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[摘 要]针对目前国内煤矿生产安全问题，从更新现有的老化机电设备、改进生产技术、实现机电现代化生产的角度，阐述煤矿机械设备集成创新、加快煤矿机械电子发展、改进煤机企业机床设备、煤矿机械设备引进等观点，提出一些新见解和主张。煤矿机械具有复杂工作环境的特殊性，对其机电设备的改进，实行现代化生产技术，开展现代化的企业管理，可以提高生产安全性、可靠性，减轻体力劳动，减少伤亡事故，对保证安全生产有重要的现实意义和指导作用。
[关键词]集成创新；煤矿机械；采掘机械；数控；企业资源计划
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0135-02
引 言
安全是人类生存发展过程中探索的永恒的主题。煤矿安全历来是世界各产煤国极为关注的问题。我国是以煤炭为主要能源的产煤大国，党和国家一直对煤矿安全生产十分重视，特别是近年来，在“安全第一、预防为主、综合治理、总体推进”重要思想的指导下，实行安全生产专业管理与业务保安相结合，使安全工作逐步走上了规范化、法制化的轨道，并通过大力提高安全技术装备水平，改善安全生产条件，坚持装备、管理和培训并重的原则，扭转了安全生产大起大落的被动局面。2014年1至11月，全国共发生煤矿事故3413起，死亡5286人，同比减少253起、451人，分别下降6.9%和7.9%。百万吨死亡率2.998，同比下降0.846，其中国有重点煤矿0.973，同比下降0.162；国有地方煤矿2.606，同比下降0.551；乡镇煤矿2.862，同比下降2.668，均创造了历史最好水平。以大同煤矿近年来发生的事故分析为例，依设备所具有的能量形式将事故分为：1）由机械能引起的事故；2）由化学能引起的事故；3）由电能引起的事故；4）由热能引起的事故；5）由放射能引起的事故。从数量上看，机械能引起的事故占大多数，从现象上可分为落体、坠落、倒塌、崩垮、塌方和冒顶等。在煤矿企业的生产中，煤矿机电设备的安全性起到了举足轻重的作用。有了安全可靠的生产设备，才有安全生产的保障。下面从4个角度对提高煤矿机电设备的安全性进行探讨。
1、煤矿机电集成创新
根据企业资源状况及其确立的生产经营模式，选择企业各个生产环节在主要技术参数上能够相互适应的设备，称为设备“配套”。将各种设备有机地整合在一起，使其设备的能力得到充分发挥，以成为一个高效率的运行系统，称之为设备“集成”。企业资源计划（ERP， Plan EnterpriseResource）管理，在生产方式上采用计算机辅助设计/制造（CAD/CAM，ComputerAided Design/Manufacturing）与产品数据管理（PDM， ProductDataManagement）集成，构成的系统集成体系。
1.1 煤矿企业的管理
煤矿企业的管理覆盖着每一个产品的生命周期，体现在每一项特定的工作内容或每一天的管理活动中。企业的管理包括对产品的设计、制造、销售与服务、产品质量、人力资源和财务等全过程的管理。PDM与ERP产品以它们在产品设计与制造管理阶段逐渐成熟的管理数据结构及良好的共享性，为煤矿企业提供了一套全新的设计和制造管理技术[4]。
1.2 设备的选择配套
设备的选择配套必然包含对所欲形成的设备系统的优化设计，但要使设计上的有效系统变成现实，还需要运用多方面的知识和技术，通过反复调试、改进，甚至需要采取专门的技术措施。设备技术集成包括两个方面：一是运用多方面的知识和技术，通过采取计算机辅助工程（CAE， ComputerAided Engineering）仿真、虚拟现实等技术措施，使各种设备平稳、高效的运行，整体运行效率尽可能地接近设备系统在理想状态下的最大能力；二是对设备系统的运行提供完备的技术支持（包括对设备的保养维护、修理、零配件供应等），使其保持稳定、可靠的运行状态[5]。
1.3 构建高效率的设备系统
通过3种方式对各种先进设备进行集成，以构建出高效率的设备系统。一是，进行极限试验。人为构造一个相对理想的设备运行环境，按照事先设计的方案，对设备系统可能达到的最大生产能力和效率水平、薄弱环节及能力富余状况，以及运行中潜在的问题等进行测试，根据测试结果制定改进方案，从技术与组织上对设备系统进行优化。二是，根据在实践中获得的技术参数，结合世界采矿装备技术的新发展，不断进行设备改进与优化升级。三是，利用信息技术，通过使设备系统运行及监控适时化，提高各种设备及设备系统不同环节间协调运行的水平或集成度。
1.4 建立三大设备运行支持系统
设备运行三大支持系统为企业资产管理系统、配件供应系统和设备维修系统。以设备综合管理为主要内容，以维修工单为核心的设备资产全寿命管理系统，用来管理公司内与生产有关的设备、配件、材料及相关的部门、人员、资金等。该系统通过对设备、重要部件从购入开始直到报废为止全过程的数据信息进行记录、跟踪和转换，对设备的运行状况及时作出分析评价，自动生成维修工单。实现了对设备的预防性维修，并能够对维修工单中所需部件及材料进行预订、查询、分配、出库和入库管理，自动清点库存，动态调整配件安全库存，自动生成采购计划，进行采购报价和询价等，从而实现了设备生产能力的最大化。煤炭企业以设备技术为主的集成创新，不仅包括对煤炭生产装备技术的集成，而且包括对其他一切可以利用的技术成果尤其是信息技术成果的集成，还包括对为设备系统高效、稳定运行提供技术支持的各种技术条件的集成。
2、煤矿机械电子行业快速发展
随着煤炭产业整体好转，与煤有关、为煤服务的产业亦全面看好。最近一个时期，通过招商引资，煤矿机械、煤矿电子产业新建项目喜讯频传。前些年陷入困境的国有大中型煤矿机械企业也呈现明显复苏景象。企业要抓住全国煤炭市场持续向好趋势，努力尽快做大做强我国煤炭机械、煤炭电子产业，加速煤矿行业奋力崛起，生产出高质量、安全性好的煤矿机械和电子产品。因此，要切实做好以下工作：首先，各有关部门要在加强宏观指导，搞好优质服务，创造优良环境上下功夫。要注重产业政策研究，体现扶持作用。要摸清煤炭机械、煤炭电子产业的基本状况，有的放矢地做好工作，促进发展。特别是要改善外来企业投资环境。其次，要在有关规划和全局工作安排上提高对煤炭机械、煤炭电子产业发展的关注度，真正把其摆上位置，引起全社会的持久重视，明确总体发展目标。第三，要培植一批高成长型骨干企业。要继续加大招商引资力度，多引入有实力、有市场的大型企业在国内落地生根开花。要大力促进民营企业发展，帮助民营企业做活资本。提高煤矿机械、煤矿电子产品的科技含量，提高管理水平和职工队伍素质。要更加重视和关心特困国有大中型企业的发展，大力支持企业领导班子坚守岗位、恪守职责、坚持生产。同时，要积极稳妥地操作好企业重组工作，使其尽快摆脱困境，求得新生，发挥作用。第四，要构建诚信体系，提高企业信誉度，促进银企互谅、互信、互相支持合作，缓解企业融资压力。第五，要发挥市机械协会、电子协会的作用，让他们在促进行业发展中体现应有价值。 3、淘汰煤机企业陈旧设备
煤机产品专业性强、品种多、批量小、生产周期要求短，这些都给企业的生产管理带来困难。企业要在市场需求多变、竞争激烈的环境中生存和发展，就需要更新和开发新产品，以最低的价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的变化。目前，煤矿机械制造企业（下称煤机企业）所用的机床半数以上是役龄在十几年以上的旧机床，加工的产品质量差、档次低、成本高、供货周期长，不能满足企业发展的要求。数控机床则综合运用了计算机技术、自动控制技术、精密检测技术和精密机械设计与制造技术等方面的最新成就，最适宜生产小批量、生产周期要求短、品种要求频繁变化的产品。因此，煤机企业必须大力提高机床的数控化率。长期以来，煤机产品利润较低，影响了企业的经济效益，特别是近几年煤炭企业资金短缺，货款拖欠严重，绝大多数煤机企业经济效益严重下滑，设备更新资金明显不足，而数控机床价格不菲，在这种情况下，对企业现有机床进行数控改造，无疑是一条可行之路[6]。采用数控机床改造可为煤机行业带来几个好处：①节省资金；②性能稳定可靠；③可充分体现煤机企业自身的意愿；④更有利于使用和维护；⑤提高生产效率；⑥提高产品质量，降低废品率。数控机床是制造高质量、高效率、高一致性产品的有力保障，而机床的数控改造是当前经济转轨时期的必要和重要行为，也是煤机企业数控化的可行之路。通过对现有设备的改造、升级，以较小的投入，尽快使这些设备发挥效能、创造效益，是煤机企业长期发展、在激烈的市场竞争中站稳脚跟的战略措施。也能更有效地保证煤矿机械设备质量及安全性、可靠性。
4、煤炭技术装备引进与研发
从引进综采技术装备开始至今，我国煤炭工业应用综合机械化采煤技术已有30年历史， 30年来，正是我国煤炭装备制造业快速发展的时期。新技术的推广和采用能大幅度降低煤矿安全事故，已被美国煤矿业近30年来的实践所证明。美国矿业协会认为，新技术在安全方面的贡献主要有几个方面：一是，信息化技术的广泛采用，增强了煤矿开采的计划性和对安全隐患的预见性，计算机模拟、虚拟现实等新技术，可以大幅度减少煤矿挖掘中的意外险情，也可以帮助制定救险预案；二是，机械化和自动化采掘，提高了工作效率，减少了下井人员数量，也就减少了容易遇险的人群，实际上美国煤矿工人的总数已经下降到不足10万，他们中绝大多数也是操作设备的技术工人；三是，推广安全性较高的长墙法，取代传统形式的坑道采掘；四是，推广新型通风设备、坑道加固材料、电器设备，从而提高了安全指标；五是，政府主要是通过技术认证这一方式来批准煤矿专用设备的生产和使用。矿业安全与卫生局下属的技术认证中心对煤矿设备进行质量检查和认证，对通过技术认证的产品，每月都在网上的产品目录中更新公布[7]。为提高采掘机械的设计、制造水平，加速我国煤炭装备制造业的发展，先后从英、美、德、奥地利、日本等国引进先进技术和工艺设备。在此期间，随着我国综采装备研制水平的提高，不仅吸收消化了一些关键技术，完成了许多新装备的研制工作，还结合了我国煤矿的特点组织新技术的攻关，进行自主开发和生产制造了新型综采装备。1998年以后，随着我国国家机构改革、政企分开的深化，煤炭企业下放地方管理，煤炭技术装备的引进再无统一和批量引进的优势，引进先进技术的条件和环境也随之改变[8]。目前，煤矿机械制造业整体水平与世界先进水平相比落后10～15年，基础元器件和共性技术落后是关键因素之一。基础元器件和共性技术落后也是影响我国装备整体水平的重要原因[9]。先进的煤矿机械设备的引进，改进了我国落后的作业方式，提高了安全性、可靠性、提升了产量和效率、减少了因机械设备引起事故发生的几率。也健全了煤矿机械市场的竞争机制，推进了我国煤矿机械的产品质量和生产技术的提高，为煤矿行业生产出更安全的设备。
5、结 论
1）煤矿设备的故障大多是由机械能引起。因此，煤矿机电设备要采取措施，进行改进，实现现代化生产，提高安全生产的系数，保证煤矿生产可持续和谐的发展。
2）随着世界经济一体化潮流的冲击和信息社会与知识经济的到来，我国的煤矿安全生产工作将不得不面对比以往更大的挑战。尽快解决安全管理的相关问题，尽快缩短我国在煤矿机械安全工作与发达国家的差距，无疑是煤矿机械现代化近年来的最主要的工作之一。
3）煤炭技术装备的引进和开发，煤机企业的技术改造和投入，实现自动化、机械化，使矿工从危险工作场所解放出来，是切实搞好煤矿行业的安全生产工作的根本出路。
参考文献
[1] 吴兵，郑依华，张庆国. Linux平台下煤矿安全信息管理系统的安全性实现[J].中国安全科学学报， 2005
[2] 王毅，吴贵生.以技术集成为基础的构架创新研究[J].中国软科学， 2002.12
[3] 童秉枢.机械CAD技术基础[M].北京：清华大学出版社， 2003. 9
[4] 刘芳.日本三种质量管理活动[J].中国质量认证， 2002（2）
[关键词]集成创新；煤矿机械；采掘机械；数控；企业资源计划
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0135-02
引 言
安全是人类生存发展过程中探索的永恒的主题。煤矿安全历来是世界各产煤国极为关注的问题。我国是以煤炭为主要能源的产煤大国，党和国家一直对煤矿安全生产十分重视，特别是近年来，在“安全第一、预防为主、综合治理、总体推进”重要思想的指导下，实行安全生产专业管理与业务保安相结合，使安全工作逐步走上了规范化、法制化的轨道，并通过大力提高安全技术装备水平，改善安全生产条件，坚持装备、管理和培训并重的原则，扭转了安全生产大起大落的被动局面。2014年1至11月，全国共发生煤矿事故3413起，死亡5286人，同比减少253起、451人，分别下降6.9%和7.9%。百万吨死亡率2.998，同比下降0.846，其中国有重点煤矿0.973，同比下降0.162；国有地方煤矿2.606，同比下降0.551；乡镇煤矿2.862，同比下降2.668，均创造了历史最好水平。以大同煤矿近年来发生的事故分析为例，依设备所具有的能量形式将事故分为：1）由机械能引起的事故；2）由化学能引起的事故；3）由电能引起的事故；4）由热能引起的事故；5）由放射能引起的事故。从数量上看，机械能引起的事故占大多数，从现象上可分为落体、坠落、倒塌、崩垮、塌方和冒顶等。在煤矿企业的生产中，煤矿机电设备的安全性起到了举足轻重的作用。有了安全可靠的生产设备，才有安全生产的保障。下面从4个角度对提高煤矿机电设备的安全性进行探讨。
1、煤矿机电集成创新
根据企业资源状况及其确立的生产经营模式，选择企业各个生产环节在主要技术参数上能够相互适应的设备，称为设备“配套”。将各种设备有机地整合在一起，使其设备的能力得到充分发挥，以成为一个高效率的运行系统，称之为设备“集成”。企业资源计划（ERP， Plan EnterpriseResource）管理，在生产方式上采用计算机辅助设计/制造（CAD/CAM，ComputerAided Design/Manufacturing）与产品数据管理（PDM， ProductDataManagement）集成，构成的系统集成体系。
1.1 煤矿企业的管理
煤矿企业的管理覆盖着每一个产品的生命周期，体现在每一项特定的工作内容或每一天的管理活动中。企业的管理包括对产品的设计、制造、销售与服务、产品质量、人力资源和财务等全过程的管理。PDM与ERP产品以它们在产品设计与制造管理阶段逐渐成熟的管理数据结构及良好的共享性，为煤矿企业提供了一套全新的设计和制造管理技术[4]。
1.2 设备的选择配套
设备的选择配套必然包含对所欲形成的设备系统的优化设计，但要使设计上的有效系统变成现实，还需要运用多方面的知识和技术，通过反复调试、改进，甚至需要采取专门的技术措施。设备技术集成包括两个方面：一是运用多方面的知识和技术，通过采取计算机辅助工程（CAE， ComputerAided Engineering）仿真、虚拟现实等技术措施，使各种设备平稳、高效的运行，整体运行效率尽可能地接近设备系统在理想状态下的最大能力；二是对设备系统的运行提供完备的技术支持（包括对设备的保养维护、修理、零配件供应等），使其保持稳定、可靠的运行状态[5]。
1.3 构建高效率的设备系统
通过3种方式对各种先进设备进行集成，以构建出高效率的设备系统。一是，进行极限试验。人为构造一个相对理想的设备运行环境，按照事先设计的方案，对设备系统可能达到的最大生产能力和效率水平、薄弱环节及能力富余状况，以及运行中潜在的问题等进行测试，根据测试结果制定改进方案，从技术与组织上对设备系统进行优化。二是，根据在实践中获得的技术参数，结合世界采矿装备技术的新发展，不断进行设备改进与优化升级。三是，利用信息技术，通过使设备系统运行及监控适时化，提高各种设备及设备系统不同环节间协调运行的水平或集成度。
1.4 建立三大设备运行支持系统
设备运行三大支持系统为企业资产管理系统、配件供应系统和设备维修系统。以设备综合管理为主要内容，以维修工单为核心的设备资产全寿命管理系统，用来管理公司内与生产有关的设备、配件、材料及相关的部门、人员、资金等。该系统通过对设备、重要部件从购入开始直到报废为止全过程的数据信息进行记录、跟踪和转换，对设备的运行状况及时作出分析评价，自动生成维修工单。实现了对设备的预防性维修，并能够对维修工单中所需部件及材料进行预订、查询、分配、出库和入库管理，自动清点库存，动态调整配件安全库存，自动生成采购计划，进行采购报价和询价等，从而实现了设备生产能力的最大化。煤炭企业以设备技术为主的集成创新，不仅包括对煤炭生产装备技术的集成，而且包括对其他一切可以利用的技术成果尤其是信息技术成果的集成，还包括对为设备系统高效、稳定运行提供技术支持的各种技术条件的集成。
2、煤矿机械电子行业快速发展
随着煤炭产业整体好转，与煤有关、为煤服务的产业亦全面看好。最近一个时期，通过招商引资，煤矿机械、煤矿电子产业新建项目喜讯频传。前些年陷入困境的国有大中型煤矿机械企业也呈现明显复苏景象。企业要抓住全国煤炭市场持续向好趋势，努力尽快做大做强我国煤炭机械、煤炭电子产业，加速煤矿行业奋力崛起，生产出高质量、安全性好的煤矿机械和电子产品。因此，要切实做好以下工作：首先，各有关部门要在加强宏观指导，搞好优质服务，创造优良环境上下功夫。要注重产业政策研究，体现扶持作用。要摸清煤炭机械、煤炭电子产业的基本状况，有的放矢地做好工作，促进发展。特别是要改善外来企业投资环境。其次，要在有关规划和全局工作安排上提高对煤炭机械、煤炭电子产业发展的关注度，真正把其摆上位置，引起全社会的持久重视，明确总体发展目标。第三，要培植一批高成长型骨干企业。要继续加大招商引资力度，多引入有实力、有市场的大型企业在国内落地生根开花。要大力促进民营企业发展，帮助民营企业做活资本。提高煤矿机械、煤矿电子产品的科技含量，提高管理水平和职工队伍素质。要更加重视和关心特困国有大中型企业的发展，大力支持企业领导班子坚守岗位、恪守职责、坚持生产。同时，要积极稳妥地操作好企业重组工作，使其尽快摆脱困境，求得新生，发挥作用。第四，要构建诚信体系，提高企业信誉度，促进银企互谅、互信、互相支持合作，缓解企业融资压力。第五，要发挥市机械协会、电子协会的作用，让他们在促进行业发展中体现应有价值。 3、淘汰煤机企业陈旧设备
煤机产品专业性强、品种多、批量小、生产周期要求短，这些都给企业的生产管理带来困难。企业要在市场需求多变、竞争激烈的环境中生存和发展，就需要更新和开发新产品，以最低的价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的变化。目前，煤矿机械制造企业（下称煤机企业）所用的机床半数以上是役龄在十几年以上的旧机床，加工的产品质量差、档次低、成本高、供货周期长，不能满足企业发展的要求。数控机床则综合运用了计算机技术、自动控制技术、精密检测技术和精密机械设计与制造技术等方面的最新成就，最适宜生产小批量、生产周期要求短、品种要求频繁变化的产品。因此，煤机企业必须大力提高机床的数控化率。长期以来，煤机产品利润较低，影响了企业的经济效益，特别是近几年煤炭企业资金短缺，货款拖欠严重，绝大多数煤机企业经济效益严重下滑，设备更新资金明显不足，而数控机床价格不菲，在这种情况下，对企业现有机床进行数控改造，无疑是一条可行之路[6]。采用数控机床改造可为煤机行业带来几个好处：①节省资金；②性能稳定可靠；③可充分体现煤机企业自身的意愿；④更有利于使用和维护；⑤提高生产效率；⑥提高产品质量，降低废品率。数控机床是制造高质量、高效率、高一致性产品的有力保障，而机床的数控改造是当前经济转轨时期的必要和重要行为，也是煤机企业数控化的可行之路。通过对现有设备的改造、升级，以较小的投入，尽快使这些设备发挥效能、创造效益，是煤机企业长期发展、在激烈的市场竞争中站稳脚跟的战略措施。也能更有效地保证煤矿机械设备质量及安全性、可靠性。
4、煤炭技术装备引进与研发
从引进综采技术装备开始至今，我国煤炭工业应用综合机械化采煤技术已有30年历史， 30年来，正是我国煤炭装备制造业快速发展的时期。新技术的推广和采用能大幅度降低煤矿安全事故，已被美国煤矿业近30年来的实践所证明。美国矿业协会认为，新技术在安全方面的贡献主要有几个方面：一是，信息化技术的广泛采用，增强了煤矿开采的计划性和对安全隐患的预见性，计算机模拟、虚拟现实等新技术，可以大幅度减少煤矿挖掘中的意外险情，也可以帮助制定救险预案；二是，机械化和自动化采掘，提高了工作效率，减少了下井人员数量，也就减少了容易遇险的人群，实际上美国煤矿工人的总数已经下降到不足10万，他们中绝大多数也是操作设备的技术工人；三是，推广安全性较高的长墙法，取代传统形式的坑道采掘；四是，推广新型通风设备、坑道加固材料、电器设备，从而提高了安全指标；五是，政府主要是通过技术认证这一方式来批准煤矿专用设备的生产和使用。矿业安全与卫生局下属的技术认证中心对煤矿设备进行质量检查和认证，对通过技术认证的产品，每月都在网上的产品目录中更新公布[7]。为提高采掘机械的设计、制造水平，加速我国煤炭装备制造业的发展，先后从英、美、德、奥地利、日本等国引进先进技术和工艺设备。在此期间，随着我国综采装备研制水平的提高，不仅吸收消化了一些关键技术，完成了许多新装备的研制工作，还结合了我国煤矿的特点组织新技术的攻关，进行自主开发和生产制造了新型综采装备。1998年以后，随着我国国家机构改革、政企分开的深化，煤炭企业下放地方管理，煤炭技术装备的引进再无统一和批量引进的优势，引进先进技术的条件和环境也随之改变[8]。目前，煤矿机械制造业整体水平与世界先进水平相比落后10～15年，基础元器件和共性技术落后是关键因素之一。基础元器件和共性技术落后也是影响我国装备整体水平的重要原因[9]。先进的煤矿机械设备的引进，改进了我国落后的作业方式，提高了安全性、可靠性、提升了产量和效率、减少了因机械设备引起事故发生的几率。也健全了煤矿机械市场的竞争机制，推进了我国煤矿机械的产品质量和生产技术的提高，为煤矿行业生产出更安全的设备。
5、结 论
1）煤矿设备的故障大多是由机械能引起。因此，煤矿机电设备要采取措施，进行改进，实现现代化生产，提高安全生产的系数，保证煤矿生产可持续和谐的发展。
2）随着世界经济一体化潮流的冲击和信息社会与知识经济的到来，我国的煤矿安全生产工作将不得不面对比以往更大的挑战。尽快解决安全管理的相关问题，尽快缩短我国在煤矿机械安全工作与发达国家的差距，无疑是煤矿机械现代化近年来的最主要的工作之一。
3）煤炭技术装备的引进和开发，煤机企业的技术改造和投入，实现自动化、机械化，使矿工从危险工作场所解放出来，是切实搞好煤矿行业的安全生产工作的根本出路。
参考文献
[1] 吴兵，郑依华，张庆国. Linux平台下煤矿安全信息管理系统的安全性实现[J].中国安全科学学报， 2005
[2] 王毅，吴贵生.以技术集成为基础的构架创新研究[J].中国软科学， 2002.12
[3] 童秉枢.机械CAD技术基础[M].北京：清华大学出版社， 2003. 9
[4] 刘芳.日本三种质量管理活动[J].中国质量认证， 2002（2）