的数量，工作效率也得到了大幅度的提升，压在工作人员身上的劳动强度也减轻了不少，发生的左右事情都能在地面指挥中心中得到准确地反映，为矿井的安全运行打下了良好的基础。

4 结束语

机电设备运行的良好程度与煤矿生产的安全程度有着直接的关系，利用安全生产管理系统可以使机电设备实现信息化管理，充分利用机电设备的信息，保证设备故障诊断的效率，工作人员也可以第一时间了解到机电设备运行的情况，及时处理故障，保障安全生产。

参考文献：

[1]秦峰.解析煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用[J].通讯世界，2013（02）：46-47.

篇7

1.引言

数字矿山是以矿井综合自动化安全生产监控系统为原型，以矿井新型的高科技技术和网络技术为支撑，在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线，将矿山信息构建成一个矿山信息模型和计算机数字模型，描述矿山中每一点的全部信息。按三维坐标组织，存储起来，形成海量数据和多种数据相融合的数字化、网络化、智能化和可视化的三维空间技术系统。它采用现代信息技术、数据库挖掘技术、网络技术、智能化控制技术实现信息化、数字化的虚拟矿山并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段。使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。数字矿山就是一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所获得的信息的总称，通过数字化矿山系统可以直观了解整个矿山的安全生产信息监控系统，矿山信息系统之间的联系。通过利用数据挖掘技术的专业应用信息系统有利于企业管理层做出专业的、合理的管理决策。

可以从两个层次上来理解煤矿数字矿山。一个层次是将数字矿山中的固有信息（即与空间位置直接有关的相对固定的信息，如地面地形、井下地质、开采方案、已完成井下工程等）数字化，按三维坐标组织起来一个数字矿山，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，如储量管理、机电管理、人事管理、生产管理、技术管理等等）组成一个意义更加广泛的多维的数字矿山。

2.数字化矿山系统平台实施流程

数字化矿山系统平台建设的主要目的是建设成为具备专业决策分析功能管理分析系统，专业决策分析离不开数据，没有足够的数据支持，就无法发挥数字化矿山系统平台的最大功能。因此在数字化矿山系统平台建设之前，需要完成现场子系统的建设。如：安全监控系统、人员监测系统、皮带监控系统，井下水泵监控系统，主扇风机监控系统、地测信息管理系统、设备管理信息系统等。为数字化矿山系统平台实施打下坚实的基础，为数字化矿山系统平台做好充分的准备。然后通过矿井自动化系统平台方式将各个现场子系统的数据集成存储，形成一个庞大的数据存储中心。最后完成基于3D GIS数字化矿山平台的建设。

数字化矿山系统平台建设流程如图1所示。

3.数字化矿山系统平台系统网络架构建设

为了实现煤矿子系统数据高速性、可靠性、安全性传输，结合煤矿机电设备、控制系统分散的特点，数字化矿山网络拓扑结构采用基于TCP/IP技术的工业以太环网+现场工业总线来实现。实现将井下的各个设备信息，如：瓦斯传感器信息、一氧化碳传感器信息、皮带的开停、井下变电所电流电压等信息传输到地面，并整合集成地面各个监控系统采集的信息实现所有机电设备信息与系统数据信息共享。

根据整个矿山的层次结构分析，可将矿山的工业网络系统分为三层的系统体系架构：

（1）管理层（以太网）；

（2）控制层（冗余工业以太网）；

（3）设备层（现场总线）。

设备层作用是通过现场总线的方式将井下与井上的各种机电设备，如监控分站、人员监测分站、井下网络信号、井下水泵PLC控制器，井下皮带控制器等进行整合连接，将采集到的信息经过网络传输到地面。

控制层由工业冗余交换机组成的千兆光纤冗余工业以太网。煤矿矿山地面和井下2个环网采用单环单节点冗余方式组环，并采用主备链路连接方式与核心工业交换机进行连接。工业冗余交换机配备有网络冗余协议，可以使整个网络很简单的就建立起冗余的以太网络。当冗余工业以太网的任意网络光纤断开连接的时候，则自动启用备用连接链路，整个的工业网络系统将在最短时间自动恢复正常。

管理层主要进行集中控制管理，矿山安全生产监控系统信号与井下设备信号经过工业以太网传输至矿山中心机房服务器中，通过矿井自动化系统软件标准接口将数据集中采集到数据库中，可以对各个子系统的数据集中分析管理，也为数字化矿山系统平台提供数据基础。

数字化矿山系统平台网络拓扑结构如图2所示：

图2 数字化矿山系统平台网络拓扑结构图

4.基于3DGIS数字化矿山系统平台建设

“数字化矿山系统平台建设”系统的研发成功打破了数字矿山建设理论体系仅停留在理论层面的现状，真正实现了三维GIS（地理信息系统）与煤矿生产系统的结合，并且具有数据更新灵活方便、自动化三维建模等特点，为煤矿提供再现井下生产状态的高科技辅助工具。本系统主要开发流程、内容及实现的功能如下：

（1）根据煤矿系统结构组成，煤矿数据多源异构的特点，研究了矿井基础数据采集更新的手段，结合矿井自动化OPC、FTP等多种接口技术研发了数据集成的软件包，实现了多源异构数据实时获取。主要实现了如下功能：

1）实现了从测量数据库导入数据，自动进行巷道相交生成巷道数据；

2）实现了以采掘工程平面图为底图，手动采集录入巷道数据；

3）实现了供电系统采集布置数据入库功能；

4）实现了给排水系统采集布置数据入库功能；

5）实现了运输系统采集布置数据入库功能；

6）实现了工作面采集布置数据入库功能等；

7）实现了安全监测监控系统实时数据接入；

8）实现了人员定位系统实时数据接入；

…………

针对“数字化矿山系统平台”的基础数据来源包含多个矿井生产子系统，各子系统可能分布于不同的部门、以及“智能化数字矿山”的维护及使用也涉及到不同的部门的特点。研究了系统数据安全、高效传输的方式，实现了依靠井下工业（下转第63页）（上接第60页）环网、地面环网、防火墙及交换机的合理配置保证数据正常传输；

（2）为了更高效率的管理及使用矿山基础数据，研究了对矿山数据进行存储、管理及应用的机制。系统对矿用数据进行归纳、分类及处理后，搭建了矿用空间数据中心和矿用监控数据中心，对井上下所有矿用对象相关的空间数据和属性数据采用关系型网络数据库实现一体化存储、管理。主要实现了如下功能：

1）实现了按照矿用对象和生产系统组织数据功能；

2）实现了对象属性结构自定义功能；

3）实现了数据字典管理功能；

4）实现了矿用对象库管理功能；

5）实现了测点配置管理功能。

（3）为了消除信息孤岛，研究了基于矿用空间数据中心和矿用监控数据中心的煤矿数据共享机制。系统从两方面较好的实现了煤矿基础数据的共享，其一是系统内部各模块之间可以轻松共享基础数据；其二是针对以后可能会出现的增值业务需求，系统能够对外提供接口，实现数据共享；

（4）基于3DGIS技术，结合煤矿各生产系统特点，研究了矿用模型及系统的自动化建模算法。成功开发出丰富的三维矿用建模算法及组件，实现了自动化三维建模流程。主要完成功能如下：

实现了巷道及交岔点自动化三维建模；

1）实现了地质体自动化三维建模；

2）实现了供电系统自动化三维建模；

3）实现了给排水系统自动化三维建模；

4）实现了运输系统自动化三维建模；

5）实现了工作面布置自动化三维建模等。

（5）为了更加生动形象的将数据处理结果展示给用户，研究了数据可视化表现手段。实现了丰富的数据展示效果，支持二维矢量可视化、三维矢量可视化以及组态界面等。主要完成了如下功能：

1）实现了二维、三维及组态显示数据功能；

2）实现了图属互查功能；

3）实现了二维图形与三维图形联动定位功能；

4）实现了三维模型交互编辑功能；

5）实现了三维查询、漫游功能。

“数字化矿山平台”系统的成功开发和应用，为煤矿安全生产提供了辅助的决策工具，提高了煤矿的生产效率。

5.数字化矿山系统平台WEB与安全管理

为了保证数字化矿山系统平台的稳定运行，防止遭受病毒的攻击，可利用防火墙对煤矿企业或则集团公司局域网与因特网想隔离，防毒墙对核心交换机数据端口进行监测的方式。与软件防火墙、杀毒软件形成双重网络保护机制，确保数字化矿山系统平台的数据稳定采集于系统的安全、可靠、稳定。为了让集团公司管理人员实现对数字化矿山平台的网络数据共享，煤矿矿山可增加路由器，与集团公司信息总部的核心路由相连，与集团公司信息总部形成一个大型体系结构的局域网。方便集团公司管理人员可以第一时间掌握煤矿矿山的生产信息、安全信息、井下综合环境信息，确保矿山企业的安全、高效生产。

信息化网络系统拓扑图如图3所示。

6.结语

随着对地观测和计算机技术快速发展，空间信息及其处理能力已得到极大的丰富和加强，人们渴望利用这些空间信息来认识和把握地球和社会的空间运动规律，进行虚拟、科学预测和调控。3D GIS在提供三维视觉认知的同时，还提供更深刻的解析的空间分析功能，通过GIS等技术建立三维矿山空间地学模型，进行地学模拟，并利用可视化技术以图形图像方式逼真再现三维地质实体和矿山井工程，进行科学分析、决策规划、指导生产，有利于改善勘探地质信息质量，深入研究和分析地学问题的内在规律，提高矿山安全生产能力和科学管理水平。

参考文献

[1]谢希仁.计算机网络[M].北京：电子工业出版社.

[2]斯桃技，杨寅春，俞利君.网络工程[M].北京：人民邮电版社.

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中图分类号：TD17 文献标识码：A

一、概述

随着我国社会主义经济的发展，各个行业对煤矿的需求也越来越大，我国的煤矿产业也有了良好的发展机遇。而煤矿地质测量工作在煤矿生产中是非常重要的，关系到煤矿是否能够安全生产，并且对煤矿的生产能力有着重要的影响。如果做不好煤矿地质测量工作，可能会阻碍煤矿行业的发展，甚至会导致生产事故的发生，影响人民的生命。

二、煤矿地质测量工作在煤矿行业的重要性

煤矿地质测量工作直接关系到煤矿行业的发展前景，更加是保障煤矿行业安全生产的重要因素。

（一）煤矿地质测量工作在煤矿生产中的重要作用

在煤矿进行开发的全部过程都需要对煤矿地质进行测量。在生产阶段，要对开采所在地的地质进行测量，再根据地质决定开采所需要的设备。除此之外，还要对煤矿矿体的几何和储量进行管理，监测岩层的移动以及该如何在采矿时保护地面的建筑物。这些工作都是以煤矿地质的测量工作作为前提的。

进行煤矿地质测量工作，可以了解采空区的测绘、井下的所有巷道以及周围小煤矿的开采和地表的关系情况，可以了解煤矿开采的第一手资料。只有切实的开展煤矿地质的测量工作，才能够保证煤矿行业的安全生产，也才能够及时的制定一些灾害预防的措施和处理灾害的方案，也只有这样，煤矿行业的安全生产才有保障。

（二）煤矿地质测量工作与煤矿安全生产密切相关

在进行煤矿作业时，由于煤矿行业生产系统的复杂性，涉及的环节也比较多，再加上煤矿地质条件也是经常变化的。不断移动的煤矿工作面，给煤矿生产带来了很多不安全的生产因素，如水害、顶板事故、有毒有害气体等，这些不安全的生产因素会时时刻刻威胁到煤矿工人的生命安全。通过煤矿地质的测量，可以对巷道的方向、位置、断面规格、坡度进行跟踪治疗，这样可以尽可能多的发现威胁煤矿生产的因素。对煤矿的地质进行测量，还可以了解煤矿周边水源的地点和空间位置，这样就能有效的防止由于煤矿周边水源侵入而形成的透水事故，为煤矿的安全生产提供多一分保障。

三、煤矿地质测量工作的要点

煤矿地质测量工作在煤矿生产中是非常重要的，然而，随着时代的进步、经济的发展，传统的煤矿地质测量的方法已经不能满足煤矿生产的现代化需要。因此有必要利用更先进的技术对煤矿的地质进行测量。

（一）空间信息系统在煤矿地质测量中的应用

我国的煤矿企业与其他现代化国家相比，其信息化的基础设备就显得比较落后，煤矿生产的部门联系不密切，不能及时交流发现的问题，再加上煤矿生产的动态性，导致我国的煤矿行业的信息化与网络化的滞后。近年来，随着信息技术的发展，煤矿行业也步入一个信息化和数字化的时代。信息化和数字化对煤矿的发展有着举足轻重的地位。

煤矿测量的地质资料是一个与空间位置有着紧密联系、动态变化的、活跃的信息，该信息具有不确定性。如果不弄清楚煤矿的地质，就很容易导致矿井出现淹水或者是煤尘瓦斯的爆炸事故的发生，会对煤矿企业造成很大的损失，同时也会威胁到煤矿工人的生命。如果还是使用传统的人工检索和处理煤矿的地质信息，就很难满足煤矿信息化生产与现代化管理的需要。因此，应该将空间信息系统广泛应用于煤矿地质测量的工作。空间信息系统在煤矿地质测量工作的应用主要表现在其可以在测量地质时，将煤矿测量的地质信息进行数字化，对测量部门进行信息化。空间信息系统可以对煤矿地质的测量数据进行自动化的管理，还可以自动生成煤矿地质测量所需的基础图件。空间信息系统可以快速的分析和决策矿井下的突发事件。

空间信息系统是由煤矿地质测量平台、煤矿地质测量基础数据管理系统、煤矿地质测量的图形与数据管理系统、煤矿地质测量3D模拟系统等组成。空间信息系统可以采集煤矿生产过程中地质测量的原始数据、也可以对采集到的地质资料进行分析。因此空间信息系统在煤矿地质测量的应用已成为一种趋势。

（二）CAD绘图技术在煤矿地质测量工作的应用

CAD绘图技术指利用计算机，通过算法和程序来构造图形。其构造的图形可以是已经存在的事物，也可以是虚拟的构造。CAD绘图技术可以通过处理大量地质测量数据以及生产的数据资料，处理数据后系统就可以获得地质的生产信息，进而绘制出煤矿生产的图件，绘制出来的图件也可以随着地质测量信息的变化而改变。

由于煤矿行业中不严格的管理、不当的操作、以及低劣的工程质量，在煤矿生产中经常会发生各种各样的事件。CAD绘图技术可以使用计算机以一种三维的图像再现事故发生的场景，这样煤矿企业的管理者就可以在三维图上寻找事故发生的原因，这样就可以采取相应的措施对煤矿的安全生产进行管理。

（三）CGIS地理信息系统在煤矿地质测量中的应用

CGIS地理信息系统可以把煤矿地质测量的数据建立到一个数据库，数据库的数据可以自动生成一个生产所需的相关的图件，比如采掘工程的平面图、煤岩层的对比图等。图件可以反映煤矿工人的工作状态以及设备实时运行的管理，对煤矿安全生产实施动态监控。

CGIS地理信息系统以地理空间的数据库为基础，采用三维模式，为煤矿产业提供动态的地理信息，及时的反映煤矿作业，可以及时的将检测到煤矿地质信息记录到数据库。CGIS地理信息系统可以提高煤矿地质测量的现代化水平，更为煤矿的安全生产提供重要的保障，也可以减少因为煤矿事故造成的经济损失。

（四）3D模型的构建在煤矿地质测量中的应用

在煤矿地质测量中，如果能建立一个3D模型，那么在煤矿生产中就可以对生产的全过程进行直接的观察，如果发现问题就可以及时更正，这样就能避免许多必要的事故。但是受数据采集、数据生成的影响，目前很多3D模型的软件还是不能广泛应用于煤矿地质的测量。3D模型的构建是基于点、线、面、体的设计的基础上进行构建的。其结构示意图如图1所示。

由煤炭科学研究院研制的系统MSGIS.0正是基于3D模型构建的基础上研发的，系统MSGIS.0是由基础数据管理系统、3D模型系统、GIS平台、图形与数据管理系统等组成的。系统MSGIS.0可以对煤矿地质测量的数据进行采集、统计、制图、分析等，煤矿行业通过该系统可以实现对煤矿的勘探、生产、开采的远程管理 。

（五）数字化制图技术在煤矿地质测量中的应用

数字化制图技术主要是将计算机技术与信息技术同现代测绘技术进行有效的结合，最终研发出的先进技术。当前，想使各个行业实现数字化，信息化与网络化已经成为了必要的先进手段，通过企业的合理应用能够发挥出巨大的作用。对于数字化制图技术而言，其主要是通过数字将地球表面的一些空间元素进行抽象化，然后利用属性、图像以及坐标的形式来准确地描述对象，并找到它们之间的关系，最终合理的将其联系起来，然后直接在具有存储性能的介质上存贮相关的数据文件，在很大程度上提高了生产的效率，并且获得的成果精度非常安全可靠。伴随着科学技术的快速发展，计算机技术与地质测绘仪器的应用逐渐普及，数字化制图技术在诸多的测绘生产以及社会实践中也越来越被广泛的应用。

而数字化制图技术在采矿场形状以及其它形状地形图的具体应用就是合理的进行工程设计以及工程规划，最终为组织生产提供有力的依据。并且具体需要做的就是在以矿业信息数据为依据的基础之上，合理利用现代的空间分析技术、知识挖掘技术、数字收集技术、多媒体技术等其他技术，最终为矿产的资源进行合理的评估、并制定详细规划、进行全面的开拓设计、对决策进行有效的管理。因此它已经成为了仿真模拟与对煤矿地质测量过程进行分析的强大的技术平台与工具。其最终的目标就是为了能够在收集精确详细地理信息的基础之上，对台阶地形图进行合理的验收，有效计算出每个月的矿岩量，并制定生产验收报表，使煤矿具有高度自动化、信息化，并有效提高工作的效率，最终实现遥控采矿或者无人采矿的高科技找矿。

当前数字化制图技术仍然在不断向前发展，并且全站仪也已经达到了普及，以往的三角测量已经不能满足当今社会的种种需求，因此逐渐脱离这个舞台，利用灵活的网或者导线网已经获得了很多的效益，在信息获取的角度看来，煤矿地质测量信息的采集手段也已经越来越多：已经由传统的钻探手段发展成为了利用高科技来进行勘探的手段，所以数字化制图技术已经为煤矿地质测量带来了新的生机，并加快了其发展的速度。

结语

煤矿地质测量工作直接关系到煤矿行业的发展前景，更加是保障煤矿行业安全生产的重要因素。随着时代的进步、经济的发展，传统的煤矿地质测量的方法已经不能满足煤矿生产的现代化需要。只有利用更先进的技术对煤矿的地质进行测量，才能为煤矿的安全生产提供重要的保障，也才能减少因为煤矿事故造成的经济损失。

参考文献

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1.现代化煤矿生产数字化管理的优势 

1.1提高管理的有效性 

将生产数字化管理应用到煤矿生产之中，为管理者的合理决策提供了可靠地数字支持。好的管理者和符合实际的科学的管理决策是煤矿安全生产、获得效益的重要手段，将数字化管理应用到煤矿生产之中，管理者可以及时掌握煤矿产量的相关数据，根据数据变化分析未来煤矿市场的发展趋势，从而第一时间内做出最合理的决策，指导煤矿进行科学生产，保证煤矿的市场占有率，获得合理的收益。同时科学管理能够调动每一个生产工人的积极性，提高工人的工作热情，提高劳动生产率，为煤矿创收提供坚实的群众基础。 

1.2增加煤矿生产的安全性 

安全生产是每一位管理者最大的追求之一，将数字化管理引进到现代化煤矿生产之中，将能够极大地提高煤矿安全管理的水平。应用数字化管理后，煤矿管理者可以在第一时间内获得各个生产环节的画面，及时的对一些存在潜在危险的操作行为进行制止，对一些已经出现危险的环节进行及时合理的补救，保证生产劳动者的人身安全，减少不必要的安全损失。同时，也可以及时掌握各种设备运行的状态，及时对出现问题的设备进行维修或保养，从根本上预防安全问题的出现。 

1.3获得更高的经济效益 

优秀的管理者能够充分的应用每一份现有资源，进行最大化的资源利用，最大程度上获得经济效益。将数字化管理应用到煤矿生产之中，管理者可以及时的对每一份人力物力进行最合准确的把握，充分发挥每一个人的潜质和每一分资源的潜在价值，同时减少不必要的人力资源的浪费，减少人工因素对生产环节的影响，避免一些完全没有意义的资源人员浪费，积少成多，煤矿生产在数字化管理的作用之下，所获得的经济效益一定是最大化的。 

2.如何更好实现现代化煤矿生产数字化管理 

2.1加快信息数字化的脚步 

煤矿生产者如果想提高自身煤矿生产的数字化管理水平，就必须加快引进先进的数字管理系统。利用计算机、通信、网络、人工智能等先进的技术，进行管理方法、管理技术、管理手段的创新。全面提高自身的管理效益和管理水平，依托管理上的优势获得管理效益。 

2.2管理者要与时俱进 

没有管理者，企业便不会存在。优秀的煤矿管理者能够为煤矿生产制定合理的目标，制定战略计划，为未来的煤矿生产提供方向上的指导。如果管理者想提高煤矿生产的数字化管理水平，就必须不断的更新自己的管理观念，与时俱进，积极引进相关技术和相关领域的人才，大力推广数字化管理在煤矿生产之中的应用。一旦管理者能够从自身进行观念上的转变，上行下效，员工们也会进行及时的观念更新，提高自身的专业素养。管理者与员工共同努力，一定会使得煤矿生产的数字化管理获得质的飞跃，使煤矿永葆活力和创造力，在激烈的市场竞争中立于不败之地。 

2.3引进优秀的数字化管理人才 

人才是当今世界竞争的核心，拥有众多的优秀人才，是企业在竞争中立于不败之地的关键所在，在科技高速发展的今天，为了达到聚集人才、汇聚智慧、推动自身发展的目的，各行各业都在“不择手段”的吸引本行业的优秀人才。煤矿管理者如果想要提高自身的数字化管理水平，就必须不断加快引进数字化管理人才的步伐。优秀的数字化管理人才具有较高的专业素养和道德素养，能够在第一时间掌握先进的数字化管理技术和管理手段，将其应用到实际的数字化煤矿生产管理之中。同时他们也会不断的进行自我纠正和学习，保证自身技术的先进性，为煤矿创造收益提供技术支持。所以，煤矿管理者必须加快引进数字化管理的人才，为管理队伍注入新鲜的血液，进行管理队伍的建设与完善，提高管理质量。 

2.4加快生产技术的创新 

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中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：

引言

进入21世纪以来，信息技术的快速发展和浪潮般的推广应用，为矿山企业带来了机遇，也带来了压力。一方面，随着矿产资源消费的急剧增长和开采加工难度的日益增大，促使采矿逐渐走向数字化和智能化；另一方面，随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术的发展，煤矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向发展。煤矿企业对信息化建设越来越重视，且大部分建设了以光缆为基础的高速企业网，开发了管理信息系统、采矿生产运输自动化系统、生产调度监控系统 与internet网对接并建立了网站系统。特别对于井工矿企业，如何去创新出自己的数字化管理之路，已经越来越成为一个重要和迫切的研究课题。

煤矿数字化简介及意义

煤矿数字化，又称数字矿山，是由数字地球的定义延伸而来，即在矿山范围内以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入所获得的信息的总和。煤矿所能获取的信息可划分为固有信息和动态信息2个层面，固有信息包括矿井原始数据(地质、测量、钻孔)和煤层、围岩、井巷等地质体空间信息；动态信息包括采掘、通风、运输、供电、给排水等生产系统网络及其装备信息，生产过程中产生的信息(设备状态、环境、人员)，专业分析辅助决策信息，生产经营管理信息。这些信息在煤矿地质勘探、规划设计、建井施工、生产经营管理各环节中产生,具有持续产生、共享利用、多源异构的特征，所以分析矿山信息的构成、产生过程、获取手段、表现方式,建立矿井基础信息数据仓库，开发数字矿山基础信息平台，实现矿井固有信息和内嵌动态信息的认知、获取、表达、处理、共享、可视化、传输和使用等过程的数字化是建设煤矿数字矿山的主要内容，最终发展目标是实现矿山资源与开采环境数字化、技术设备智能化、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。

数字化矿山建设过程是提高生产经营管理水平、转换经营机制、促进管理现代化、建立现代企业制度、 提高经济效益、 促进安全生产的完善过程；也是煤炭行业实现跨地区、跨行业和实施大集团战略、走可持续化发展道路的技术保障。煤炭工业数字化建设， 可提高煤矿企业安全管理的预测预判和预防预控能力， 推动安全从静态管理向动态管理、从被动管理向主动管理、从程序管理向工序管理的转变， 是保障煤矿安全生产的必然选择和重要途径。

煤矿数字化发展现状

我国的煤炭工业是国民经济重要的基础产业，但与国际上发达国家相比，我国煤炭企业普遍存在两个方面的不足：一是煤矿总体装备技术水平，尤其是系统的整体有效性、信息化水平不高；二是煤矿生产事故较多，造成国家财产和人民生命的严重损失。我国煤炭工业数字化进程起步较早，但 90 年代煤炭行业整体经济效益下滑， 数字化进程极大受挫。随着煤炭行业的复苏，煤炭企业数字化意识有了很大的提高，数字化管理体系、信息安全体系逐渐形成，数字化技术创新进展较快，数字化基础设施建设步伐加快。

从煤矿数字化的内涵和发展目标来看，实际上目前我国煤矿完全意义上的数字化还没有建成，究其原因主要有以下几个方面：（1）煤矿数字化是一个复杂的巨系统,涉及煤矿地质勘探、规划设计、建井施工、安全生产、经营管理的全过程，许多信息需要持续利用共享，然而各环节信息化方式和水平不同，数据格式兼容性差，信息不能重复利用，信息孤岛现象严重；（2）我国煤矿数字矿山仍处于初级发展阶段，成熟的能够统一管理和集成空间信息、实时动态信息和管理信息的基础平台还未见报道，分析原因主要与开发商所涉及专业有关。目前，直接推动煤矿数字矿山发展的相关专业开发商有3类：一类为煤矿地质测量系统开发商，他们从早期的矢量化成图系统，逐步发展完善成具有煤矿专有功能的地质测量系统，有的还集成了一定的管理功能，这类开发商自称是数字矿山的领跑者；其次是煤矿自动化系统集成商，他们从早期的煤矿安全监测系统，发展到今天集成的全矿井综合自动化系统，将矿井各生产环节的实时信息掌握在手，这类开发商自称是数字矿山的实践者；第三类是煤矿信息管理的开发商，他们从煤矿办公自动化、运销、设备及劳资等管理模块入手，将煤矿各业务科室的管理流程信息化。由于这3类开发商涉及煤矿不同的业务部门，各自所采取的技术路线、应用平台千差万别，造成目前各类系统难以整合、信息资源无法共享,很难形成统一的空间信息、实时信息和管理信息平台；（3）在技术层面能承载数字矿山海量信息平台的技术首选3DGIS，而3DGIS理论与煤矿对数字矿山适用性的客观需求差距较大。数字矿山需要3DGIS作为框架支撑技术，而3DGIS技术只在三维可视化渲染引擎方面比较成熟，在通用的三维建模算法、三维空间分析、三维空间信息存储引擎等关键技术方面仍在探究阶段，通用的商用3DGIS平台还没有出现。但煤矿建设数字矿山不仅要求可视化地进行三维模拟和虚拟再现矿井生产环境及相关现象，更主要是能够仿真化地模拟分析矿井采煤、掘进、供电、运输、通风、给排水等生产系统运行过程和灾变过程，实时采集相关环境与工况参数,按照各业务系统的运行原理进行空间分析，最后实现自动化地预警矿井灾害和启动安全预案，为安全生产起到真正的辅助决策作用，由此可见,3DGIS支持与实际需求有一定差距；（4）煤矿所处的环境复杂、不确定因素多、相关专业多、生产系统工艺复杂、技术设备智能化水平低、采掘现场的许多工况参数尚无法获取,这些都制约数字矿山的发展。

从以上分析可见，我国煤矿数字矿山的发展并不是一朝一夕的事情，需要各专业协同发展，需要解决技术设备智能化、3DGIS支撑技术、不同来源信息的自动采集技术、多源异构信息的集成融合技术、三维建模及可视化技术、空间和属性数据的集中或分布组织管理及共享技术、基础信息的分析处理、基础信息的工程应用等关键技术。这些技术发展并不平衡，有一个逐步发展的过程，所以数字矿山的建设也需要循序渐进地推进。根据煤矿客观需求和当前技术水平，笔者认为构建以矿山空间信息描述为主框架，整合煤矿安全生产实时信息和管理信息的煤矿数字矿山基础信息平台是数字矿山发展之路的一个里程碑。制定数字矿山信息描述标准和面向第三方的标准接口已成为各类开发商的共识。

4技术路线

4.1信息规范和接口标准

数字矿山包含矿井范围内所有信息的集合。其必是一个多源异构的集成平台，研究平台内信息的定义、描述标准和规范，以及各系统间的接口技术规范是数字矿山优先要研究的内容。因此，制定我国数字矿山的信息规范和接口标准是数字矿山健康发展的关键。

设备智能化

终端设备的智能化是指该设备具有完备的检测( 设备的运行参数和空间位置) 和控制执行功能，并能通过接口与第三方进行信息交互，随着技术的发展，矿井装备智能化有了一定的改善，但总体水平比较低，矿井生产的主要设备如综采和综掘成套装备的电控智能化只在电液控制方面有所突破，综采工作面的采煤机、刮板输送机、转载机等主要设备智能化程度较低，相关工况参数难以获取。主要设备的智能化是数字化矿山基础。

高速传输网络

由于煤矿生产包含采掘、运输、提升、供电、通风和排水等多个环节，就决定了矿井监测、控制子系统异构的特征，集成和整合子系统需要统一的传输平台，而可靠稳定的矿井高速网络是传输平台的首选。随着信息技术发展，工业以太环网、无源光网络 ( GEPON) 、SDH 等技术广泛应用于煤矿，承担矿井数据、图像和语音的实时传输任务，但工作面、掘进巷道等地方是网络覆盖和高速接入的难点，这些地方恰恰是数字矿山信息的重要节点，高速接入、传输这些节点的信息目前是矿井高速网络的短板。因此，矿井末端节点的高速接入和传输技术是数字矿山研究的重点，各种无线传输技术 ( WIFI、ZigBee) 、光纤传感器网络技术、专业现场总线技术的研究已成为研究的热点。

多源异构数据的集成和共享

把不同来源的基础数据通过XML、Web Services 等技术集成融合在煤矿数字矿山基础信息平台，通过建立基础信息平台数据中心的矿用对象管理中心，以矿用对象库的形式共享空间数据和实时数据，供矿井可视化、各业务应用系统使

用。重点要解决数据的存储引擎、数据的访问机制问题。

4.5 基于3DGIS的矿井综合信息管理平台

数字矿山必须建立具有矿山特征的专业 3DGIS平台，重点解决三维空间模型描述方法、三维模型数据存储管理引擎、可视化渲染引擎、三维空间场景要素组织管理、模型交互编辑操作、通用基本要素建模算法、空间基本分析等技术问题。

首先应用三维地理信息技术建立的复合地质数据库和矿井真三维空间地质模型建立生产管理信息系统、地质测量子系统、矿井三维空间地质建模、信息查询及输出模块、采掘信息管理子系统、生产与矿井储量分类统计数据输出模块、运输及生产保障信息子系统。拟采取的技术路线为：①从矿区层面的地测空间数据入手，按空间数据的几何特征和业务门类进行分类组合，并按国标和行业标准，建立统一的编码系统。②根据业务门类或指定主题，按照“不重不漏、留有余地”的原则，规划、构建矿区层面的数据仓库。每一个主题可对应一个子仓库，如地质、采矿、运输及保障等，每一个子仓库可与一个或几个分布在各矿的操作型数据库相连。③不论某空间要素分布在何处，也不论其原始记录数字化与否，皆应通过信息平台的构建，使每一个地测空间要素都对应一个体现上述综合特征的标识码。该标识码及其对应的空间要素的所有信息可以分布式地存放在己有的操作型数据库中，也可以存放在新建的数据子仓库或矿区层面的数据仓库中。④凭借数据仓库特有的“向下探察技术”，首先要能够根据标识码从散布在数据仓库里的海量数据中“找到”所需数据，然后通过适当的数据转换机制“打开”该数据，使之能为特定的研究目标所用。⑤根据三维GIS理论和方法，运用空间分析、虚拟现实、WebGIS等技术，构建真三维空间实体模型，动态模拟地质体变化、采掘过程、运输过程。⑥建立多维地测绘图系统。⑦建立数据仓库及处理结果的网上数据接口、界面，使用户不仅能通过网络实现二维或三维的显示和输出,而且可以借助多维地测绘图系统实现快速成图。

基础数据专业分析处理

数据必须经过处理才能增值利用，所以数字矿山必须支持丰富的数据处理方法库，一般处理方式有数据本身的统计分析、数据挖掘和专业处理分析。专业分析处理需要研究采掘、供电、运输、通风、给排水等各生产子系统的工作运行原理，然后研究建立相关数学模型 ( 比如通风网络解算) ，制订良好的访问接口，为其他应用系统服务。

业务应用系统开发

数字矿山通过开发丰富的业务应用系统体现其实用价值，业务应用系统开发需要研究具体业务的数据使用流程，对数据专业分析处理的时机、数据可视化的方式等，另外更重要的是要考虑用户操作界面的友好性和功能的适用性，真正为辅助矿井的生产经营管理真正起到作用。

结语

综上所述，数字矿山需要在企业高速网络环境下建立一套集矿井基础数据 ( 空间、属性) 实时有效采集、准确传输、存储管理、科学分析、可视化表现、自动化控制、智能化预警和信息反馈的矿井综合自动化安全生产系统。需要建立以矿井监控数据、空间数据为基础，以矿用对象库为核心的统一的数字矿山基础信息平台，构建煤矿按生产系统划分主题的具有完整内涵的煤矿数据仓库；开发具有煤炭行业特征的专业化 3DGIS 支撑平台，为基础数据的组织管理和可视化提供机制和保证； 基于数字矿山基础信息平台开发以矿井安全生产、经营管理为核心业务的应用系统，但是，数字矿山建设是一个长期的实践过程，不能单纯完全依靠技术手段来解决一切问题，人与组织的参与同样至关重要。其次，数字矿山建设必备的条件是人才的供给，所以人才建设也是数字矿山得以成功应用和实施的关键，总之，数字矿山建设是一个长期的过程，必须有强大完善的先行规划，整体部署，分步实施，最终实现矿山资源与开采环境数字化、技术设备智能化、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的发展目标。

参考文献：