煤礦技術論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇煤礦技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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煤礦機電安裝的主要發展方向是機電安裝技術的創新。隨著煤礦開采的大型機械化，采用先進的機電安裝技術是科學發展的需要，也是煤礦機電安裝創新的主要路徑。“科學技術是第一生產力”，煤礦機電設備采用大量新工藝、新材料和新技術的狀態下，煤礦機電安裝技術的創新必須選用先進的機電安裝技術，用現代化的技術含量高的安裝手段代替落后的、傳統的安裝手段。

1.2提高專業人員的素質

煤礦機電安裝創新的命運取決施工技術人員，煤礦機電安裝技術取決于高素質的施工人員。高素質的施工技術人員和施工人員的配合決定著煤礦機電安裝創新的成敗。因此，具備深厚專業知識的施工技術人員和施工人員是煤礦機電安裝創新動力的源泉。所以，有必要全面提高施工技術人員和施工人員的綜合文化素質。理論與實際相結合，為煤礦機電安裝獲取更大的發展空間，最終在煤礦安裝技術領域達到先進國家水平。

1.3煤礦機電安裝技術管理創新

煤礦的實際操作中，個別礦井因礦井種種原因，很多實際操作與原有理論并不相符合，在實際操作過程中要采用相應措施，最終達到煤礦管理創新。同時也適應煤礦機電安裝企業政策法律環境、新技術采用、市場變化、新材料的更新換代、新裝備的大量應用等客觀實際。為建立完善的、科學的現代化的煤礦機電安裝制度，需要在煤礦機電安裝的質量管理、成本管理、安全管理、施工工期的管理和控制等全過程實現整體的創新，落實創新責任制，在煤礦機電安裝企業內部大力營造創新的規范化、制度化、經常化、氛圍化，使煤礦企業機電安裝保持活力。

1.4提高煤礦機電安裝技術水平

機電安裝的未來發展趨勢取決于安裝技術水平的高低。煤礦機電安裝的技術水平主導著煤礦企業的創新水平。在提高煤礦機電安裝技術水平上采取相應措施，建立獎罰機制，促進作業人員不斷提高煤礦機電安裝技術水平，煤礦機電安裝技術水平才能不斷提高，將創新進行到底。

1.5煤礦機電安裝中存在的問題

1.5.1工程設計不合理

工程的設計決定著施工的進度與難度、機電設備是否正常運作以及整個機電安裝工程的費用，起著主導作用。目前，一些煤礦機電安裝工程的設計往往不夠合理，沒有起到效益最大化，從而造成設備與材料的使用不得當，增加工程的造價。甚至有的設計還缺乏可行性，所以就很難根據設計進行施工，影響到煤礦的正常生產，造成理論與實際不符。

1.5.2施工質量及管理的控制不足

在復雜的機電安裝施工過程中，影響安全、質量的因素很多。因此，要建立健全完善的管理體系，保證機電安裝工程中人員安全、質量可靠，管理人員必須按章指揮，提高施工操作人員自身安全意識及技術素質。加強施工方法和原材料的質量管理，施工工序要符合規程制度。然而，一些煤礦存在機電安裝工程的管理人員管理意識弱，專業能力不足，安全意識薄弱存在經驗主義。因專業知識的薄弱，而難以發現一些不規范的作業人員，使工程存在較大的隱患，由此常常造成機電設備事故，更甚造成人員傷亡，難以保證煤礦安全生產。

1.5.3施工技術落后

在技術上出現的問題比較多，落后的施工技術與方案的，直接影響著工程質量及進度。現代的煤礦機電安裝工序較復雜，安裝工程發展速度較快，相對落后的施工單位，已經滿足不了工程的需要，往往造成安裝工程的施工方法不規范、錯誤操作裝備機電設備等問題，導致機電設備的損壞增加維修量及工程質量不達標，為煤礦安全生產埋下重大隱患。

1.5.4機電設備安裝的錯誤操作

施工現場的機電設備安裝普遍存在不按出廠說明書規定的承載能力、使用條件、技術性能和相關規程的有關規定作業，使用極不合理，超載作業或更改使用范圍，安全裝置出現問題，不定期檢測的相關儀表等經常出現問題，常常引起機電設備事故的發生。

2煤礦機電管理技術創新

2.1煤礦機電設備設施質量的管理

煤礦機電技術基礎管理要有規范性、科學性、有序性。煤礦機電設備設施正式使用前，按照相關的規定對其應用數據作系統的統計，對使用前的機電設備進行多次調試，保證使用時不出現問題，達到基礎管理規范化。管理是煤礦機電技術的主體，為此，有必要加強管理人員的專業技能和專業素質及其服務理念，最終達到煤礦生產的安全、高產、高效。煤礦機電設備安裝實施都要根據實際的生產情況進行相應的籌劃，計劃出有序、合理的方案進行安裝，達到生產效益最大化，確保投入成本的合理性，充分發揮煤礦機電設備設施的功能，保障人員、設備安全。現代化礦井機電設備是主要勞動力，管理人員要認真負責的把好設備質量關，仔細檢查進入礦井的新型設備，在購買設備或者更換零件的時候，拒絕貪圖小便宜而選擇規模較小，質量差及信譽無法保障的廠家，首選信譽度高的生產機構，尤其是采購一些重要設備，更要嚴把入礦前質量關，確保設備符合本區域內生產需要，確保設備正常運作。

2.2培養專業人才的素質

定期對專業職工進行再教育，強化各崗位的職工素質。將較高專業理論水平和豐富實踐經驗的機電技術人才安排在重點崗位上。在培養機電技術人才時，培訓形式可采用理論學習基礎與員工實踐經驗相互交流，繼而現場操作，做到理論學習、實驗講解與案例分析相結合的學習方式，其方式能夠明顯提高培訓的效果。注重培養優秀人才。目前各個市場中人才的競爭非常的激烈，人才才是一個企業不斷發展的動力源泉，才是提高企業效益的重要基礎，因此領導者必須重視對人才的培養，注重人才隊伍的建立，重視對員工的尊重，不僅為員工提供良好的工作氛圍，還要關心員工的個人生活，盡力解決其在生活中遇到的問題，從而有效的激發員工的工作熱情!另外，每個員工也有著不同程度的學習能力，對那些創新意識強"學習能力高的員工作為重點培養對象，要知道，不可能所有的員工都能成為一個獨當一面的優秀人才，領導者要做的就是從中挑選有潛力的員工進行特殊的培訓方式，從而不斷加強其專業能力和專業素養，不斷完善自身。

2.3提高信息化管理水平

改善職工的工作、學習、生活，完善職工的辦公室、學習室，為職工配備相關的書籍。為專業技術人員配備電腦、打印機等學習、工作用品，實現辦公信息化。

3煤礦自動化產品發展研究

現代煤礦自動化產品擁有很多種類的傳感器，對煤礦生產作業執行實時監控。利用高精度的傳感器是現代煤礦自動化產品的主要特征，并且有很高的穩定性、可靠性和耐久性，采集的數據信息真實可靠。隨著當前科學技術的不斷進步，傳感器的種類越來越多，各種傳感器配合起來對周圍環境的進行監控能夠準確的預防礦井災害，確保礦井安全生產。

4煤礦自動化產品的發展趨勢

在飛速發展的機電技術、計算機技術以及通信技術中，煤礦自動化產品的高科技含量不斷提高，我國與先進技術國家相比，我國煤礦自動化產品的技術含量低下，沒有較強的市場競爭力，發展煤礦自動化產品已勢在必行。

4.1處理能力不斷加強

隨著當前計算機科技不斷的超越及硅電子技術的發展，計算機處理的速度越來越快，必須接受新事物，適應新環境的同時確保設備的正常功能。

4.2獨有化的通信方式

在設計煤礦自動化產品的過程中，結合煤礦實際情況，根據煤礦生產需要，既要保證穩定性的同時，又要保證其傳輸速度。

4.3產品的可靠性

產品的接口處和機械部分尋求突破。

4.4規范自動化產品

自動化產品的發展過程中，需建立起煤礦自動化產業的標準。

4.5煤礦自動化產品的智能化水平需提高

在礦井控制程序方面，要充分結合礦井實際環境，根據獲取各項環境的準確參數，判斷設備的運轉狀態，并在設備最良好的工作狀態下，采集各項數據進行全面的分析和運算，準確地進行故障方面的預測。

4.6傳感器的研發

煤礦生產作業具有產生各種有毒、有害氣體的特性，結合這些特點，研發出煤礦生產所需的傳感器。

4.7新科學技術在煤礦自動化產品中的應用

當前，紅外方面、光纖方面、雷達方面以及煤礦機電一體化方面的新技術已涉及到先進煤礦，煤礦自動化產品應用這些先進的技術有很明顯的效果，但有些不能很好地被應用，強行與煤礦自動化產品結合會適得其反，經濟效益降低，對煤礦實際生產作業的貢獻度微乎其微。

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2變頻技術

在煤礦機電設備中的應用變頻技術的主要應用對象是電動機驅動的各種設備，在煤礦機電設備中主要包括風機系統、提升系統、壓縮機系統、采煤機系統、煤炭輸送系統、各類泵等。

2.1風機系統的改進

以某礦井主通風機的變頻改造為例，在改造之前，風機設計裕量過大，即使通過調節葉片或者改變管網特性依然遠遠超過所需風量。利用變頻器Harvest-A06/120進行改造，主要參數為：輸入頻率為45～55Hz，額定輸入電壓6000V±10%，輸出頻率范圍0.5～120Hz。在利用電壓源型串聯多電平脈寬調制高壓變頻器進行改造后，風機效率由45%提高到78%以上，年均用電量減少920000kWh，同時該礦井風機系統可實現軟啟動，大大降低了對電網的沖擊以及對設備的損壞，降低了人工成本。

2.2空壓機系統的改進變頻技術

對于空壓機啟動方式的變革具有重要的意義。傳統的直接啟動方式在啟動瞬間會產生較大電流，不利于設備的正常使用壽命的保持。采用變頻技術可以降低瞬時大電流對于設備的危害，延長使用壽命。空壓機中壓風系統的調節一般采用的是壓力閉環控制的變頻系統，主要利用系統壓力檢測來對空壓機負荷進行調整，當系統內部壓力發生變化時，變頻系統會根據反饋的壓力數值進行補償調整，最終保持系統內部壓力的恒定。采用此種方式進行壓風系統的調節，與傳統方式相比，響應速度更快，同時能夠更加精確地控制風力，保持壓風系統較高的可靠性。以唐山礦業某井空壓機變頻改造為例，對泵房進行變頻改造，采用三套ACS800變頻控制柜，利用一臺PLC集控柜進行控制。其主要參數為：三相輸入電壓U3in=（380～415）V±10%，U5in=（380～500）V±10%，輸出頻率0～±300Hz，DTC（直接轉矩控制）控制。通過該控制系統，可以實現空壓機的一拖三變頻調速運轉，能夠保持系統內的恒定壓力控制，實現設備安全可靠運行。與改造前相比，年均可節省電費50余萬元；可實現設備自0Hz起的軟啟動，設備檢修周期延長，降低了檢修成本。同時還實現了對設備保護功能的進一步完善，完善了設備超壓保護、防自啟動保護等多種功能，改善了設備的工作環境。

2.3采煤機的改進提高采煤機對工作環境的適應性

是采煤機改進的主要方向。工作環境愈加復雜，使傳統采煤機的不適應性更加突出。電牽引采煤機在適應性方面有很好的表現，已在許多礦山中得到應用。采煤機的變頻調速能力是其工作性能的一大指標。與傳統滑差調速相比，變頻調速將采煤機的變速性能實現了質的飛躍。能量回饋型四象限變頻器在采煤機中的應用是煤礦機電設備改造的向前邁進一大步的標志，它標志著井下采煤機由“一拖二”向“一拖一”的進步，提高了煤礦開采效率，同時降低了采煤機的故障率以及維修成本。由PLC控制的MG700-WD交流變頻調速采煤機，能夠將采煤機事故率控制在較低的范圍內，同時由于PLC程序的開放性，可以更好地進行人機對話，能夠在故障發生時較為準確地定位故障位置。對于采煤機變頻調速系統，除去目前市面上已有的成熟產品外，還有很多學者對不同類型的變頻調速控制方式進行了研究，目前已有一定的理論基礎，有待于在實際生產中進行試驗以及普及。以ALPHA6900系列變頻器在采煤機中的應用為例，可實現主從控制功能，同時還可以實現四象限運行，通過PLC控制電路，對變頻器的輸入輸出端口進行實時監控，采集包括轉速、轉矩等在內的多種信息，確保系統運行的穩定性。其中，采用ALPHA6900系列變頻器的電氣控制系統可以分為一拖一單/雙電機控制方式，通過采煤機工作環境的變化，對其牽引電機的轉速進行調整，實現對采煤機設備的有效保護。

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1.2計算機識別技術的應用分析。在實際的應用中，計算機識別技術的主要應用領域有如下：首先，計算機的人臉識別技術；人臉識別技術在安全防護領域應用的非常廣泛，為了進行安全防護，可以通過人臉識別分析軟件通過攝像頭對人臉信息進行采集，然后再進行信息存儲。當再次進行信息驗證的時候，就可以通過原有的存儲信息進行類比。與之相似的還有計算機的指紋識別技術，兩者是相同的道理。其次，計算機的探測識別技術；如果說人臉識別技術以及指紋識別技術是一種備份式的技術，那么探測技術就屬于實時性的識別技術。該類識別技術的實效性非常強，而且需要在一定程度上對探測設備以及通信方式進行非常嚴格的把控，否則就會在使用的過程中出現問題。最后，空間設計類的計算機識別技術；空間設計一般可以歸納為CAD制圖或者是三維仿真設計等等。而計算機識別技術是此項設計中的最為初始的也是最為重要的一個階段，通過計算機的識別技術，將設計元素進行分析與設計，從而將空間設計的仿真效果進行仿真呈現。在實際應用中，多應用在工業建筑和空間設計等領域。

2煤礦內部的設計要求與分析

煤礦生產以及煤礦再加工，煤礦行業是能源工業中非常重要的組成部分。與其他工業和能源產業相對比，其安全生產更為重要。在實際的煤礦生產過程中，對于煤礦的內部設計具體如下：

2.1煤礦內部設計的安全要求。雖然隨著技術的發展和機械化的模式，煤礦生產已經在很大程度上有了巨大的發展。但是，煤礦生產還必須采用人工施工和開采的模式。因此，人員生產就會涉及安全問題。在煤礦進行開采和生產之前，就需要對煤礦的空間進行規劃和設計。必要的安全通道以及安全防護措施和建筑都必須齊全，才能保證在發生意外的時候，能夠將人員傷害降低到最低限度。此外，為了能夠實現安全生產，煤礦的開采途徑以及內部的建筑設施，允許的開采力度和機械設備的規模等，都需要進行詳細的分析，才能夠保證煤礦生產的具體要求。

2.2煤礦內部設計的生產效率要求。在煤礦生產的過程中，對于效率的要求非常高。高效生產是目前諸多工業和能源產業的主要要求，也是煤礦生產企業的必要要求。煤礦生產過程中，對于其內部的設計而言，需要滿足幾點要求：第一，煤礦的生產空間要合理。應該是先保證煤礦生產的安全性，在此基礎上進行效率的提高。當然，煤礦的生產效率和煤礦的礦井空間和建筑的設計有著很大的關系。良好的空間設計可以在很大程度上減少在開采過程中的資源消耗，合理的空間設計就能夠在很大程度上提高其生產的效率。第二，煤礦內的設計要科學。其中體現在開采路徑和設備的開采程度分析等，此外在進行煤礦生產的過程中，需要將開采空間和運輸空間進行合理分配，才能夠在一定程度上提高煤礦生產的效率。

3計算機識別技術在煤礦內部設計的應用

通過對計算機識別技術和煤礦的內部設計進行詳細分析，可以明確為了能夠加強煤礦生產的安全性以及生產效率，需要進行一定的前期設計分析。計算機識別技術就可以在很大程度上提高其分析的效果。一般情況下，通過計算機識別技術，可以通過探測設備對煤礦的內部空間進行數據收集。此外，可以通過對地質和地形的合理分析，將煤礦內部的空間進行各項數據的分析。將所有的信息數據進行計算機分析，通過3DMAX或者是CAD等設計軟件，進行對煤礦空間的仿真設計。實際煤礦生產中，都需要對煤礦的空間以及生產模式進行詳盡的分析，以此來保證在生產的過程中實現安全與效率的雙重保證。例如，煤礦的開采方向和運輸渠道的設計。因為在實際的生產過程中，經常要考慮到傳輸設備的安置位置。開采渠道的設計能夠保證開采的方向正確性，運輸的位置設計則可以將運輸履帶以及運輸的設備角度等進行詳細的分析，從而保證在運輸的過程中，提高運輸的效率，保證運輸的安全。總之，在煤礦生產的過程中，需要對煤礦的內部進行規劃和分析。而計算機識別技術可以通過計算機通信的方式，將煤礦內部的信息進行收錄，從而進行計算機智能分析，通過仿真空間設計軟件，對煤礦的內部進行仿真設計。不僅僅能夠提高煤礦生產工程的效率，更能夠提高其生產的安全。

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2PLC技術的優點

隨著煤礦工業的現代化發展，傳統礦山的機電控制設備已經無法滿足生產的迫切需求，因此傳統的繼電器逐漸被高科技的PLC所取代，并且在實際生產中運行良好，為煤礦企業創造了經濟效益［1］。相對于傳統的繼電器，PLC的優勢主要表現在以下幾方面：

2．1使用簡單編程方便

PLC的操作界面簡單，對于操作人員沒有過高的技術要求，如果想要加以調試，則隨時都可以，不用對硬件做出任何改動。而PLC的梯形圖程序是采用順序控制設計法來設計的，對于需要編程工作的人員來說，PLC編程的方法簡單，容易掌握。

2．2功能強性價比高

PLC集成程度高，因此只要有足夠的外接系統，便可以實現諸多功能。與傳統繼電器相比，雖然PLC的價格更高，但是PLC能夠承擔更多的功能，在很大程度上精簡了煤礦機電控制系統，而系統越簡單發生錯誤的概率也就越低。此外，PLC還可通過通信聯網，有利于建設集中管理的體系。

2．3硬件配套齊全

目前PLC的配套硬件設施已經相對齊全，要想真正實現預期的功能，只需購買其他的模塊來配置成不同規模、不同功能的系統。對于原有的系統，如果不滿足實際生產的需要，也可以采購硬件模塊進行相應的升級。總之，PLC硬件配置的齊全讓用戶能夠隨意組裝自己需要的系統，為用戶提供了極大便利。

2．4可靠性強

傳統的繼電器由于其機械設備的特殊性，在長期的使用中，特別是處于煤礦這種粉塵較多的環境中，如果繼電器密封不嚴，容易出現機械方面的故障，再加上碳的物理特性，較厚的炭灰堆積很可能造成短路，因此在煤礦機電中，傳統的繼電器已經難以滿足需求，甚至已經變成潛在的隱患。相較而言，PLC的集成程度極高，即使處于煤礦這種灰塵較多的環境中仍然能夠正常的運轉，無需擔心碳粉堆積而造成短路。由于PLC高度的集成性，因而PLC在發生故障時能夠進行自我診斷，在故障發生時可以自動停止正在進行的工作，可避免危險的發生，與此同時還能顯示是具體哪一部分出了故障，有利于迅速修復。PLC的配套硬件系統齊全，為修復工作提供了可靠保障。

3PLC技術控制煤礦機電的原理

PLC的工作過程大體上分為三個階段：輸入采樣階段、用戶程序執行階段、輸出刷新階段，三個階段合稱一個掃描周期，PLC在不斷重復一個個周期中完成預先設定的程序［2］。輸入采樣階段是PLC系統運行的基礎，中央處理器掃描所有輸入的數據，并存入儲存設備中，等待后續程序的執行。在這個階段PLC存儲的信息是難以更改的，因此在調試PLC系統時，相關操作人員務必要引起足夠的注意。用戶執行階段是PLC技術通過梯形圖的模型從上到下掃描用戶設定程序，在一定的運算之后，運算結果被保存以待下一次引用。輸出刷新階段是對執行階段數據運行結果的輸出執行，作為一個周期中的最后一個環節，PLC在這個過程中通過先前接收的信息調控電路，達到調控煤礦機電設備的目的。

4PLC技術在煤礦機電控制中的應用

4．1對于井下風門的自動化控制

井下風門是疏通易燃易爆氣體，提供新鮮空氣的通道，目前我國多數煤礦企業的井下風門控制都是由人力來完成，由于負壓的影響，用人力來控制風門極為不便，而使用的力量過大很容易對風門造成損壞。對于上述問題，可以借用PLC系統，用紅外線傳感器來偵測有無車輛通過，有車輛通過時，中央處理器對風門發出開啟的信號，由機械裝置控制風門開啟，既方便又安全。

4．2PLC技術在提升機中的應用

采用PLC技術代替繼電器來控制礦井的提升機，能夠對提升機控制更加精確，在礦井井壁和電機中安裝傳感器以監控提升機的運轉狀況，在電機出現問題或者井壁出現問題時能夠及時反饋給控制中心，并自動采取切實可行的應對措施。在誤操作時也能及時提醒操作者，以避免安全事故的發生。4．3PLC在膠帶輸送機中的應用在傳統的膠帶輸送機中，如果要進行停車操作，根據操作人員的操作，控制系統會調整液壓系統的油壓，液壓系統調整之后閘瓦與制動盤接觸，以摩擦來阻止膠帶的繼續運行，這樣的制動方式存在明顯的弊端，如果膠帶的初始轉速較高，在制動時閘瓦和制動盤之間的摩擦會產生大量的熱量，極易造成危險的發生。在升級PLC技術之后，系統則可以控制閘瓦和制動盤接觸一段時間即分離，然后再接觸，由此避免了長時間接觸產生高溫，也不容易產生火花問題。

5PLC技術在煤礦機電控制的應用上的缺陷

PLC系統在應用時需要與配套設施相結合，才能發揮出理想的效果，繼而提高生產效率。PLC技術在煤礦機電控制的應用中仍舊存在諸多不足及缺陷，其主要缺陷就在于PLC沒有與配套的設施相結合，導致生產效率無法得到應有的提高，經濟效益隨之降低。在采用PLC技術時，應當對配套的硬件設施予以更換。舉例而言，在升級到PLC，需要對相關電路的電力做出適當的調整，確保PLC在正常電流范圍內工作。而升級到PLC之后，對于電流的控制更為精確，因此對電機也有一定的要求，如果電機過于陳舊，PLC在對其進行微小的調整時很可能電機沒有反應。這些問題都會對企業的經濟效益帶來不利影響。當然，這些問題并不是無法得以有效解決的，只要在升級PLC時得到重視，這些問題均能夠避免。

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2基于CAN總線技術的煤礦安全監控系統設計

基于CAN總線技術的煤礦安全監控系統共包括三大部分，即煤礦安全監控智能決策與管理系統、礦井網關及多礦井分布式監控子網絡，下文分別進行介紹：

2.1煤礦安全監控智能決策與管理系統

煤礦安全監控智能決策與管理系統采用實時在線智能管理控制系統—因特摩系統來實現，其將包含了專家系統、智能搜尋器、自動機器翻譯及計算機視覺等技術的智能系統與因特網、通信技術、自動化技術、實時數據處理技術及數據庫技術等結合在一起，實現對工業生產現場的智能監控。在煤礦安全生產中應用因特摩技術，可獲取更多事故預報的私有知識，以起到預報事故的作用，為安全生產管理者提供更多的參考信息，提高決策管理的針對性，將事故控制在萌芽狀態。該模塊包括分站監控機、主監控機及分布式系統，井下數據采集系統主要負責采集工作現場的實時數據，經網關提交至各分站監控機智能決策及管理系統，分站監控機分析后，將處理過的信息提交至主監控機與服務器，最終得出相關決策及措施，對應設備接收到相關控制信息后做出反應，實現礦井安全的智能決策與管理。

2.2礦井網關

礦井網關的主要作用是連接以太網及CAN總線。此處采用AT75C220芯片，該芯片具有兩個以太網接口，并具備語音處理功能；該芯片嵌入網關，CAN總線通過網關連接以太網，由此可見，該模塊中AT75C220處理器是關鍵部分。該芯片具有雙MAC以太網端口及橋接器，用于連接以太網，其DSP語音處理功能可在以太局域網中接入電話。CAN控制器選擇菲利浦公司生產的SJA1000、PCA82C250，其支持CAN2.0B通信協議，可實現對總線的差動發送及對CAN控制器的差動接收。以太網TCP/IP協議與CAN協議的轉換是通過AT75C220芯片在網絡層完成的，并通實現以太網與CAN總線網絡的通信及互聯。以太網接收IP包，拆包后取出數據，再按照CAN通信協議重新組成幀，發送至接入設備。通過該網關即可實現CAN總線設備與以太網的通信。

2.3井下分布式控制子網

井下分布式控制子網是整個煤礦安全監控系統的核心部分，其包括數據采集系統、各類控制設備及報警設備及分站監控機通信系統。數據采集系統的主要作用是對井下生產及工作環境進行監測，獲得原始的現場數據，分站監控機通信系統的主要作用是將井下現場采集的數據與設備的運行狀態信息傳輸至井上。通過單片機、獨立CAN控制器所組成的接口模塊，井下數據采集設備、各類生產設備、安全設備、控制設備及報警設備等才可實現與CAN總線的通信。井下數據采集設備采集各安全指標模擬量及各個開關狀態量后，再通過CAN通信及接口模塊將這些數據發送至CAN總線；此外，通過CAN通信及接口模塊，井下生產設備及安全保障設備實現了與CAN總線與現場控制及報警器的連接，以便實時監控設備的運行狀態。

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促進機電一體化產品獲得更強大功能、更優越性能，更高的智能化性能，促使企業獲得更為先進的技術設備，進而謀求更大的生產小小。機電一體化技術在煤礦開采和運輸裝備的應用和推廣，展現了多功能、高質量、高可靠性、低能耗的功能價值，以及最優化的系統工程技術，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、可持續的煤炭工業生產發展提供重要保障。機電一體化的發展降低生產煤礦勞動難度和提高安全系數，為傳統的機械行業注入新鮮血液，實現文明生產；

2）煤礦機電一體化技術有效融合了機械、電子技術和液壓控制技術

在一定程度上提高了煤礦機械設備的安全性能、經濟效益性能、可靠性能、可操作性能等，同時，對于機械設備的作業精度、作業效率等也有了很大程度的改進，使得機械設備更方便進行安裝拆除，便于日后的機器維護和現場在線監控，當機械設備發生故障時，可自動報警并實行故障自診，優化了機械操作工作人員的工作環境和條件，不但提高了機器設備的工作效率，更達到了節能降耗，延長機械設備的使用壽命，提高生產效率的目的。有效解決實踐應用管理問題，發揮機電一體化技術全方位優勢，不但提高機電技術生產制造水平，增加產品的多功能性質，還節約能源資源和減少材料消耗，降低煤礦企業成本支出，而且在更新煤礦企業機械設備系統，改造陳舊老化的機器設備以及引入新技術產品方面取得突出的成效；

3）煤礦機電一體化產品在煤礦企業的應用，一方面能有效提高工作效率

改進落后的生產作業方式，降低操作人員的勞動量，大幅度提高勞動生產率和工作效率，另一方面也有利于提高作業人員安全操作質量和改善工作環境。除外，通過機電一體化設備在煤炭的采掘、運輸過程的應用，更有利于減輕礦工繁重的體力勞動，降低事故發生率，避免工傷事故的發生，保證了礦工的人身安全；

4）煤礦機電一體化技術的運用能促進煤炭產量的提高

提高企業的經濟收益，積極推動企業經濟快速發展的同時也增加礦工的勞動收入，改善礦工的生活質量。此外煤礦機電一體化技術保障礦井安全生產監測監控系統實行，為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。這些機械設備在煤礦生產過程中的廣泛應用，不但能減輕技術操作人員的工作負擔和降低操作難度，而且提高了煤礦的生產水平和管理能力，創造了不可估計的經濟效益和社會效益。

2探索加強煤礦機電技術一體化應用的途徑

1）引進國外先進煤礦機電技術一體化技術和設備，大力推廣與使用機電一體化，不斷提高設備的質量，改進和升級性能。

機電一體化技術應用到了煤礦每個環節，但是我國在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面基礎薄弱，相對國外先進機電設備技術還是比較落后的，與世界先進技術水平也存在很大差距。因此，必須掌握信息時代機電一體化技術能力操作，關注相關科學技術的發展趨勢，適時引進國內應用實踐。同時國家要積極鼓勵企業開發擁有自己知識產權的核心技術和專利產品以及裝置技術設備；要關注國內外高新信息技術的發展，將那些先進的高新技術運用于煤礦機電一體化產品，從而提高煤礦現代化和科學先進化發展，達到煤礦自動化生產，適應企業綜合自動化的需要。

2）大力加強我國煤礦機電一體化技術產品的規范化、標準化、系統化和通用化的提高

要選用開放性和可靠性的通信技術，促進企業煤礦機電一體化技術向著智能化、可視化、網絡化發展，廣泛的應用到我國煤礦安全監控體系中；煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平，能判斷機電設備好壞和周圍環境的狀態，使設備能自動適應環境并以最優的狀態工作，同時能快速地對所采集的信息進行自動分析，發出診斷結果；加強煤礦安全生產監控體系管理，確保煤礦機電設備的持續良好運行，并為煤礦機械設備使用壽命、礦工生命安全提供完善保障。提高機電設備自身的安全可靠程度和自動化程度，做好煤礦安全管理工作，確保煤礦工人的安全，推動我國煤礦事業的發展；

3）強化作業人員基礎設備技術培訓，提高職工職業素質道德。

企業組織鼓勵職工學習技術、鉆研業務，掌握機電技術一體化技能操作，精選技術骨干做導師，積極開展導師帶徒活動，認真培訓煤礦礦機電設備技術后備人才，提高了職工的安全思想和業務技能以及工作責任意識。企業要建立全礦范圍內營造尊重知識、尊重人才的良好氛圍，提高技術人員待遇，穩定現有的機電一體化技術隊伍；同時著手培養基礎好、有事業心、敬崗愛業的技術作業人員，增強了技術后備力量。

篇（7）

2煤礦井下的采煤生產技術

在煤礦井下生產實踐中，我們需要從技術角度上來強化采礦方法，應用這些開采技術：

2.1深礦井開采技術

在深礦井開采技術的應用中，有諸多的環節都需要引起人們的重視，如嚴格控制開采礦壓，科學布置井巷，防治沖擊地壓以及防治瓦斯和火災等等。在具體實踐中，我們發現深礦井開采技術還不夠成熟，有諸多的問題出現，需要進一步研究，涉及到很多方面的內容，如深井作業環境變化、巷道支護技術以及掘進技術等等。

2.2巷道布置開采技術

在煤礦井下生產中，非常重要的一個環節就是巷道布置，巷道布置情況將會對煤礦井下的生產產生直接影響，同時，煤礦井下巷道布置也關系到了煤礦開采成本，因此，就需要對其產生足夠的重視。煤礦企業需要結合自身具體情況，對煤礦井下深入考察，并且將選擇的采煤方式和采煤技術給充分納入考慮范圍，對煤礦井下巷道科學合理的布置。為了促使煤礦生產效益得到提高，還需要優化煤礦巷道布置；深入研究煤礦巷道布置技術，保證其能夠有機結合其他方面的因素，如煤礦開采技術、煤礦井下作業條件等，這樣矸石運輸方面花費的時間和成本都可以得到減少。結合優化之后的巷道布置，來對開采技術合理應用，邊挖掘邊開采能夠實現，采礦效率得到了較大程度的提升。

2.3采場圍巖控制技術

要嚴格控制采場圍巖，如果采場圍巖穩定性不夠，那么就會在較大程度上威脅到采礦作業人員的生命財產安全；依據相關的開采經驗，有機結合現代化的理論以及先進的計算機測量技術，可以將地質構造情況給準確探測出來，這樣可以更加順利的進行煤礦開采，還可以全方面掌握煤礦采場的巖層情況。對于煤礦井下頂板，一般可以將其劃分為兩種類型，分別是堅硬巖層頂板和破碎巖層頂板，對于巖層控制技術的選擇，需要充分依據煤礦井下頂板情況來進行，這樣方可以獲得較好的成效，并且降低生產成本。在處理巖層頂板時，過去通常將高壓注水處理技術、深孔預裂爆理技術等應用過來，這些技術比較的復雜，并且需要較高的成本，在時代飛速發展的今天，這些技術逐漸暴露出來了諸多的問題，那么就需要對巖層頂板處理技術不斷的研發和創新。將優化后的開采技術給應用過來，可以促使生產效率得到顯著提升。同時，還需要深入研究高產高效的礦井，以便能夠全方位的優化礦井內部的巷道和開拓等各個方面。

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2新媒體技術的學習特征與應用場景

2．1虛擬現實技術

虛擬現實技術可以模擬顯現那些抽象的或者傳統教學環境無法實現的事物，在這樣的仿真環境中，學習者可以讓時間暫停，以便仔細觀察煤礦火災從隱患出現到釀成災難的發展軌跡隨時間的變化過程;也可以反復演練事故救援等高危險性技能和生產過程中的低概率事件，既能得到最佳處理方案，也可以在虛擬環境中獲取實際操作經驗;還可以通過交互式數據手套、頭戴式虛擬現實眼鏡開展煤礦生產實驗，體驗實時的物理反饋，加深感官印象，檢驗相關技能的可操作性。目前，這種低成本、高效率的培訓方式已經得到煤礦行業的高度重視和廣泛應用。

2．2網絡教育游戲

相關研究發現，角色扮演法更易于贏得成人學習者的青睞。教育網絡游戲“寓教于樂”，將網絡游戲的內在機制融入到教育培訓領域，利用虛擬現實技術來構建支持合作學習的可視化、多用戶虛擬學習環境，并通過真實情景、角色機制和任務驅動機制來吸引學習者參與［2］。安全事故救援是開發煤礦教育游戲的最佳藍本，在這個游戲中，學習者可以分別扮演救援指揮人員、技術專家、施救人員、被困礦工等角色，而解救被困人員、最大程度減少損失是游戲的最終任務。學習者進入游戲，實際上就是進入了煤礦安全事故救援的現場，通過學習游戲規則，學習者可以獲得各個游戲角色應該具備的安全知識和技能。在這個特定的虛擬游戲環境中，學習者獨立思考、相互合作、加強溝通，從而獲得煤礦事故救援相關的知識和技能。同時通過角色互換，既增強了學習者對救援知識的整體性把握，也有助于學習創造性、團隊協作和換位思考能力的培養。

2．3微博和微信

微博和微信作為目前最流行的信息分享和個人交流平臺，以文字、圖片、音頻以及視頻等媒介為載體，實現了信息的即時傳播、交流和分享［3］。微博和微信在煤礦安全培訓領域的應用主要體現在以下幾方面:鼓勵互動，促進師生間點對點、點對面的指導和溝通。通常，煤礦員工的口頭表達能力有所欠缺，微博和微信等新媒體平臺避免了面對面交流的壓力，學習者可以暢所欲言，分享學習和生產過程中的心得和體會;開展泛在學習，擴展課堂學習。通過微博和微信，學習者可以對煤礦安全領域的專家學者、技術能手“加關注”，跟蹤技術前沿，向他們學習最先進的安全生產知識和技能;構建虛擬課堂，推動團隊協作學習。通過微博和微信建立虛擬學習課堂，其信息精確傳播的特點確保了課堂成員之間共享信息的可靠性，大家群策群力，在交流、討論、爭辯中獲取知識和技能、完成學習任務，增強了學習者協作學習的能力。

2．4微視頻

煤礦企業生產任務繁重，學習時間很難得到保證，造成了員工學習方式的碎片化和微型化。微視頻課程的出現，正好迎合了煤礦員工微型學習的需求［4］。微視頻課程是指具有完整意義的教學知識單元或知識點，通常以2～20min的時間呈現，由多個“知識原子”構成的供學習者自控步調、自主學習的微型教學視頻資源，具有“短、快、精”的特點。目前，現成的煤礦安全生產微視頻課程資源較少，但可以通過以下2種渠道獲取:企業外部資源。我國高校建設的諸多精品課程，如中國礦業大學的《采礦學》、《礦井通風與安全》等課程，提供了大量免費的教學錄像，同時網絡公開課等網絡平臺也提供了為數不少的教學視頻資源，通過技術手段，可以將其改造成適于微型學習的微視頻資源，實現課程資源的重復再利用;企業內部資源。煤礦企業不乏技術標兵和資深專家，他們在日常工作中積累了大量安全生產的技能和經驗，可以將他們最拿手的技能和知識錄制成微視頻，既能供員工學習和借鑒，同時對專家本人來說也是一種精神上的激勵。

2．5手機二維碼

手機二維碼開啟了煤礦安全培訓微型學習的新視角，其學習的流程大致如下:將加載有相應信息的手機二維碼印刷在教材或其他培訓資料上，也可以印刷于生產設備或相關生產場所，學習者用帶有攝像頭的智能手機掃描二維碼圖形，通過手機上安裝的二維碼識別軟件解讀出二維碼信息，這里的信息可能是培訓資源本身，也可能是培訓資源的鏈接網址，學習者只需點擊該鏈接就可獲得相關的擴展知識［5］。可以看出，手機二維碼在學習過程中充當了連接學習者和培訓資源的紐帶角色，這樣的培訓方式特別適合于整體文化水平相對較低的煤礦員工，他們中的大多數人不善于通過網絡獲取知識，或者從來就沒接觸過網絡，手機二維碼正好將所需的知識點推送到學習者面前，使學習具有很強的針對性，極大地拓展了學習者的知識獲取渠道。另外，手機二維碼精確的定位功能，使學習者能在魚龍混雜的海量網絡信息中有效地定位到自己所需的知識，能有效提高學習者的依賴性。

3新媒體技術培訓的效果與展望

3．1新媒體技術培訓的效果對比

為了對比以上幾種新媒體技術在煤礦安全培訓中的應用效果，借助層次分析法來進行定量分析。首先，構造層次結構模型，將整個決策體系分為3層:最高層為目標層，即前文提到的5種新媒體技術的培訓效果對比排序;中間層為準則層，包括教育媒介的融合性、信息感知渠道的豐富性、教學組織的開放性、教育形式的多樣性和教育互動的即時性等衡量指標。鑒于每種教育技術的存在，其最終出發點都在于提高學員的相關知識和技能，因此將知識積累與技能提升也作為衡量指標之一;最底層為方案層，即可供選擇的5種新媒體技術。根據層次結構模型中各要素間的隸屬關系，對同一層次各要素關于上一層次中相關聯準則的重要性進行兩兩比較，在問卷調查的基礎上構建判斷矩陣。邀請專家學者對問卷統計得到的判斷矩陣進行評價和調整，以滿足一致性檢驗要求，最終得到7個判斷矩陣(數據略)。最后，計算判斷矩陣的最大特征值及所對應的特征向量，歸一化后作為新媒體技術培訓效果的權值，最終得到5種新媒體技術的權重排序。

3．2新媒體技術培訓的應用展望

通過上一節的對比分析，可以得到新媒體技術的權重排序依次為:虛擬現實技術(0．4249)、教育網絡游戲(0．2604)、微博和微信(0．1879)、微視頻(0．0835)、手機二維碼(0．0432)，由此說明虛擬現實技術是煤礦安全培訓領域最佳的新媒體培訓技術，該評價結果與新媒體技術在該領域的實際應用也基本吻合，表明獲得的評價結果是合理可信的［6－8］。同時，教育網絡游戲與微博和微信的權重值也較高，前者見長于多感官沉浸的角色扮演式教學，后者則有助于學員的即時互動和協作學習，并且它們在其他教育領域也都顯示出了令人矚目的教學效果。另外，微視頻課程和手機二維碼技術雖然權重值較低，但在學員開展移動學習時擁有優勢，隨著技術的發展和教育理念的更新，這些新媒體技術必將在煤礦安全培訓領域占據一席之地。

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2程序設計

2．1PLC程序設計

在西門子S7-417-4H型PLC中，運用梯形圖編制監控系統的運行程序，整套系統的主控程序流程如圖3所示。在調用初始化子程序后，系統按照設定程序與參數進行自檢，待自檢正常后對主通風機及其附屬設備的初始狀態進行順序控制，一切準備工作就緒后系統會自動開啟主通風機，系統按預先圖3控制程序流程圖編制的程序、設計的功能進行實時監控。整套PLC程序包含了高壓柜供電狀態監測、變頻器控制、水阻柜控制、主通風機運行參數及故障檢測、風門電動執行機構運行狀態監測等多個功能模塊。對PLC控制程序采用模塊化設計和過程設計原理，將上述功能模塊進行結構化編程設計，提升了控制程序的完整性和可執行性。

2．2WinCC組態程序設計

通過WinCC組態程序設計建立友好交互的人機控制界面，借助遠程通訊和PLC控制程序，實現對主通風機及其附屬設備的過程監控與故障監控。基于WinCC組態軟件的主通風機監控系統具備可視化、智能化、功能多樣化等諸多優點，能將礦井通風系統的工作參數和運行狀態形象化地展現在控制人員和管理人員面前，便于實時監控設備運行情況。

3應用效果

2013年9月魯班山北礦主通風機監控系統改造工程完成，圖4所示為監控系統的主界面圖。目前該套系統已經連續正常運行一年多，在新的監控系統模式下，實現了緊急情況提前預警，提高了礦井通風安全水平。主通風機在變頻調速系統控制下更容易實現電動機的正、反轉，加、減速時間及頻率可任意調節，運行平穩，工頻水阻軟啟動技術的應用，確保了兩臺變頻器都出故障時，主通風機仍能正常運行，確保了通風安全。使用變頻調節后由于變頻器內濾波電容的使用，使得主通風機功率因數據提高，通過減小變頻器輸出頻率、降低主通風機轉速來滿足礦井風量需要，主要風機始終運行在高效區間內，統計顯示，在增加風量27%的情況下，每個月主通風機電力消耗同比節約3．1萬度，節能效果十分明顯。

篇（10）

煤礦正常生產工作的延續，需要煤礦機電設備提供強有力的支持，加強煤礦機電設備維修技術管理的對策和手段，是煤炭企業在建設發展過程中的重要內容，同時也是提高煤炭企業管理水平的重要內容之一。煤礦企業發展過程中要做好企業的發展，必須著重提高煤礦的生產效率，而機電設備的正常運行是煤礦生產效率的重要保障手段。在煤礦企業的發展過程中，如果做不好煤礦機電設備維修技術的管理工作，一旦機電設備出現故障而沒有立即排查解決，必將對煤礦的正常生產造成一定影響，從而促進煤礦企業經濟效益的提高。

2機電設備維修技術管理能有力促進煤礦企業的安全生產

機電設備安全穩定的運行，能對煤礦企業的安全生產造成一定影響，做好維修技術管理對煤礦企業的安全生產具有積極作用。因為在以往的煤礦生產中，相關機電設備作為內涵豐富和操作復雜的設備，實際生產過程中一旦出現故障必須在第一時間進行維修解決，否則，煤礦生產使用帶有故障的機電設備，大大增加了煤礦生產的風險，給煤礦企業的生產作業埋下安全隱患。因為煤礦生產作為一項高風險、工作程序要求嚴格復雜的工作，在生產過程中，對工作質量有嚴格要求和規定，當機電設備出現故障時，要立即安排好專業維修人員進行維修，不僅僅能保障煤礦企業的正常生產，同時也為加強煤礦安全生產做出貢獻，所以加強煤礦機電設備維修技術管理對于煤礦企業意義重大。

二、煤礦機電設備維修技術

管理中還存在的幾個問題雖然煤礦機電設備的維修技術管理是煤礦企業管理的一項重要內容，在具體實施過程中為煤礦企業的正常穩定發展和運行做出了貢獻，也得到煤礦企業管理者的重視，并加強了煤礦機電設備維修技術管理的措施和手段，但在實際的維修管理工作中還存在一些問題，只有解決好這些問題，才能從根本上保證煤礦機電設備維修技術管理的工作質量。

1設備運行情況監控手段單一，信息反饋不及時

在一些煤礦企業中，對于機電設備運行情況的檢查，仍舊是依靠單一的人力資源完成機電設備的運行監控，使設備運行情況的信息傳遞效率大大降低。因為煤礦企業使用的機電設備是傳統設備，無法在機電設備上建立現代化的監控體系，對于設備在實際生產中的運行情況，只能依靠人工去巡視檢查。人在機電設備的巡視檢查工作中，對于巡視工作的質量難以保證，有可能因為一些設備的檢查難度過大而出現檢查走過場的現象，無法拿到機電設備運行情況的真實信息。相關人員在完成機電設備運行情況的信息采集之后，缺乏一套有效的監控信息反饋機制，無法保證將從機電設備采集的運行數據及時反饋到煤炭管理人員和維修人員手中，根據運行數據對可能出現的問題采取相應的防范措施。

2檢修過程還存在過剩檢修

因為煤礦機電設備在煤礦企業中的重要性，所以在檢修過程中，一般煤礦企業都會制定適合自己的規則和檢修方法，安排專人在固定時間段進行煤礦機電設備的檢修工作，滿足機電設備的檢修需要。但是因為煤礦機電設備運行過程中不斷產生磨損，再加上機電設備本身的設計制造缺陷和運行環境的限制，通過安排專人固定時間進行檢修工作會引起工作人員惰性的產生，對機電設備運行中的細微問題難以發現并及時解決，對相關人力資源和企業資金是一種浪費。

3機電設備故障后期處理問題

機電設備的運行情況關乎到煤礦企業正常穩定的發展，一旦出現故障，應立即進行維修解決，以保證煤礦企業的正常生產。對于煤礦機電設備在運行過程中所產生的問題，煤礦企業要能在第一時間發現并解決，但在完成設備修理工作之后，煤炭企業并沒有對故障問題進行深入分析和全面細致的清查，故障后期的管理工作內容沒有真正落實，給機電設備在以后發生同樣問題埋下了隱患。

4設備監控不到位

機電設備的監控不能僅僅依靠單一的人力資源，要把現代科技為工業生產所帶來的巨大便利引進煤礦機電設備維修技術管理工作中。一些煤礦企業在生產建設中，為了節省企業資金，僅僅完成了機電設備中關鍵部分的實時監控，對于機電設備其他部分沒有實現實時監控。因為機電設備作為一個內部結構復雜的整體，一旦出現問題要進行全方位的檢查才能對發生的問題進行明晰，而只監控機電設備的一部分，當機電設備發生故障時，仍舊需要相關人員對設備進行全面排查，監控設備不到位降低了監控的效果和意義。

5管理組織結構不合理

煤礦機電設備的維修管理工作還存在管理組織結構不合理、管理效率低下的問題，按照一般煤礦企業的部門設置規則，監控管理部門和設備維修部門是兩個不同的部門，對實際的設備檢修過程所出現的事故責任問題，兩個部門有可能進行推諉扯皮，給機電設備維修管理工作帶來影響。而且，煤炭企業兩個部門要共同落實好機電設備的維修技術管理工作，部門之間信息交流溝通非常重要，相互信息交流一旦出現問題，必定會對機電設備的維修技術管理造成影響。

三、加強煤礦機電設備維修技術管理的措施手段

為了保證煤礦機電設備安全穩定的運行和煤礦企業的正常生產，必須做好煤礦機電設備的維修技術管理工作，以保證企業獲得良好效益。煤礦企業實際的生產過程中，可以通過加強維修技術管理制度的建設，提升維修管理信息化水平，進一步推動責任目標落實等手段，完成煤礦機電設備維修技術管理工作。

1建立健全機電設備維修技術管理的工作機制

煤礦企業在機電設備維修技術的管理中，在客觀評價企業實際情況的基礎上，根據企業機電設備運行的實際情況，完善煤礦企業機電設備維修技術管理工作。煤礦企業根據機電設備的運行情況、發生故障檢修情況等歷史記錄，選擇合適的維修技術管理工作機制。因為機電設備的運行設計、維修要求和運行環境等存在差異，對于煤礦企業的重要性及產生效益存在差別，如果按照統一標準進行維修技術管理，必將會造成維修資源的浪費、管理效果和質量達不到規定要求。所以在建立健全相關機電設備維修技術管理機制的過程中，企業根據實際情況對不同的機電設備建立不同的維修技術管理機制，在減少企業資金投入的情況下，保證機電設備維修技術的管理效果。

2提升員工技能水平，完善維修管理責任機制

機電設備維修技術的管理效果落實，與員工技能水平有著重要關系，員工優秀的維修技能水平能極大促進機電設備維修管理效果落到實處。在日常的維修技術管理工作中，通過加強煤礦企業機電設備維修技術人員的責任意識，明確責任制度，保證在實際的工作中，將維修管理責任落到實處，促進煤礦機電設備維修技術管理工作水平的提高。