相较于其他机械设备，矿山机械由于工作的特殊性常常需要更精密、更复杂的结构设计。以某金属地下采矿系统为例，矿井里由于空间受限，岩层坚硬，这就要求着采矿掘进机械设备结构强度较高、各部件力学性能要求较高、结构也相应更紧凑
2CAD技术及软件功能
2.1CAD技术
CAD技术指的是计算机辅助设计技术(CAD-ComputerAidedDesign)，是利用计算机及其图形设备软件帮助设计人员进行图形参数计算、设计、绘制、修改、尺寸标注、信息储存等工作的计算机应用技术。
2.2CAD软件功能
目前Auto-cad软件开发出了平面图形处理的二维cad和立体图形处理的三维cad图形处理模块，用户可根据各自的需要对图形进行设计与处理。软件提供了二维平面绘图、绘图辅助工具、图形编辑、文字书写与修改、尺寸标注及计算、图层管理、三维图形绘制、网络共享、数据交换等多种功能，使用时根据用户的特殊需要选取不同功能进行工作，操作极为方便。
3CAD技术在矿山机械设计中的应用
CAD技术很好地解决机械设计过程中图形绘制困难的问题。通过计算机软件绘制的机械设备图纸，设计、生产加工、维修人员可以在计算机上轻松地利用CAD图形阅读软件进行尺寸的标注和修改、结构部件的位置调整和准确定位，并可以对局部区域进行放大和缩小查看，既方便设计人员对整体-局部位置关系的设计，又有利于生产加工及维修人员对部件细节和部件结构位置的把握。因此在目前的机械设计尤其是装备复杂结构紧凑化、大型化、特种化的矿山机械中得到了广泛的应用。利用CAD技术在矿山机械设备设计中的好处主要有：
3.1减少设计工作的工作周期和工作量
采用CAD技术进行机械设备的设计工作，一方面使得机械设备的复杂构造转化成简单的几何图形，这既方便图形的绘制，也利于生产加工制造单位对于机械设备构造的整体把握；另一方面也使得机械设备设计工作量减少，设计周期变短，更方便机械设备的设计工作。
3.2有利于机械设备构件细节的设计
CAD技术软件能够对图形的局部区域进行放大和缩小查看、编辑处理，在实际的图形绘制过程中，可以更加注重细节的把握。将平常很难准确把握的部件结构细节处理清楚，并且保证精细构件与周边构件的精确结合，尤其是涉及齿轮咬合部分，这就有效地避免了由于机械设备构件结合不准造成的机械设备故障，给机械的日常工作提供保障。
3.3有利于机械设备构件的修改
CAD图形编辑软件提供了图形修改功能，主要包括线条修改（打断、延伸、删除等）、尺寸修改（拉伸）等。在机械设备设计中图形绘制出现问题时，可以方便地利用软件提供的编辑模块进行修改，操作极为方便。
3.4有利于机械设备的直观装配
CAD技术绘制的图形对于各部件的安装位置及大小有着精确的标注，因此在进行机械设备的生产加工制造过程中，各部件组合安装更加直观。在图形绘制过程中，随时利用软件对机械设备进行模型演示，以方便查找设计中存在的问题。
3.5保证机械设备设计质量
CAD技术是计算机应用技术的一种，有力地避免了机械设备设计中人为的失误造成的设计质量降低问题，并且其智能控制系统可以精确地查找设计中存在的问题，因此，更容易保证机械设备设计质量，更利于机械设备的设计工作。
4CAD技术未来的发展趋势
随着计算机技术的发展与进步，CAD技术也相应的得到飞速的发展，通过CAD技术在实际机械设计中的设计讨论，我们认为未来的CAD技术会越来越向着标准化、智能化、普及化发展。
4.1CAD技术的标准化
CAD技术在机械设计制造中图形的绘制、编辑、修改中占据有重要的地位，越来越多的设计单位、机械制造公司和机械使用单位利用CAD技术来进行日常的工作。因此，CAD技术必定向着应用技术的标准化发展以逐渐减少在交流过程中引起的误解，这既是CAD技术日常应用的需要，也是CAD技术发展的必然要求。
4.2CAD技术的智能化
CAD技术软件如果只是单纯的提供图形绘制和编辑修改工具模块，那么在实际的工作过程中会因为操作复杂而“难以上手”从而导致设计人员工作效率的下降，并且在实际的工作中可能会由于操作困难而导致图形绘制出现偏差和错误，不利于设计工作的进行。因此，CAD技术在未来发展过程中需要重点注意智能化发展，以完整的模块功能代替繁琐的编辑技巧，更方便设计工作图形绘制的进行。
4.3CAD技术的普及化
CAD技术在图形绘制应用上的强大功能优势保证着它的使用市场空间，那么在未来的工作过程中，CAD技术会得到越来越广泛的应用和普及，不仅局限于机械设备的图形设计，包括房屋装修、管线敷设、工艺流程设计等多种实际生产生活活动都可以应用CAD技术，极大地方便人们的日常生活。
5结束语
一、煤炭在我国能源结构中的重要作用
煤炭是我国的主要能源,是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。我国煤炭资源丰富,煤炭资源分布面积约60多万平方公里,占国土面积的6%。根据第三次全国煤炭资源预测与评价,全国煤炭资源总量5.57万亿吨,煤炭资源潜力巨大,煤炭资源总量居世界第一。已查明资源中精查资源量仅占25%,详查资源仅占17%。探明储量达到10202亿吨。其中可开采储量1891亿吨,占18%,人均占有量仅145吨,低于世界平均水平。 国务院制订的《能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》(草案)指出“要大力调整优化能源结构,坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展的战略”。鉴于我国“多煤、贫油、少气(天然气)”的特点,在今后一段相当长的时间内,能源结构仍然以煤炭为主,煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我国一次能源生产的70%以上,在我国能源结构上占主要地位,有举足轻重的作用。
根据我国全面建设小康社会的需求,煤炭消费的趋势将有明显上升。在煤炭消费用户的构成中,电力、冶金、建材、化工4个行业煤炭消费量占煤炭消费总量从1990年的50%提高到2004年的84%,其中电力占51.8%,冶金11.64%,年占27%提高到2004年的51%,将近增长一倍。
二、我国煤炭工业发展现状
进入21世纪,我国煤炭工业快速发展,2000年全国产煤9.9亿吨,2001年产煤11.04亿吨,2002年13.8亿吨,2003年16.67亿吨。2004年全国产煤19.56亿吨,占全国一次性能源生产总量的74.3%,当年煤炭销售量为18.91亿吨,占全国一次性能源消费总量的65%,生产力水平显着提高,产业结构调整取得重大进展。一些企业开始跨地区、跨行业的产业联合,煤、电、化、路、港、航产业链开始形成,形成了一批在国内领先、在国际上具有一定竞争力的大集团,如神华集团、山西焦煤集团、兖州矿业集团等。我国煤炭产量急剧上升,得到了全世界的关注。
煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业,我国的煤炭产量已是世界第一位,是煤炭生产大国,现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。同时,我国煤炭开采技术装备总体水平低,煤炭生产技术装备是机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构。技术和装备水平低。全国煤矿非机械化采煤60%。大中型国有重点煤矿装备水平较先进,但设备老化程度较大;小型矿井生产技术装备水平极低,煤矿生产工艺落后,作业人员过多、效率低。保障煤炭供应是国家加强煤炭工业宏观调控的重点之一,挖掘煤炭生产潜力,加快大型煤炭基地建设,是重要措施。为此,只有大幅提高大中型煤矿产量,才能在保障煤炭稳定供应的前提条件下,遏制小煤矿发展和淘汰小煤矿,完成煤炭生产结构优化调整。1998年12月以来,国家对煤炭产业结构进行了重大调整,关闭了五万多处小煤矿,淘汰了一批落后的生产能力,通过宏观调控,煤炭生产形势好转,供求关系趋于平衡。目前我国煤炭生产企业2.5万多家,其中规模以上的企业约占60%左右,2005年计划关闭2000多家小煤矿。
三、我国煤炭工业存在的问题和与国际先进产煤国家的差距
1、 我国煤炭企业规模小、产业集中度低 我国煤炭企业的突出特点是,规模小、效率低、安全状况不好,产业集中度低。据煤炭行业统计数据分析,2002年国有重点煤矿占52%,国有地方煤矿占18%,乡镇煤矿占30%。按井型划分,大型矿井占32%,中型矿井占18%,小型矿井(含乡镇煤矿)占48%。2004年,全国约有煤矿2.5万处,95%以上的小煤矿,矿井年产能力不足3万吨的矿井约占40%,煤炭产业的集中度只有15%,远远低于世界主要产煤国家的水平。国际先进的产煤国家,煤炭产业规模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心竞争力,做强做大,提高了全球煤炭产业的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭产量约占全球产量的18.81%,有5家公司的煤炭产量超过1亿吨,其中排名第一的皮博迪公司达到1.83亿吨,力拓公司达到1.43亿吨,美国前4家企业的煤炭产量占本国煤炭总量的46.9%。
2、我国煤炭装备落后,机械化、自动化程度低、缺少大型成套设备. 我国煤矿生产基础薄弱、国有煤矿连续紧张生产的矿井占总数的近50%,矿井主要生产设备严重老化,超期服役的占30-40%,部分乡镇煤矿设备简陋、生产条件差,有的根本没有机械设备,仅为人工开采,不符合有关煤炭法规要求,当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着“采厚弃薄”、“吃肥丢瘦”等浪费资源现象,全国煤矿平均资源回收率为30-35%左右,资源富集地区的小型矿井资源会回收率只有10-15%。据煤炭行业统计数据分析,2002年我国国有重点煤矿采煤机械化程度为77.78%,综合采煤机械化为62.98%,掘进机械化程度为81.15%,综合掘井机械化程度为15.03%,地方国有煤矿机械化程度更低。当前全国采煤机械化程度仅为42%,除国有大中型煤矿采掘机械化程度达到75%之外,大多数煤矿 生产技术水平低,装备差、效率低。特别是乡镇煤矿,基本上是非机械化开采。2004年乡镇煤矿产量占我国煤炭总产量的39%。对不适宜用放顶采煤的5.5米以上煤层,要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法,但目前国内没有相适应的高产高效的综采成套设备。而国外美国久益(JOY)公司、德国德伯特(DBT)公司和德国艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤层一次采全高的高产、高效综采成套设备。神华集团引进的成套设备年产突破1085万吨,工作面长度突破300米,最长的工作面已超过400米,工作面总装机功率已超过5000kw。而国际先进的产煤国家,煤炭生产呈现出大功率重型化、自动化、集约化、按照环保的特点。国外先进的采煤设备向大功率、重型化发展,设备储备系数大、运行可靠性高。DBT(德国德伯特)、JOY(美国久谊)和Eickhoof(德国艾克夫)等采矿设备公司都制造出具有自动化功能的产品。美国联邦2号矿在工作面实现了跟机自动移架。澳大利亚Batana煤矿实现了自动割煤和跟机自动移架。特别是信息技术在煤矿生产中得到广泛应用,先进煤矿广泛采集工作面设备运行参数和环境安全检测信息,在工作面集中显现并通过以太网传输到地面计算机,实现远程运输和故障诊断。运输系统、供电系统和通风系统均无人值守。实行集中远程操作、视频监视,辅助有专人巡视。井巷布置集约化,生产系统和环节少、实 现了生产高度集中。通常是一矿、一井、一面生产。有些先进的长壁工作面每班 只需6人,其中采煤机司机2人,维修工1人,机头集中操作工1人,另外2人替换休 息。高度重视工作环境的改善和人体安全防护。实现计算机监测安全信息,监测 探头遍布整个矿井。液压支架具有跟机自动喷雾和移架自动喷雾功能;采煤机上 方安装导风板,减少煤尘进入人行空间。采煤机运行的下风侧几乎无人作业。
3、煤矿安全生产事故多 我国煤矿安全生产方面,重大瓦斯事故多发,煤矿 事故的总死亡人数达到了高峰,2004年我国生产约20亿吨煤,事故死亡约六千人 ,这几年煤炭产量大幅度增长,煤矿百万吨死亡率还是下降的。由1994年的5.59 人下降到2004年3.08人,美国生产约10亿吨煤死27-31人,百万吨死亡率约为 0.039;波兰百万吨死亡率为0.09;南非百万吨死亡率为0.13;俄罗斯百万吨死亡 率为0.34。我国百万吨死亡率是美国的约100倍,俄罗斯的约10倍,印度的约12倍 ,大大超过煤炭先进生产国家。据有关专家讲,矿井安全检测仪表,安全设备均 在设计中作了考虑,多数事故都是矿井管理问题,真正因设备问题而发生事故较 少。先进产煤国家依靠大型、强力综采技术装备已经完成从普通综采机械化向矿 井高效集约化和自动化生产的过渡。高产高效煤矿的建设不仅提高煤炭生产效率 ,实现煤矿集约化生产,并为煤矿生产过程中的安全监测、监控创造条件,从而 有效的预防和控制煤矿安全生产事故。先进产煤国家安全生产上十分重视,不仅有健全的安全生产法规体系,还有严细的生产安全措施,严格的煤矿生产准 入制度,而且实现了计算机监测安全信息,监测探头遍布整个矿井,保证了安全生产。
四、煤炭工业发展对矿山机械设备的需求
1、我国煤炭工业发展趋势
据煤炭行业发展规划相关内容,“十一五”期间,我国将新建煤矿3亿 吨左右,其中投产2亿吨。国家将在“十一五”期间,对煤炭行业的工业结构进行 调整,大力整合、改造、关闭小煤矿,同时适度加快大型煤炭基地的建设,开工 一批现代化大型煤矿、置换落后的生产能力。“十一五”期间煤炭行业现代 企业制度要进一步得到完善,大型煤炭企业集团基本形成,到2010年要形成5-6个 亿吨级生产能力的特大型企业集团,5-6个5000万吨级生产能力的大型企业,产量 将占全国煤炭总产量的60%左右。通过新建和老矿井技术改造,全国将建成300处 高产高效矿井,高产高效的矿井产量将占全国总产量的50%左右。“十一五” 期间,国家将建设神东、晋北、晋东、蒙东(东北)、云贵、河南、鲁西、晋中 、两淮、黄陇(华亭)、翼中、宁东、陕北等13个大型煤炭基地,这些基地的储 量,占全国储量的70%以上,作为煤炭供应规划和建设的核心。初步预测全国 煤炭需求量:2010年为25-27亿吨、2020年为30-32亿吨,均占能源需求量的60%以 上。据相关部分统计,2004年国有重点煤矿原煤产量9.22亿吨,超过其核定生产 能力50%以上,煤炭生产能力严重不足。经测算,到2020年,新建和在建的国有煤 矿的生产能力约为7.1亿吨。如果届时中国小煤矿的产量仍保持目前的6亿吨,按 需求预测的高端方案,未来20年中国需新增煤矿产能17亿吨,年均8500万吨;按 需求预测的低端方案,未来20年中国需新增煤矿产能13亿吨,年均6500万吨。
2、对矿山机械设备的需求
“十一五”期间,煤炭工业的生产技术水平将明 显提高。国家将建成140个高效安全现代化矿井,国家将加大对煤矿建设项目的支 持力度,已先后有17个煤炭建设项目,由国家开发银行出具贷款承诺,还将100多 个高档普采工作面升为综采工作面,100多个普采工作面升为高档普采工作面。这 样,中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80% 以上;大型煤矿国内先进水平装备率达到20%,国际先进水平装备率达到6%,中型 煤矿国内先进水平装备率达到10%,小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。 据此分析,煤炭需求的急剧增长,上述煤矿采掘机械化指标还会有所突破,这为 煤矿装备的发展提供了广阔的市场前景。
(1)井下综采重点设备
我国煤炭开采90%以上的井工开采的,井工开采占煤炭开采的主导地位。为迅速提高我国 综合装备水平,要以科学发展观为指导,采取跨越式发展模式。在“十一五”期 间应以日产2.5-3万吨(年产1000万吨左右)的综采成套设备国产化为突破口,全 国实现综采成套设备国产化,推动我国矿山机械工业的发展。
预计从2004年 到2020年,每年新增综采工作面成套设备为30套、普采工作面成套设备50套,每 年设备更新量约为现有的基数的六分之一。粗略估算,2010年采煤成套设备年需 求量将达到500台套左右。高产高效综采技术的核心是井下工作面综合机械化 采煤输送设备,主要有采煤机、刮板输送机、液压支架和带式输送机。急需开发研究的电牵引采煤机:装机总功率为2000kw左右,供电电压为3.3 KV、采高 范围为5-6m,生产能力达3000t/h左右。
重型刮板输送机:输送能力3000- 5000t/h,铺设长度250-400m,链速1.4m/s,装机功率3×700或2×1000kw,供电 电压为3.3KV。
液压支架:最大工作阻力12000 KN,立柱最大缸径ф480mm, 支护高度6m,架间距1.75-2m,支架降移升时间8-12s,采用电液控制系统。
大型带式输送机:装机功率1500-4000KN,电压3.3KV,带宽≥1.4m,带速≥5m/s ,运量≥5000t/h,距离50000m以上,托辊寿命5万小时以上,减速器寿命7万小时 以上。
(2)井下综掘设备
我国目前综掘机械化程度比较低,仅为12.81% ,远远跟不上综采机械化的发展,其中掘进机虽有较大的发展,但整体技术水平 仍比国际先进水平有较大差距。
需研究开发先进的掘进机:其截割功率300kw 以上,截割断面最大可达42m2,经济截割硬度达f12,可靠性要求,齿轮寿命在 20000h以上,轴承寿命在30000h以上,力争整机掘进10000米无故障。
同时要 结合我国国情和煤矿实际工矿,开发研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载 、除尘等功能为一体的掘锚 联合装备机组,可大大提高掘进速度。
关键词： 矿山机械；安全技术；对策探析
中图分类号：TD40 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210195－01
1 矿山机械安全技术现状
在我国，矿山机械装备条件存在很大区别，当前，我国生产煤炭的矿井初步可以分为四种，第一，比较旧的老矿井或者改造后的矿井。这些矿井大部分在解放前或者解放初期就建立了，后来因为企业观念和资金的缘故，还是保留着建矿时的设备，条件非常落后不说，还存在着安全隐患，虽然后来有经过一些技术改造，却仍然没办法满足安全顺利生产的需要。第二，指现代化的矿井。二十世纪八十年代，是现代化矿井建立的一个时期。现代化矿井的建立，采用了比较先进的机械设备，这些机械设备中，我国生产的设备占很大部分，通过这些设备，取得了高效率的收益，到了后期，矿山机械设备实现了机电一体化。第三，是指较大型的现代矿井。这些年来，出现了个别大型的矿井，和小矿井不同的是，这些大矿井大部分采用国外的综采设备进行开矿。第四，指中小型矿井。这些矿井一般分布在乡镇，在我国，小型矿井占着主导地位，我国大约有32万个矿井，其中小型矿井就占有28万个，这些小型矿井大部分由个人进行承包，承包商为了追求利益，大部分没有机械设备进行采矿，生产方式非常落后，条件也非常简陋。
1.1 矿山机械的综采能力不断提高。我国经过几十年的努力研究，交流电牵引采煤机正逐步得到广泛应用，而采煤掘进机也从轻型向中、重型迈进，切割机原来只能对煤矿进行切割，现在连岩石也可以进行作业，长距离的带式输送机在技术上有很大创新，并且，我国国产机械设备具备了实时监控以及有了在线检测的效果，大大地提高了安全性。
1.2 标准体系和安全法规的建立。在提高采矿效率的同时，我国同时重视安全标准，并且有了各类安全标准的制定，争取做到与国际相对应。为了保证我国矿山机械设备安全进行生产，在1996年，全国矿山机械标准技术委员会就开始有组织地制定了一系列安全标准方面的措施，工程设计研究院对要求比较高的矿井设备进行安全性能上的提高，并且对一些辅助设备进行提升，从而制定出安全标准措施。
2 矿山机械存在的问题
2.1 安全检测技术不够完善。由于长时间的作业，矿山机械设备经常是超负荷地进行运转，很容易存在安全隐患，这些隐患如果没有及时排除，有可能导致事故的发生。虽然随着科学的发展，机械设备一直在改进中，各项测试技术也得到很大提高，可是由于矿山特殊的工作环境性；机械设置本身的复杂性，导致在作业时都有可能发生一些偶发事件，因此，矿山机械的安全技术还需要进一步提高，特别要注重对机械可靠性和灵敏性方面的研究。
2.2 机械安全设计技术有待改进。值得肯定的是，很多机械设备在安全技术方面有了很大提高，但是对于复杂和大型的机械设备，在安全设计方面，只有理论分析，缺乏可靠的安全设计办法，导致对设计性能产生约束，和国外的先进设备进行比较，还存在以下差别：1）技术比较落后，设计能力比较低，没有全面的基础数据；2）在设计方面，技术只停留在比较低的层次上，如测绘、仿制等；3）没有很好的技术储备，例如在新工艺和新技术原理等方面。
2.3 矿山机械安全标准。急需对矿山机械的安全标准进行完善，然后严格执行。在已有的矿山机械安全标准方面，因为涉及方面比较多，涉及到了矿井提升机，地下铲运机等数十种，这些机械安全标准，为机械的使用以及设计制造方面，提供了一个指导性意见，能够最大限度地保证了使用范围以内的安全性，不过，因为矿山的机械产品多，有数百种之多，所以，现有的安全标准已经无法满足所有机械产品的安全方面的要求。
3 矿山机械安全对策与措施
3.1 提高从业人员的专业素质。根据统计资料表明，一半以上的矿山安全事故是人为因素导致的，因为矿山工作环境的特殊性，环境恶劣，工作量大，从业人员比较复杂，许多机械设备操作人员素质低，对安全方面认识不足，缺乏自我保护的意识。另外，煤矿企业为了一味地追求利益，忽视了对矿山从业人员的技术培训，是有些机械设备无法发挥最大效能。而随着我国矿山机械设备的不断进步，对从业人员的要求也越来越高。所以，为了保证高效率又安全地生产，只有对从业人员进行专业方面的培训，全面提高从业人员的技术水平，提高他们对安全生产的认识，只有这样，才能降低事故的发生。
3.2 加强矿山机械安全技术方面的研究。1）对机械故障诊断方法和安全检测进行深入研究。时下，很多机械工程师正在对机械的故障诊断办法以及安全检测方面进行深入的研究，这方面，包括对虚拟现实技术的研究，人工神经网络模型方法的探讨等等，只有对机械安全进行理论上的研究并进行运用，才能改善机械运行时的安全性。2）要配备有机械安全设计体系。如大多数现代机械设备一样，矿山机械从小型向重载型并具备智能化及高速化的大型机械迈进，因为涉及的安全问题比较多，很单一的学科理论已经无法解决出现的问题，所以，要抓紧建立一个安全设计方面的体系，这些体系，不仅仅只是原理、理论或者一些简单的方法，还应包括对机械设备基础性的问题研究以及安全设计方面的共性。只有建立机械安全行业的数据库，建立适用性强，成本较低的安全设计体系，才能提高安全水平，较少事故的发生。3）对企业观念进行转变。因为矿山机械涉及安全性事故的原因很复杂，所以在事故发生时，需要管理人员有共同承担责任的意识，而不是一味地推卸责任，所以，这就需要管理人员和企业技术人员转变观念，共同承担意识。
3.3 加大资金的投入，对机械设备现状进行改造。目前，矿山机械安全方面欠账严重，根据这一点，国家可以在政策上进行必要的引导，比如可以增加资金的投入，健全法律法规，对一些乡镇煤矿进行安全技术方面的改造等等，而企业，依靠国家优惠政策，更要自立自足，花大力气筹集资金，把欠账的缺口补齐，把一些超期服役的机械设备进行报废，对一些装备进行必要的改造，从实际出发，对矿山的机械设备的安全现状进行改善。
3.4 建立健全机械安全方面的法规。作为我国矿山机械行业标准化工作者来说，应该对国际机械安全标准的发展动态进行密切关注，时刻对先进工业化国家的一些安全标准和安全法规进行了解，加大我国安全标准的执行力度，力争与国际标准接轨，保证矿山安全技术的实际进行。
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关键词：矿山 机械安全 检测 技术
随着社会的发展和人们生活水平的提高，生命和财产安全问题越来越受到人们的重视，尤其是近年来人们对矿山开采规模不断扩大，矿山机械安全成为阻碍我国矿山开采的主要因素，加强矿山机械安全检测技术探讨，对提高矿上开采效率促进我国经济发展有重要意义。
1.机械安全概述
机械安全指按照使用说明书规定对机械设备进行操作，并保证在执行其功能过程，以及安装、维修中不会出现威胁操作人员生命健康的情况。
机械安全技术从上个世纪六十年代，世界各国才开始将其作为一种独立的技术研究。我国在八十年代才正式开展对机械安全技术的研究直到九十年代才开始应用。机械安全技术在我国矿山开采上的应用极大的提高了生产效率，促进我国矿山开采行业的快速发展。
矿山开采机械工作量大，工作环境较为复杂这就给矿山开采带来较多不安全因素。这些不安全因素主要表现在以下几个方面：首先，矿山机械工作时一般处在高速、重载的环境中，对出现的安全隐患不能及时的发现和排查，往往导致跑车、钢丝绳断裂、绞车损坏等事故的发生；其次，采矿工业机械化程度越来越高，使用的大型设备数量急剧增加，其存在的安全隐患对周围操作人员的生命威胁越来越大；最后，矿山开采时会产生大量的煤尘、瓦斯等，尤其是瓦斯一旦遇到明火就会发生爆炸，造成巨大的人员伤害和不可估量的财产损失。因此要求井下机械设备应具有一定的防爆性能。
我国每年由机械设备引发的安全事故数不胜数，给煤矿企业带来巨大的经济损失，同时给煤矿行业的从业人员的生命安全带来较大威胁，因此应加强安全检测技术的研究。
2.矿山机械安全技术现状
我国矿山机械安全技术在理论和实际的应用中虽然取得了显著成就。但是由于我国开展矿山机械安全研究起步较晚和西方发达国家相比仍存在一定的差距，因此在这方面我国仍需要进行深层次的研究。
2.1.矿山机械设备水平参差不齐
由于各部分地区经济发展不均衡，导致不同区域矿山开采配备的机械设备水平相差较大。目前我国矿井主要分为四类：老矿井、现代化矿井、大型现代矿井以及乡镇中小型矿井。
老矿井大都建立在解放时期，受到当时技术水平以及资金投入的限制，配备的机械设备性能很难满足现代生产的需要，加上年代已久性能老化、安全设计欠佳等因素的影响容易引发安全事故。经过国家的治理和整顿这类矿井现在已不允许投入生产。
现代矿井一般建立在上个世纪八十年代，采用较为先进的综采设备，而且国产设备占很大一部分比例，尤其是机电一体化设备在提高工作效率方面扮演者重要的角色。
大型煤矿是近年来发展起来的，使用的综采设备多是外国生产。这类设备不管是工作性能，还是生产效率都明显优于国产设备。
我国煤矿中乡镇中小型占有很大的比例，这类煤矿配备的设备较为简陋，生产方式较为原始，其运营方式主要是私人承包经营，因此为了降低生产成本，一般都不会配备较为先进的生产设备。
2.2.矿山机械研发和生产能力不断增强
经过多年的潜心钻研，我国在交流电牵引采煤机技术方面的研究取得较大进步，掘进机逐渐从轻型向中、重型发展，切割对象延伸到了岩石，带式传输机的使用使长距离运输煤层成为一种可能。同时现在很多过程设备都具备监控和检测功能，极大的提高了矿山开采安全性。
3.矿山机械安全检测技术存在的问题
3.1.矿山机械设备安全综合情况不佳
目前性能卓越的综采设备在我国矿山开采中普及率不高，部分矿井虽然引进了国外的先进设备，但是对国外技术的没有完全理解，一旦出现故障不能进行及时的维修，操作过程中未能完全发挥其最大潜能。部分矿井不重视日常的安全养护工作，将安全检测当成工作的累赘，甚至将设备上的安全检测装置拆除，导致不能及时的检测和发现生产中存在的安全隐患，给安全生产带来较大的威胁。
我国煤炭行业事故多发，部分企业为了追求更高的利润，使用已经被淘汰的生产设备，而且部分设备超负荷运转带来较大的安全隐患。
另外，井下恶劣的环境对生产设备性能影响较大，尤其是辐射、潮湿、粉尘等因素往往破坏安全检测设备，使其性能大大降低。部分技术人员对安全生产认识不足，即使安全监测系统出现了故障也不及时维修，使生产设备的安全性能下降，造成安全事故的发生。
3.2.矿山机械安全检测技术需要完善
矿山机械设备处在交变荷载和重载下工作，日积月累容易引发各种安全隐患，如果不能及时发现这些安全隐患很容易导致恶性事故的发生，虽然现在检测技术不断的提高，但是对突发事件仍然不能进行准确的预测，因此针对这种情况应不断完善和提高矿山机械安全检测技术，尤其是对其可靠性和灵敏度方面的检测，应引起足够的重视。
3.3.矿山机械安全标准需完善和落实
矿山机械设备种类众多，然而现行的标准只是提供一个总体的指导原则，涉及到具体机械设备的部分比较少，使矿山设备在使用的过程中出现较多的安全漏洞。另外，尽管人们都明白安全质量标准化能够确保矿山开采的安全进行，但是在实际的工作中，技术人员难免会出现厌倦情绪，忽视质量标准问题。
3.4.从业人员素质普遍不高
通过对之前发生的安全事故统计分析发现，人为因素引发的安全事故占相当大的比例。矿山工作危险性大、工作条件艰苦，工作人员组成复杂，技术水平参差不齐，导致对矿山机械设备的性能不能充分的把握。部分工作人员安全意识淡薄，在操作中违规操作等，也是造成矿山机械设备不可忽略的因素。
4.矿山机械安全检测技术应对措施
4.1.加强安全技术人员的培训
随着我国对矿山机械设备检测技术的研究不断加强，机械设备的自动化程度不断提高，对操作人员的各项技术要求随之升高。为了满足现代科技的发展需要，应重视矿山机械设备科研、设计人员的安全技术培养。根据从业人员、设备操作人员不同知识水平进行分类培训，从各个方面提高矿山机械设备技术人员的安全意识和专业技术水平。为此，应充分发挥教材、培训机构、师资的作用，加强矿山安全标准化建设，从而整体上提高技术人员的操作水平，为安全生产奠定坚实的基础。
4.2.加强矿山机械安全技术的研究
对矿山机械安全技术的研究主要包括以下三方面内容：首先应加强研究新的机械故障检测理论和方法。目前我国工程师研究的理论主要有非线性模型理论和技术、虚拟现实技术等并取得了显著的成果，为及时排除矿山机械设备故障奠定了坚实的基础。因此，我国应重视对这方面的人力、财力的投资，加强理论的探索寻找出更为先进的方法，缩短与国外先进的差距，从而显著提高矿山机械设备的安全性能；其次，矿山机械设备的发展越来越趋向于微型化、高速化和智能化，因此涉及安全方面的问题将会越来越多，很显然仅凭单一学科的理论的支撑根本无法解决问题，为了尽快给我国矿山机械设备的研究提供有价值的参考，应建立符合我国矿山机械设备发展的理论体系和方法。加强对共性问题的研究，并寻找出解决的方法，同时建立矿上机械安全技术方面的数据库，为机械设备的安全故障排除提供参考；建立一套完善的机械安全设计体系，认真把握设计中的细节，从而最大限度的避免设计中的安全问题。
4.3.增加矿山机械设备投入
增加矿山机械设备的投入需要国家和煤矿企业的共同努力。首先国家应制定有关政策扶持，增加相关法律的控制力度，对重点煤矿应投入适当的资金进行扶持，积极促进煤矿企业的安全技术改造。其次，作为煤矿企业应在合理利用国家扶持资金外，还应调动一切力量多方面筹集资金，实现机械设备的更新换代，以此提高矿山机械设备的安全性能。
4.4.制定和完善相关安全法规和标准
我国应积极关注国际机械安全标准的发展趋势，加强和国外先进的技术的交流与合作，争取参与到国际机械设备安全标准制定。同时加大机械安全标准的制定，使制定的安全标准最大限度的覆盖各种机械设备。为了保证相关标准的认真落实，国家有关部门应加大监督执法力度，以此营造一个良好的矿山机械设备安全使用氛围，减少安全事故的发生。
5.总结
为了改善我国矿山机械设备安全状况，减少人身伤亡事故发生，科研人员应加强与国际先进技术的合作和交流，探索矿山机械检测新技术；国家应重视这方面的资金投入，增加对煤矿企业的政策扶持和资金投入，积极促进煤矿企业机械设备的更新；煤矿企业应从自身实际情况出发，引进先进的机械设备和技术人员，为矿山的开采创造良好的条件。
参考文献：
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[3] 景霞. 浅析矿山机械的安全化发展现状[J]. 科技信息. 2010（24）
关键词：矿山机械；安全技术；机械操作；机械安全
今年来我国社会科学进步不断的提高，在社会发展形成的重大开采、建设工程也再不断的较大，机械化时代也悄然到来。由于国家对人民生命与财产安全的重视，在机械化的生产中最应该注意的就是保证操作者的生命安全，因此机械化操作的安全技术引起了广泛的重视。机械安全技术的研究，也开始以一门独立的学科在高校专业中出现。机械安全关乎生命，学习机械安全技术也是对工人负责是一种表现。矿山开采一向是高危工作，因此矿山机械安全技术尤为重要。
1.矿山机械安全操作的重要性
机械安全技术的发展历史不长，在20世纪60年代出现，还处于一种新技术的发展时期。最早期的机械安全技术，是出于机械出现故障进行维修的过程。最开始研究机械故障的国家是美国，为机械安全技术的形成打下了基础。在机械安全技术的发展中，有许多国家和人员为此做出过贡献。经过长期的发展于90年代机械安全技术开始得到真正的应用。
在矿山的开采中煤矿资源一般都深埋地下，需要机械的挖掘、开采。由于煤矿一般出自地势环境恶劣的地方，对此机械安全技术的要求加大。在矿山的开采中对于机械化操作有更严格的要求，首先，对于矿山开采的机械较大，在路面条件不好的状况下，要采用紧急方案密切注意路面状况，避免出现路面坍塌、深陷的问题。其次，采矿机械进入采矿场地，大型的重大机械操作要注意现场工作人员。最后，煤矿开采要注意特殊物质的引发的安全事故，避免机械操作碰到瓦斯、煤层引发重大事故。
我国每年在矿山开采中发生事故，造成的人员伤亡和巨大损失不在少数。为了避免安全事故的再次发生，在机械化开采的工作中一定要保持高度的警觉性，更主要的是学习矿山机械安全技术的学习，能更好应用机械化的操作，为矿山的开采提供方便的同时，保证开采工作的安全进行。
2.当前矿山机械安全技术存在的主要问题
2.1.矿山机械操作设备不完善
我国有丰富飞煤矿资源，煤矿开采工作是需要长期进行的工作。机械化时代的到来，为煤矿开采带来了很大的方便。但是从机械安全技术问题方面的考虑，我国的矿山机械设备还处于比较简陋的阶段。煤炭矿井可以分为改建矿井、现代化矿井、大型矿井和小型矿井，针对不同的矿井使用上的机械大小、吨重和使用设备是不同的。各个矿井因为分管的部门不同，导致使用的机械有很大的差别。在市面上有国产矿山机械和国外生产的开采机械，两者在操作上个有优势，开采部门应该选择合适的机械设备，从而达到开采好的效果。我国在矿山机械是使用上的水平参差不齐，改建矿井采用的完全是老式的设备，技术落后不能达到很好的开采目的。大型矿井采用国产设备，机电一体化逐步凸显机械化的优势。乡镇小型矿井完全原始生产方式。我国的矿山机械安全技术起步较晚，矿山机械化操作还没有得到普遍的实现，机械安全技术更难以提上日程。
2.2.矿山机械安全监测技术有待完善
矿山机械长期处于公众操作的阶段，机械操作负荷较大，容易出现安全隐患。因此对矿山机械安全技术的提高，要及时的对矿山机械设备进行监测、维修与防护。保证矿山机械在正常、安全的设备条件下保持工作。完善矿山机械的安全监测技术，及时的关注机械的安全性。
2.3.矿山机械安全技术没有一个严格的监测标准
矿山机械的安全性是矿山开采工作的重中之中，为了保证良好的工作状态。对于矿山机械的监测必不可少，矿山机械安全的监测需要制定明确的监测标准。在对矿山机械进行监测是，要具体自己定各个备件的监测指标。保证在产品的使用标准范围内。
3.解决矿山机械安全技术的具体措施
3.1.提高矿山机械安全技术人员的专业素质
我国矿山机械设备的使用，与高新科技接轨在实际的操作使用中，应该对加强对矿山机械安全技术人才的培养，加强他们的操作技术，达到安全操作的标准。机械化实现了半自动化的简便操作，但是对人员技术提出了新的要求。因此提高矿山机械安全技术人员的培养刻不容缓，对技术人员进行培训上岗。全面培养他们的技术水平和安全意识。
3.2.加强矿山机械故障处理能力
机械故障是矿山机械安全的重大隐患，因此维护机械安全非常关键。加强矿山机械故障的处理能力，在机械出现问题是能及时的发现并进行维修，为机械操作提供一个安全的机械设备，保证机械设备的绝对安全，创造一个安全的操作条件。加强矿山机械故障的处理能力，需要有安全技术人员有良好的业务素质能及时的发现问题。
3.3.完善机械安全设计方法
机械安全设计方案需要又理论知识作为指导，不断的完善技术问题，达到合理的设计方法。目前机械安全设计方案，还没有得到广泛的重视。在矿山机械操作中都把安全问题集中在操作过程中，对于机械安全设计方法还是一片盲区。为了加强矿山机械安全技术的提高，应该理论与实践的相互结合，改变中局限于一方面的状态，完善机械安全设计方案，为矿山机械安全技术做好全面准备。
结束语：
为了缓解在煤矿工作中出现的重大人员伤亡问题，加强矿山机械安全技术不容有失。为了实现我国矿山机械操作安全、科学的发展，改善矿山机械安全进行的状况，减少事故的发生。矿上机械操作应该从源头出发，发现问题解决问题。改善机械安全操作中的不足，人员技术不过硬和机械安全监测不过关的问题，确保矿山机械操作的各方面安全、稳定。从而使矿山机械安全技术取得发展中的进步和完善，为以后的煤矿开采提供有力的机械条件。
参考文献：
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[2]黄红武，盛小敏，刘建宁等.机械安全与现代化企业战略[J].中国机械工程，2001（12）
关键词 矿山；机械设备；管理信息化
中图分类号TD4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）119-0098-02
随着我国矿山开采的机械化水平逐步提高，以往简单的设备管理已经不再适合矿山设备管理科学度的进一步提升。作为矿山机械管理的重要方式之一，信息化在提升管理的科学性方面有着自己得天独厚的优势。在现阶段，矿山机械设备的自动化程度和精密度都用了极大地提升，相应地，设备的价格也动辄达到了几百万，这对于矿山企业来说是一笔巨大的投资，加上矿山的施工环境复杂，受外部气候、路况等形势的影响比较明显，因此提升矿山设备管理的科学性就成为了学界和矿山管理者们一直比较关注的问题。
1 矿山机械管理信息化的重要意义
矿山机械设备信息化管理，指的是矿山企业利用科学的信息化手段，对企业的设备进行使用管理和维护，以此来提升机械设备的使用效率和使用年限，使机器能够始终保持一个相对良好的平稳状态，从而提升企业的设备管理水平和经济效益。[1]它的主要目标是提升矿山企业的资产利用效率，降低设备运行成本，进而优化矿山企业的设备资源。
得益于信息技术的快速发展，矿山设备管理的自动化和信息化水平不断提升，怎样抓住这个有利时机提升矿山设备管理的信息化已经引起了领导者们的普遍关注，矿山企业对于设备有着较高的要求和较强的依赖性，建立新型的设备信息化管理方式对于矿山企业有着极为重要的意义。
2 矿山机械管理信息化管理存在的问题
虽然我国矿山机械设备信息化在进入21世纪后取得了长足的进步，但是更多的是体现在管理硬件设备的进步方面，而对于信息设备的科学运用却并未获得同步的发展速度。在实现信息化管理方面还存在着几个比较突出的问题。
2.1对于信息化管理的重要性认识不够
多数的矿山企业领导仍旧固守传统的管理思想不放手，对于现代化的信息化设备管理认识充分，这在相当大地程度上延缓了信息化管理前进的步伐。传统的矿山设备管理是以人的主观想法作为中心的管理模式，对管理信息化的要求不高。[2]一些领导甚至对信息化管理采取漠不关心的态度，一心只想着开足马力创收；有些领导认为信息管理就是为了减轻管理的任务量，实施与否对企业的经济运行不会产生影响，甚至还可能因为设备故障而“耽误事”。
2.2 信息设备利用率低
矿山企业仍旧将关注的重点单纯地放在短期经济利益的获得上，忽视对对矿山机械设备的信息化管理平台的建立和研究，使重金购置的信息化设备“形同虚设”，不仅未有效地提升机械设备的使用效率，在使用周期方面也没有得到很好地优化。[3]对于矿山企业来说，企业的利润在相当大地程度上取决于机械设备的利用效率，在前期的机械设备购买基础上，依靠信息化管理来寻找到设备管理费用与维护费用之间的契合点，使企业的投入和产出能够实现优化配置，就必须依靠信息化技术对能够对机械设备状态产生影响的因素综合分析，从而保证设备能够在在安全可靠的使用基础上实现高效益与长周期的结合。
2.3管理人员信息能力不足
在现代化的矿山机械设备信息化管理中，管理人员的素质起着极为重要的推动作用。他们的管理水平与业务素质会对整个矿山设备信息化管理工作的开展与进行产生直接的影响；现阶段，我国矿山设备管理人员学历层次、专业化程度都相对较低，年龄偏高。因此他们在管理工作中经常出现专业性不足引发的“尴尬”。这使我国矿山设备管理普遍存在着“新瓶装旧酒”的现象，设备管理部门的工作人员从数量方面来看足够满足本企业设备管理工作的需求，但是在实际工作的进行中却经常出现实用人才紧缺的情况。
另外一个较为显著的问题就是怎样对设备管理人员进行教育与培训。随着信息技术的不断进步与施工环境愈加复杂，设备管理的信息化已经是大势所趋，但是由于设备管理机构缺乏这方面的人才，使得企业配置的“硬件”无法发挥应起的作用，一些的管理人员连基本的文档操作都无法进行，更别说对设备进行现代的信息化管理了。与此同时，学习意识的缺乏也是管理人员信息管理能力低下的重要原因，大多数对于上级部门号召的管理学、信息技术、教育学等方面内容的培训时，又往往流于形式，从而阻碍了矿山设备信息化管理机制的实现。
3 解决矿山机械管理信息化管理存在问题的建议
针对上文提出的问题，笔者经过深入的理论研究与实地考察，提出以下几点富于可行性的建议。
3.1 提升对于信息化管理的认识
矿山企业的领导干部应从自身做起，提升对于机械设备实施信息化管理给企业带来益处的认识。尽管信息化的建设与完善是一个需要不断努力、持之以恒的过程，但它给企业管理效率的提升却有着显而易见的成果。因此领导干部一定要发挥积极地带头作用，将全体设备管理人员团结一心，共同为提升矿山企业机械设备的信息化水平献计献策。
3.2 加强信息设备的利用效率
要想切实地提升矿山企业机械设备信息管理设备的使用效率，加强管理、明确要求必不可少的。首先，企业各级管理部门要出台统一的《设备信息化管理制度》；其次，有条件的矿山企业还应努力建立设备的管理、使用、维护等制度，做到用制度管理企业的机械设备，从而加强信息设备的利用效率。
3.3 提升管理人员的信息技术操作水平
企业员工的有效培训对于促进企业发展有着十分积极的作用。在现代社会，矿山企业设备管理员工必须养成“终身学习”的优良习惯，这对于矿山企业设备管理信息化体制的建设与完善都具有极大地推动作用。后勤管理人员要积极地进行主动学习，现在正处于信息高速发展的时代，需要不断地更新知识。要结合自己的本职工作，积极在互联网以及实体书籍中汲取营养。这就需要矿山设备管理人员依靠自己的积极性，通过不断地学习来提高专业素质，通过熟悉本专业最新管理思想与工作的操作流程，努力提升自己信息化管理能力，这也是现代社会对矿山设备管理员工提出的必然要求。
4 结论
总而言之，在现代社会，矿山企业如果想获得更好地管理设备机械就必须将注意力放在以提升计算机应用为主的信息化管理方面，建立多功能的数字化管理平台，使企业能够以此为基础加强对于固定资产的管理，提升机械设备的利用率与稳定性，延缓机器的折旧速度，节约维护费用，进而使设备的报废日期尽量延后，满足先进生产设备对现代生产组织保障的要求。
参考文献
[1]李树晶，顾强.新形势下如何加强矿山设备管理初探[J].黑龙江科技信息，2011，1：44.
关键词：矿山；机械设备；故障诊断；维修保养
中图分类号：TD407 文献标识码：A
在当前情况下，矿山机械设备已经成为矿山企业尤其是大型矿山企业的重要组成部分。而在近年来，机械化技术和智能化技术不断的应用到矿山的生产建设和生产实践当中，致使矿山的规模不断扩大。在这种情况下，更需要对大型或者新型的矿山机械设备进行及时的维护和保养，在发现为题只要要及时的进行维修或者检修[1]。而为了实现这一点，还需要在矿山机械设备的使用过程中完成对机械设备的正确操作，以便准确及时的对故障进行诊断，延长矿山机械设备的使用时间，提升其使用效率，保持机械设备的技术性能，最大程度的发挥矿山机械设备的社会功用。从设备使用的生命周期角度讲，矿山机械设备在使用了一段时间之后，或者在长期使用之中未能对其进行合理及时的维修和保养，将会对矿山的正常运行带来极为负面的影响。因此有必要通过故障诊断技术对矿山机械设备的运行情况进行诊断，通过对其局部或者单一状态的监测与分析，判定设备其故障位置和原因，以便对其进行及时的检修。基于此，本文对矿山机械设备的故障诊断与维修保养问题进行了系统的研究，得出了一些结论，希望这些结论能够在一定程度上指导现实的实践。
1 矿山机械设备出现故障的原因
1.1 管理制度的原因
当前，我国矿山的维修管理模式相对落后，通常都采用计划预防的传统管理模式，然而这样的模式已经不可以适应现在经济的发展要求，因此，我们要不断加强对机械的管理，只有这样才可以适应生产的要求于维修的管理工作。当前，对矿山机械的维修有较为完备的管理制度，然而很多人均不会按照这些规章制度工作，执行力不够，从而使得维修工作水平较低，并且安全性较差。还有部分单位对机械技术的管理工作不重视，导致因为使用不当出现了一些事故，进而带来惨重的损失。
1.2 技术与设施的原因
如今，我国的维修技术也相对落后，通常那些先进的技术不能得到广泛运用，而矿山机械一般机构非常精密，而且非常复杂。因此一旦出现问题，很难从表面的现象看出问题与预测可能发生的故障[2]。当前的维修设施也相对落后，而那些非常先进的机械的相关配件等对质量的要求也非常高，因为矿山企业为对工作人员开展培训，并且采购人员缺乏相应的知识，因此就买到了许多不合规定的配件与油料。
1.3 检修人员的思想原因
通常矿山企业中维修人员的工资相对较低，因此他们的工作积极性不高，又因为岗位上的变动导致检修人员的流动性较强，因此检修人员那种可以了解与掌握精进技术的人并不多见。大多数维修人员都仅仅会注重维修，但是几乎都不了解发生故障的真正原因，他们对机械没有全面的了解与掌握，从而导致维修质量很低。除此之外，因为检修的操作不当，在具体零件的安装过程中方向不合适，这样会对零件形成很大的损害。
1.4 检修操作不当的原因
设备检修操作不当的原因通常有：其一是由于检修的操作不正确引发的，一些检修人员在现场就拆卸皮带轮与轴承等一般用锤子硬敲打，这些行为都会对零件造成很大的损害[3]。其二是由于一些人在零件的安装过程中的方向不正确引起的，部分零件倘若安装方向错误就不可以使用了，这样就会对零件形成极大地伤害。因此在安装的时候，我们必须要根据说明书进行，只有这样才能确保机械能够正常运行。
2 矿山机械设备故障机理和诊断原理
2.1 故障机理
矿山故障是缺陷发展到让设备性能与功能均有所丧失的程度。矿山设备的异常或者故障是在设备工作中通过它的状态信号变化得到体现。因为监测和故障是在设备不停机的情况下工作的。所以，一定会以状态信号为根据。而二次效应就是指设备在运行与工作中出现的各种物理的与化学的状况。监测和诊断就是要及时与准确地获得设备工作时二次效应所体现的特征。
2.2 故障诊断的原理
矿山机械设备运行时会产生大量信息，当它的功能逐渐劣化时，就产生相应的异常信息，比如，由于机器的状态变化而到导致的异常振动、噪声以及温度等机械信号。运用检测仪器对最敏感的故障特征信号开展状态监控，然后做出正确的分析与诊断，能够及时预测机器设备可能产生的故障。通常传感器安装在诊断设备上，用来发送温度、压力、振动以及变形等信号，而这些信号会进一步转化成电信号，直接输入到信号处理装置，然后在信号处理装置当中把输入的诊断信号何预先储存在系统内的标准信号进行比对，得出相应的结论。
3 矿山机械设备故障维修与保养
3.1 矿山机械设备故障的维修原理
矿山机械维修一般包括维护保养和修理两部分，而维护保养又可以分为例行保养、定期保养以及特殊条件下的保养三方面；通常修理可以分为故障小修、中修和大修等方面；其中维护保养是预防性的维修，修理是针对具体故障的维修。矿山预防维修是建立在潜在故障前提下进行的，它目的是为了降低与减轻零件的损伤，维持机械的完好状态。机械中的例行保养与特殊条件下的保养是确保机械正常工作不可或缺的维修工作[4]，它一般包括的内容为清洁、、添加、检查以及紧定等方面，但主要针对的是外表性的，它对机械的性能起维持功能，所以可以认为它不会改变机械的年龄与故障率；定期保养一般分为一级、二级或者三级保养，如果保养级别越高，那么维修范围也就越大，设别性能恢复也就会越好，但按照机械故障的耗损性，维修均不可能恢复到从前，所以预防维修通常都是不完全性的。
3.2 矿山机械设备故障维修保养的操作过程
我国矿山企业对各种机械设备的保养与维修有很多的条款性规定，然而不少使用单位领导对机械设备的保养观念不够，仅仅想任务不注重日常保养，觉得机械设备在正常工作，就没有故障，没有必要停下来进行保养[5]。矿山企业一定要加强机械设备管理，提高各阶层工作人员的机械设备的保养觉悟，注重专业技术培训和职业道德教育相联系，不断提高工作人员的技术水平与责任心，不断推动机械设备保养制度形成与完善。
3.3 矿山机械设备故障维修保养的操作要点
由于现代化机械设备的不断涌现，当前越来越多的人投入到使用和维修的研究当中，这在一定程度上极大推动了维修技术的发展。然而由于矿山机械设备因条件所限，通常不能一一使用，但能够利用自身条件，不断加强设备的维护保养意识，增强职工的专业技术培训和职业道德教育，使用正确的维修方法让机械设备的寿命得到有效延长，能够及时发现故障隐患立刻进行处理，让各类机械设备发挥它们的最大功效[6]。
4 结束语
因为矿山机械多在井下作业，通常受作业空间范围的制约，员工工作环境十分恶劣，而且故障频繁，这为矿山机械设备故障维修与保养带来很大难度，也为矿山机械从普通简单型向综合本质安全型快速发展带来了难题，从而对矿山机械设备的故障诊断和维修及人员素质提出了更加严格的要求。
参考文献
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关键词：矿山机械；发展趋势
前言：我国近年来大力整合、改造现有大矿、关闭小矿、淘汰落后的生产能力，加快大型矿产基地和现代化大型矿企的建设，这为我国矿山机械设备企业的发展提供了良好的机遇。机遇就是挑战，如何抓住机遇是中国矿山机械设备行业给矿山机械设备企业的的挑战。才可以保护我国的资源能够长期稳定工业、国防等的需要个供应。
中国的经济发展太快，矿山资源的开采也是发展迅速，随着开采的深度也在逐渐加大，开采的环境也变得越来越复杂，由陆地到海洋，有浅层开发到深层开采，使得对矿山机械的要求变得越来越高。使得原来的单一型设备向着更精密，更先进的方向发展，
机械工程科学发展的总趋势将是数字化、智能化、精密化、微型化、生命化和生态化。矿山机械作为机械工程学科的一个分支，也遵循着这个发展的总趋势。同时，结合矿山行业的特点，其发展趋向是大型化、数字化、智能化、生态化、和国际化。矿山机械制造业应不断融入人类在各领域的优秀成果，面向国家经济建设重大需求，以科学发展观为指导，实现可持续发展。
1、大型化
一系列世界级矿产基地在西部地区陆续发现，我国重要矿产资源分布格局正在发生全面改变。矿山机械产品的大型化是现阶段的普遍需求，这不仅能保证稳定性，也能保证效率，更有利的节约成本。根据三个矿山分布密集地区分析，我国已经进入矿山机械生产大国、消费大国和进口大国的行列，但是大而不强。基于当今矿山机械行业的形势，中国矿山机械企业应进一步深化改革，积极调整产业和产品结构，转变经济增长方式，增强自主创新能力，加快高端矿山机械、选矿设备、破碎机设备及关键零件的研发和市场开拓，进一步提高产品质量和强化服务意识，提高全产业的综合竞争力，坚持走绿色创新大道，才能够实现又好又快地可持续发展，完成由大变强的目标。
2、数字化
机械制造业技术的融合在机械辊式破碎机制造业的许多领域，电子控制和软件技术变得同机械工程同等重要。产品开发数字化的一个重要特征是产品开发和产品性能的可预测性。矿山机械是技术含量和集成化很高的装备，新设备的开发中不断将人类在各领域成果融合进来，随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步，每一轮产品都有新的技术注入，零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快，尤其是大型矿山机械的开发，无成熟的经验可借鉴，而又不允许设计中出现任何失误，因此必须借助多学科技术的融合，提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力和市场竞争力。矿山机械和计算机技术、网络技术综合的基础上形成了数字化发展趋势。
随着计算机技术的进步，推动了无人采矿技术，从传统采矿工艺的自动采矿或遥控采矿向智能采矿、数字通信等无人化矿山的方向发展。露天矿运输作业成本约占总成本60%，大型露天矿中电铲和汽车调度是矿山管理的重要内容，通过GPS卫星定位和多频道无线电通信，实现车-铲-调度室之间的信息传递。在软件上采用线性规划加动态规划的自动调度模式。首先在每班作业前用线性规划做出总体安排，然后随作业的进展在线及时地用动态规划予以修正，美国Modular公司着名的DISPATCH软件就是典型的示例，提高矿山企业的生产效率。
数字化给矿山描绘了新的远景，挖掘整合企业的信息资源，实现露天采矿工业流程的再造，完成矿床地质环境建模、生产计划制定执行、生产调度、产品质量监控、设备状况诊断、人员调配、物流、资金流以及工程灾害预警、局域环境监测、特殊工况条件下专家评估决策等子系统的构建、融合，使整个企业成为一个完整、流畅的管理系统，
3、智能化、
自动化无人工作面开采是井下或危险环境采矿的发展方向，也是保障工作面安全开采的有效途径。综合运用采矿学、自动化技术、通讯技术、计算机科学与技术等，进行自动化无人工作面开采的基础理论研究和开发新技术、新装备，使矿山机械将向着机器人化和智能化方向发展。矿山机械的结构健康直接影响矿山安全生产和矿工生命安全，矿山机械结构自检测及自诊断系统采用集成传感器、控制器及执行器为一体的智能结构，赋予结构健康自诊断、环境自适应，以及损伤自修复等某些智能功能与生命特征，达到增强结构安全，减轻质量，降低能耗，提高性能的目的，是未来重大矿山机械产品在线监测的方向。
4、生态化
矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。面向自然环境实现和谐发展，要求矿山机械“生态化”，借助各种先进技术对制造模式、制造资源、制造工艺制造组织进行不断创新，使产品在整个生命周期内不产生环境污染或环境污染最小化，资源利用率最高，能源消耗最低，最终实现企业经济效益与社会效益的协调化。高效、零污染的燃料电池矿山机械具有很好的发展前景。燃料电池是一种将蓄藏在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。由含催化剂的阳极、阴极和导电的电解质组成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阳极还原。电子从阳极通过外部负载流向阴极，构成电路，产生电能而驱动负载工作。燃料电池与普通电池的不同在于，它工作时需要不断地向电池内输入燃料和氧化剂，通过化学反应而生成水，并释放出能。只要保持燃料供应，燃料电池就会不断工作，不断向负载供电。从而具有高效、清洁、运行安静、能量密度高的优点。
5、国际化
机械制造业全球产品开发企业的产品开发，不是在自禁的闭门造车，而是在面向开放的公共平台和社会资源。经济建设的需求也促进矿山机械的发展，矿山机械制造业经历了引进消化吸收国外先进技术、合作设计和合制造、自主设计的发展道路。同时在新工业、新装备、新技术原始性开发及工程化方面与发达国家的水平有一定距离。这一现象也促使国家出台了很多新政策：这不仅是从环保的角度提出的需求，且矿山机械行业的矿山机械设备大型化和高质量化的发展趋势。而如何按市场需求组织生产、配置资源，矿山机械行业应结合自身特点。国内的矿山机械行业的矿山设备主要分为破碎设备、磨粉设备和人工制砂设备等，其中人工制砂设备领域已经基本开始采用国内设备替代进口设备。且矿山机械行业的矿山机械设备大型化和高质量化的发展趋势，对于我国矿业矿山机械行业来说，对一些低附加值、高能耗和高污染的产品已经逐渐失去市场，甚至已经不在矿山里使用。
参考文献
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[2]徐振普；我国煤矿机械设备的发展趋势研究；《科技创新导报》2008年 第28期
关键词：矿山机械；采矿工程；教学方法；教学质量
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）45-0218-02
《矿山机械》课程作为采矿工程专业的主干课程和专业必修课，课程内容涵盖采掘机械、支护设备、运输机械和流体机械等矿山机械设备的用途、工作原理、结构、性能和选型方法等方面。学时少，教学内容多的矛盾。而煤炭行业从2013年到2016年持续走低，煤炭企业遇到了前所未有的严峻困难，用人量骤降[2]。这些现实情况导致学生学习情绪不高。采矿工程专业的学生机械知识基础较薄弱，本门课程实践性又很强，因此，如何调动学生的学习情绪，让学生在很少的学时里掌握该门课程的知识，适应当前煤炭行业发展需要，是老师在教学过程中要认真思考的问题。
一、课程特点及教材使用
矿山机械课程是研究矿山机械设备的综合性课程。该课程以煤矿“采、掘、支、运”设备为重点，主要讲授机械设备的基本结构性能、工作原理、选型和机械设计计算及电气控制原理等知识。通过本课程的学习及实验，使学生对矿山机械的作用、工作原理、使用方法有比较全面、系统的了解，掌握所学机械设备的结构，为学生毕业后到矿山工作打下良好的基础。由于本课程具有较强的综合性和实用性，应以“机械设计”、“流体力学”、“工程制图”等专业基础课程为前置课程。
《矿山机械》一书由中国矿业大学李炳文教授主编，中国矿业大学出版社出版，是普通高等教育“十一五”部级规划教材，该教材全面介绍了目前我国煤矿通用的采掘机械、支护设备、运输提升设备和流体机械等矿山机械设备的工作原理、结构、性能及选型方法；同时，还介绍了国内外先进的矿山机械设备和技术。该教材作为目前我国矿山机械较好的教材之一，一直为本校所采用。
二、教学方法与手段的改革
1.课堂授课内容组织上。（1）注重基础知识。由于采矿工程专业的学生机械知识基础较弱，对机械工程学科知识体系没有完整的概念，因而在授课过程中，首先以讲述设备的结构简图为基础，通过分析设备原动机、工作机构和传动系统，引出机械设备的总体结构。例如，在讲采掘机械概述时，结合《煤矿开采学》为同学讲授采煤工艺，讲解煤矿所用到的设备及其作用，即采煤机械、支护设备、掘进机械、运输机械、提升设备、通风设备、压气设备和排水设备，使得学生对煤矿设备具有一个总体上的把握，深刻了解了本门课程所讲述的采掘机械在煤矿设备中的地位和作用，对于采矿工程专业学生来说，本课程教学目标是深刻理解和掌握这门课程的基本概念、基本理论和基本结构，因而在教学内容上，对一些难点问题和非重点章节不讲或略讲，有些容易理解的部分可以布置学生课下自学。例如讲解泵与风机时，重点讲解流体静力学的知识就够了，而流体动力学可以略讲。做到重点突出。（2）注意前后知识点关联。将前后关联内容有机的组织成整体讲授，注意前后内容的衔接和呼应。采煤机、液压支架、刮板输送机在内容上是相对独立的三个篇幅。作为一门课程体系，只有综合讲述，才能使学生全面了解综采工作面“三机配套”，才能引导学生思考“三机”生产能力配套、“三机”性能配套、“三机”几何关系的配套和“三机”使用寿命配套等等。在讲解矿井提升设备的钢丝绳时，笔者会引导学生回顾吊挂式带式输送机的结构特征，通过讲述提升机磨损后的钢丝可以用做吊挂式带式输送机机架，让同学加深矿山各机械设备虽看似相对独立，但又是相互联系整体这一概念。通过回顾和启发，这样就把前后知识点紧密地结合起来了。
2.利用多媒体教学。在选择确定高质量的教材和合理组织授课内容的同时，还应根据《矿山机械》课程的特点和大纲要求，形成规范的教学方案，包括教学大纲、教学课件、教学讲义等。在课件的制作上充分发挥现代化多媒体教学手段的灵活新颖的优势，使教学内容以更加直观、生动、形象的形式呈现和表述出来，提高学生学习兴趣，吸引学生的课堂注意力，扩大学生的知识面，从而达到提高课堂教学的质量和效率的目的。如在讲授部分断面掘进机时，可利用多媒体手段，播放坦克的设计加工过程及结构特征。从履带底盘、旋转炮塔等机构过渡到部分断面掘进机的讲解上，这在全部都是男生的采矿工程专业学生课堂上，收效甚佳。在讲授放顶煤支架时，播放一段放顶开采工作过程的动画，使学生真实、具体地感受到这一工作过程。通过以上教学手段，激发了学生的学习兴趣，增强了学生的感性认识，提高了课堂教学的质量和效率。
3.将科研引入教学，培养学生创造性。由于《矿山机械》实用性强，若采取传统的以教师为主体、按部就班地“填鸭式”的教学方法，会导致学生的学习兴趣不浓厚，缺乏对实际机械结构的分析、改造和创新的能力[3]。将教师的项目引入课堂，主要优点是为学生提供一种真实的环境，提供进行分析的素材和机会，通过学习，使学生在分析问题、进行矿山机械选型设计及工作现场“小改、小革”等方面的技能训练得到强化。例如，讲授刮板输送机时，先从限制长臂工作面开采长度的因素开始分析，带着学生分析刮板链张紧方式及刮板链过松或过紧对中板和链轮的影响，最后留下开放式问题，如何采集刮板链张紧力，做到刮板链实时张紧。开放式的问题可以拓展学生探究式学习的空间，培养学生运用理论解决实际问题的能力，让学生变被动听讲为主动参与，提高了学生理解、运用和驾驭知识的能力，激发学生主动思考积极探究的创新精神[4]。
4.充分利用仿真实验室进行现场教学。安徽理工大学能源与安全学院建有现代化矿井仿真模型实验室、采煤工艺模型室、模拟开拓巷道，模拟工作面，其中的机械设备基本涵盖了《矿山机械》课程的大部分通用设备。现代化矿井仿真模型实验室包括一座完整煤矿的地下及地面生产系统和地面生活情况，包含开拓、准备和采煤所使用的机械设备及矿井运输系统、通风系统、排水系统等矿井主要生产系统所使用的设备等。通过对该实验室的参观，声、光、电等手段，使学生对井下复杂的系统有了概括的了解，并进一步了解各型设备所处的工作环境，克服《矿山机械》课程抽象、复杂的困难。采煤工艺模型室有综合机械化采煤、普通机械化采煤、爆破采煤和综采放顶煤等工艺的模型，使学生对不同采煤工艺是由于支护方式不同这一概念有了更直观的认识。在现场教学前，先让学生思考，对即将参观的模型和设备的疑问，从而带着问题，有目的地观看和学习，避免走马观花。现场实践教学是《矿山机械》课程的重要环节，提高实验室现场实践教学的效果，可以进一步加深学生对矿山机械专业知识的理解。
三、改变考核方式
合理的考核方式一方面是对学生成绩的公平评定，另一方面也能激发学生学习的积极性，通过“习题训练、现场实习、期末考试”三位一体的考核制度，对每位学生的作业情况给出习题训练成绩，以20%的比例计入课程总成绩，对学生的在现场实践课上的表现情况和实验报告的质量给出实习成绩，以20%的比例计入课程总成绩，期末考试以闭卷考核的形式，以60%的比例计入课程总成绩。在习题训练和期末考试中，部分依据生产现场条件参数，进行设备的选型设计来评估学生掌握知识的程度，使考试的内容不再全是需要死记硬背的理论知识点。将理论与实际相联系，充分锻炼学生的实际工作能力[5]。
综上所述，在新的历史环境下，《矿山机械》教学改革是一项系统工程，它不仅要求教师有较高的专业水平和高度的责任感，还应有科学的教育观念和思想，并辅以新的教学手段和考核方式。这样才能从学生专业出发，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力和理论联系实际的能力，为毕业后从事相关工作奠定了基础。
参考文献：
[1]赵亮.《液压传动与采掘机械》课程教学心得与探索[J].现代企业教育，2014，（18）.
[2]张向林.煤炭行业“黄金十年”后采矿工程本科毕业生就业对策研究[J].科技视界，2013，（34）.
[3]胡坤.《矿山机械》课程教学研究[J].中国科技信息，2010，（24）.
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