产品开发数字化的基本构思是利用数字对产品开发过程中的各种信息，包括图形、数据、知识、技能等，进行定量表达、存储、处和控制，从而实现以快速市场响应和创新开发为目标的全局优化运算。目前像挖掘机，装载机等矿山机械产品的开发呈现数字化、并行化、集成化和知识化的趋势。其中数字已成为实现快速创新开发的核心技术。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。制造过程数字仿真的目的是借助于建筑在物理学和数学基础上的计算模型、计算机预演等手段，揭示制造工艺过程的本质，获得知识及进行制造工艺装备的自主设计，实现对产品制造、装配乃至产品整个生命周期过程的预测和优化控制能力。主要内容包括：
1设计过程仿真，包括外形仿真、装配仿真、运动学仿真、动力学仿真和多学科集成仿线加工过程仿真，包括切削过程仿真、焊接过程仿真、冲压过程仿真和铸造过程仿线生产过程仿真，通过建立制造系统的静态模型和动态模型，精确预测技术可行性、加工成本、工艺质量和生产周期。
面对日趋严峻的资源和环境约束，矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。紧密围绕4R的产品全生命周期设计和管理是降低能耗、污染，实现可持续发展战略的重要手段。具体措施为：
1采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则。延长产品寿命，可减少机械的生产量和降低其报废量。降低产品能耗，可减少对环境的污染;而轻量化和高效率可减少材料和资源的消耗。
2使废弃零、部件处理的污染最小化及综合成本最优化，矿山机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小，零、部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收等问题。尽量采用低环境负荷材料，尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。
3特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，采用能再生利用的材料和资源，提高机械材料的再生率。
我国十一五规划纲要中指出,要建设资源节约型、环境友好型社会,重点发展循环经济,坚持开发节约并重、节约优先,按照减量化、再利用、资源化原则,在资源开采、生产消耗、废物产生、消费等环节,逐步建立全社会的资源循环利用体系;要节约能源、节约用水、节约土地、节约材料、加强资源综合利用强化促进节约等政策。机械制造业要从单纯追求规模与效益的模式转向建设4R(减量化Reduce、再循环Recycle、再利用Reuse和可回收Recover)的循环经济方向。
我国矿山机械的整体水平与国际先进水平相比尚有差距。在迈向矿山机械制造强国的征途中,机遇和挑战并存。产品设计是制造业的灵魂,产品的结构、功能、质量、成本、交货时间及可制造性、可维修性、报废后处理以及人、机和环境关系等,原则上都是在产品设计阶段决定的。产品的创新设计能力已成为决定企业在全球化竞争中地位的首要因素。
矿山机械零部件创新性设计是其未来发展的方向矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。面对日趋严峻的资源和环境约束,紧密围绕4R的产品全生命周期设计和管理是降低能耗、污染,实现可持续发展战略的重要手段。具体措施为:(1)采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则。(2)尽量采用低环境负荷材料,尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。 (3)采用能再生利用的材料和资源,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高机械材料的再生率。(4)降低整机的振动与噪声,减轻对周围环境的污染。
矿山机械创新性设计实例分析随着我国的经济高速发展,全国各个行业煤炭的需求量增加,煤炭的产量也大幅度的增加,阜矿集团为了适应当前发展形势,提高煤炭产量,在所属的各个煤矿进行改扩建,改扩建后,矿车的运输量和使用范围增加。所以在2008年由八道壕煤矿提出要将一吨固定式矿车改为两侧开门矿车,要求改后使用更加方便。
为了做到充分利用原有设备,降低生产成本,贯彻创新设计思想。经过认真分析这后,设计人员根据矿车两侧的尺寸,用计算机进行放样分析,决定将矿车两侧开设各开设一个侧门,门的尺寸有以下五种选择:1000×250m、900×250mm、1000×360mm、1200×360mm和1200×400mm。经过试验发现虽然尺寸为1200×400mm的门能够使矿车在卸载时物料卸载所需时间相比其他四种要少,但是这种尺寸的侧门受车轮的影响较大,装卸物料时不方便,因此排除此尺寸的门。
同时这个尺寸保证了矿车的整体强度,矿车在卸载时物料能尽快的卸出,车门又不与车轮干涉的最佳尺寸。为了增加门边强度,在侧开门的四周焊接一边框,边框宽60mm,厚12mm,中间加一个宽100mm,厚12mm与车箱侧面形状相同的钢板作为支撑,并在车箱里面的底部加两块钢板,在车箱的端面看中间高,两侧低,与水平面夹角30°,在卸料时使物料能够顺利卸出,两端不存物料。
设计效果分析设计完工后,生产了50台两侧开门矿车,八道壕煤矿根据使用情况对该产品相当满意。我们进行跟踪调查,对缺点进行改进,2009年又生产了100台,使用效果很好。进翻煤罐笼卸车或手动侧开门卸车都可以,不受卸车地点限制,机动灵活,受到用户欢迎,订货量很大,今后市场需求量很大。每台产值1.2万元、如今已制造投产150台,为企业创造了巨大的经济和社会效益。
产品开发数字化的基本构思是利用数字对产品开发过程中的各种信息，包括图形、数据、知识、技能等，进行定量表达、存储、处和控制，从而实现以快速市场响应和创新开发为目标的全局优化运算。目前像挖掘机，装载机等矿山机械产品的开发呈现数字化、并行化、集成化和知识化的趋势。其中数字已成为实现快速创新开发的核心技术。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。制造过程数字仿真的目的是借助于建筑在物理学和数学基础上的计算模型、计算机预演等手段，揭示制造工艺过程的本质，获得知识及进行制造工艺装备的自主设计，实现对产品制造、装配乃至产品整个生命周期过程的预测和优化控制能力。主要内容包括：
1设计过程仿真，包括外形仿真、装配仿真、运动学仿真、动力学仿真和多学科集成仿线加工过程仿真，包括切削过程仿真、焊接过程仿真、冲压过程仿真和铸造过程仿线生产过程仿真，通过建立制造系统的静态模型和动态模型，精确预测技术可行性、加工成本、工艺质量和生产周期。
面对日趋严峻的资源和环境约束，矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。紧密围绕4r的产品全生命周期设计和管理是降低能耗、污染，实现可持续发展战略的重要手段。具体措施为：
1采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则。延长产品寿命，可减少机械的生产量和降低其报废量。降低产品能耗，可减少对环境的污染;而轻量化和高效率可减少材料和资源的消耗。
2使废弃零、部件处理的污染最小化及综合成本最优化，矿山机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小，零、部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收等问题。尽量采用低环境负荷材料，尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。
3特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，采用能再生利用的材料和资源，提高机械材料的再生率。
我国十一五规划纲要中指出,要建设资源节约型、环境友好型社会,重点发展循环经济,坚持开发节约并重、节约优先,按照减量化、再利用、资源化原则,在资源开采、生产消耗、废物产生、消费等环节,逐步建立全社会的资源循环利用体系;要节约能源、节约用水、节约土地、节约材料、加强资源综合利用强化促进节约等政策。机械制造业要从单纯追求规模与效益的模式转向建设4r(减量化reduce、再循环recycle、再利用reuse和可回收recover)的循环经济方向。
我国矿山机械的整体水平与国际先进水平相比尚有差距。在迈向矿山机械制造强国的征途中,机遇和挑战并存。产品设计是制造业的灵魂,产品的结构、功能、质量、成本、交货时间及可制造性、可维修性、报废后处理以及人、机和环境关系等,原则上都是在产品设计阶段决定的。产品的创新设计能力已成为决定企业在全球化竞争中地位的首要因素。
矿山机械零部件创新性设计是其未来发展的方向矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。面对日趋严峻的资源和环境约束,紧密围绕4r的产品全生命周期设计和管理是降低能耗、污染,实现可持续发展战略的重要手段。具体措施为:(1)采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则。延长产品寿命,可减少机械的生产量和降低其报废量;降低产品能耗,可减少对环境的污染;而轻量化和高效率可减少材料和资源的消耗。(2)尽量采用低环境负荷材料,尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。使废弃零、部件处理的污染最小化及综合成本最优化,矿山机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零、部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收等问题。(3)采用能再生利用的材料和资源,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高机械材料的再生率。(4)降低整机的振动与噪声,减轻对周围环境的污染。
矿山机械创新性设计实例分析随着我国的经济高速发展,全国各个行业煤炭的需求量增加,煤炭的产量
也大幅度的增加,阜矿集团为了适应当前发展形势,提高煤炭产量,在所属的各个煤矿进行改扩建,改扩建后,矿车的运输量和使用范围增加。所以在2008年由八道壕煤矿提出要将一吨固定式矿车改为两侧开门矿车,要求改后使用更加方便。
为了做到充分利用原有设备,降低生产成本,贯彻创新设计思想。经过认真分析这后,设计人员根据矿车两侧的尺寸,用计算机进行放样分析,决定将矿车两侧开设各开设一个侧门,门的尺寸有以下五种选择:1000×250m、900×250mm、1000×360mm、1200×360mm和1200×400mm。经过试验发现虽然尺寸为1200×400mm的门能够使矿车在卸载时物料卸载所需时间相比其他四种要少,但是这种尺寸的侧门受车轮的影响较大,装卸物料时不方便,因此排除此尺寸的门。
MG610／1400-WD型采煤机使用中的问题分析与改进朱延松 杨礼 (10)
CY6200／20／31．5型超静定液压支架的设计李亭洁 李炳文 王建武 张海军 (18)
重型铰接式自卸车车架的模态分析与轻量化研究郭志军 张鹏 马海英 范东林 (34)
基于有限元法对无轨胶轮车后车架的改进研究郭培燕 赵海兴 谢龙 李健 (41)
矿山特殊巷道乘人装置铺设参数选择与优化杜亚玲 丁保华 周丽霞 杨宝智 (45)
基于最小二乘支持向量机的矿用振弦式称重传感器非线性校正钟俏灵 蒋智庆 (52)
基于最小二乘法的钢丝绳断丝定量检测技术研究陆延红 华钢 陈凤军 张锦锦 (55)
竖直向下螺旋输送机输送性能的试验研究曾鸣 司秀芬 韩超 翟恒向 (60)
基于内力作用原理设计的高压辊磨村挤压辊硬质合金柱钉液压压装装置王守平 (74)
Wincc Flexible组态软件在磨矿分级监控系统中的应用王鹤 李世国 王左 马鑫 (86)
基于MATLAB的PEF-0609复摆颚式破碎机优化设计鲍金 常喜德 田远征 李春然 陈阳 刘万华 (88)
DeviceNet现场总线网络在黄金尾矿过滤系统中的应用刘彦伟 黄新建 戴方军 (97)
基于ANSYS的永磁除铁器的磁场计算与分析刘滨 刘志珍 刘凤亮 (100)
GPJ120型加压过滤机在神华布尔台矿的改进贾小雨 周立波 亓军 (107)
卡轨绞车在安装综采工作面及采区辅助运输中的应用赵培广 顾成贵 (110)
CAXA数字化工厂技术研讨暨2009用户年会在成都隆重召开廖晓珊 (114)
经过几十年的努力,我国矿山机械行业得到大力发展,但与国外同行业产品的发展水平相比,有相当大的差距,尤其是在露天挖掘设备和井下运设备等方面差距尤其明显，对矿山机械产品而言,在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距;我国加入WTO后,为了加快基础工业的发展,必须加快矿山机械的开发与研究速度。
但是随着社会的进步和科学技术的发展,生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视,机械安全也逐渐形成了一门独立的学科,并得到了社会的认同。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生; 其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿场所,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。
尤为重要的是,煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险,一旦遇到明火就会爆炸,引发重、特大安全事故,造成严重的人身伤害和财产损失,为了坚决消灭引爆火源,井下设备必须具有良好的防爆性能“每年由矿山机械设备隐患导致的安全事故都给煤炭企业造成巨大损失,也给煤炭从业人员的人身安全造成严重威胁,矿山机的安全问题越来越引起了人们的高度重视。
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐，现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿；现代化矿井;大型(超大型)现代矿井；乡镇中小型矿井。
(1)老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求；
(2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,其中国产设备占了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现；
(4)在我国现有的2.5万个煤矿中有2.3万个是乡镇中，小型矿井,几乎都由个人承包经营,生产条件简陋,生产方式原始,普遍没有综采机械。
经过二十几年的研究、开发,我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟,掘进机从轻型发展到了中、重型,切割对象从煤拓展到了岩石,长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高，多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控,安全性大为提高。
我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进的先进设备,但由于对其他国家技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,一些先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,原有设备没有淘汰,到了设计寿命仍在超期服役，大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘、辐射等因素的影响,导致安全监测设备的可靠性下降；部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换,也是造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。
矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,设备仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高,特别是在灵敏度和可靠性方面,许多复杂的难题有待进一步研究。
虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止,我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段,急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面,现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱,这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种,现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分,远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证,但是在煤炭需求旺盛的情况下,人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪,加上不菲的投入,更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前,忽视质量标准化,导致安全质量标准化的滑坡,埋下事故隐患。
统计资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的,由于矿山工作的艰苦和危险性,矿山机械的从业人员的组成复杂,部分机械设备操作人员文化素质低,对设备的安全性能了解不够,自我保护意识淡薄,习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段,不断强化操作人员的责任心和安全意识,掌握设备的安全操作要领,才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作,杜绝麻痹心理,才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。另外,煤炭企业的管理人员过多地强调产量,追求经济利益的最大化,安全观念不强,对从业人员的上岗培训不到位,致使部分操作人员不能很好地掌握先进设备的使用方法,导致现有的设备也不能发挥应有的技术优势。
矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题,要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,为矿山机械安全设计提供方法论的指导;对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究,特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度,并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系,通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险,提高本质安全水平。
由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性,需要企业技术和管理人员转变企业观念,共同承担安全责任,增强安全意识。
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。
我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向,及时跟踪各先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况,加大安全标准的制定力度,积极制定与国际接轨的安全标准,使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品,监察机关也应加大执法力度,保证法规和标准的严格执行。
随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展,由机械化向半自动化和自动化的方向迈进,对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效,促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实,就必须从现在起加快对从事设计、科研等工作的矿山机械安全技术人才的培养,加强对作业人员和技术工人的选择和培训,全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识,继续推进煤矿安全培训标准化建设,更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。
［1］煤炭工业部.煤炭工业设计规程［M］.北京:煤炭工业出版社,1992.
［3］杨敬国,晋民杰.国外矿山机械的发展趋势［J］.山西机械,2000,增刊,23-241.
［4］管荣根,张瑞宏,顾 玲.论我国矿山机械的创新与发展［J］.矿山机械,2004,(9):22-231.
经过几十年的努力,我国矿山机械行业得到大力发展,但与国外同行业产品的发展水平相比,有相当大的差距,尤其是在露天挖掘设备和井下运设备等方面差距尤其明显，对矿山机械产品而言,在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距;我国加入wto后,为了加快基础工业的发展,必须加快矿山机械的开发与研究速度。
但是随着社会的进步和科学技术的发展,生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视,机械安全也逐渐形成了一门独立的学科,并得到了社会的认同。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生; 其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿场所,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。
尤为重要的是,煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险,一旦遇到明火就会爆炸,引发重、特大安全事故,造成严重的人身伤害和财产损失,为了坚决消灭引爆火源,井下设备必须具有良好的防爆性能“每年由矿山机械设备隐患导致的安全事故都给煤炭企业造成巨大损失,也给煤炭从业人员的人身安全造成严重威胁,矿山机的安全问题越来越引起了人们的高度重视。
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐，现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿；现代化矿井;大型(超大型)现代矿井；乡镇中小型矿井。
(1)老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求；
(2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,其中国产设备占了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现；
(4)在我国现有的2.5万个煤矿中有2.3万个是乡镇中，小型矿井,几乎都由个人承包经营,生产条件简陋,生产方式原始,普遍没有综采机械。
经过二十几年的研究、开发,我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟,掘进机从轻型发展到了中、重型,切割对象从煤拓展到了岩石,长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高，多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控,安全性大为提高。
我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进的先进设备,但由于对其他国家技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,一些先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,原有设备没有淘汰,到了设计寿命仍在超期服役，大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘、辐射等因素的影响,导致安全监测设备的可靠性下降；部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换,也是造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。
矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,设备仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高,特别是在灵敏度和可靠性方面,许多复杂的难题有待进一步研究。
虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止,我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段,急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面,现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱,这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种,现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分,远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证,但是在煤炭需求旺盛的情况下,人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪,加上不菲的投入,更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前,忽视质量标准化,导致安全质量标准化的滑坡,埋下事故隐患。
统计资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的,由于矿山工作的艰苦和危险性,矿山机械的从业人员的组成复杂,部分机械设备操作人员文化素质低,对设备的安全性能了解不够,自我保护意识淡薄,习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段,不断强化操作人员的责任心和安全意识,掌握设备的安全操作要领,才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作,杜绝麻痹心理,才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。另外,煤炭企业的管理人员过多地强调产量,追求经济利益的最大化,安全观念不强,对从业人员的上岗培训不到位,致使部分操作人员不能很好地掌握先进设备的使用方法,导致现有的设备也不能发挥应有的技术优势。
矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题,要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,为矿山机械安全设计提供方法论的指导;对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究,特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度,并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系,通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险,提高本质安全水平。
由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性,需要企业技术和管理人员转变企业观念,共同承担安全责任,增强安全意识。
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。
我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向,及时跟踪各先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况,加大安全标准的制定力度,积极制定与国际接轨的安全标准,使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品,监察机关也应加大执法力度,保证法规和标准的严格执行。
随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展,由机械化向半自动化和自动化的方向迈进,对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效,促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实,就必须从现在起加快对从事设计、科研等工作的矿山机械安全技术人才的培养,加强对作业人员和技术工人的选择和培训,全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识,继续推进煤矿安全培训标准化建设,更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。
［1］煤炭工业部.煤炭工业设计规程［m］.北京:煤炭工业出版社,1992.
［3］杨敬国,晋民杰.国外矿山机械的发展趋势［j］.山西机械,2000,增刊,23-241.
［4］管荣根,张瑞宏,顾 玲.论我国矿山机械的创新与发展［j］.矿山机械,2004,(9):22-231.
经过几十年的努力，我国矿山机械行业得到大力发展，但与国外同行业产品的发展水平相比，有相当大的差距，尤其是在露天挖掘设备和井下运设备等方面差距尤其明显，对矿山机械产品而言，在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距;我国加入WTO后，为了加快基础工业的发展，必须加快矿山机械的开发与研究速度。
但是随着社会的进步和科学技术的发展，生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视，机械安全也逐渐形成了一门独立的学科，并得到了社会的认同。首先，处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现，就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性天博事故的发生; 其次，随着采矿工业机械化程度的提高，特别是大型和重型机械进入采矿场所，安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。
尤为重要的是，煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险，一旦遇到明火就会爆炸，引发重、特大安全事故，造成严重的人身伤害和财产损失，为了坚决消灭引爆火源，井下设备必须具有良好的防爆性能“每年由矿山机械设备隐患导致的安全事故都给煤炭企业造成巨大损失，也给煤炭从业人员的人身安全造成严重威胁，矿山机的安全问题越来越引起了人们的高度重视。
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐，现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿；现代化矿井;大型(超大型)现代矿井；乡镇中小型矿井。
(1)老矿及改扩建矿多建于解放初期，有的甚至是解放前期，由于资金和企业观念上的问题，仍然保留着建井初期的装备，设备非常落后，安全设计欠缺，虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求；
(2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期，广泛采用了当时较为先进的综采机械，其中国产设备占了主导地位，完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现，机电一体化在矿山机械设备上逐步实现；
(4)在我国现有的2.5万个煤矿中有2.3万个是乡镇中，小型矿井，几乎都由个人承包经营，生产条件简陋，生产方式原始，普遍没有综采机械。
经过二十几年的研究、开发，我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟，掘进机从轻型发展到了中、重型，切割对象从煤拓展到了岩石，长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高，多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控，安全性大为提高。
我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高，但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低，有些矿井虽采用了引进的先进设备，但由于对其他国家技术的消化还不彻底，仍不能进行正常使用和维护，一些先进的功能没有充分发挥出来，更有甚者，由于盲目追求生产，忽视安全，把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除，造成很大安全隐患，设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化，原有设备没有淘汰，到了设计寿命仍在超期服役，大部分设备超负荷运转，带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素，潮湿、粉尘、辐射等因素的影响，导致安全监测设备的可靠性下降；部分管理人员盲目追求生产，存在侥幸心理，致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换，也是造成设备安全性降低，也是安全事故屡发的原因之一。
矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作，容易产生各种安全隐患，如果没有及时发现，设备仍然处在重载、高速等环境下工作，就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新，但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在，矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高，特别是在灵敏度和可靠性方面，许多复杂的难题有待进一步研究。
虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法，但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备，目前安全设计只有理论，还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止，我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段，急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面，现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱，这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等，为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则，并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种，现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分，远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证，但是在煤炭需求旺盛的情况下，人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪，加上不菲的投入，更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前，忽视质量标准化，导致安全质量标准化的滑坡，埋下事故隐患。
统计资料表明，80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的，由于矿山工作的艰苦和危险性，矿山机械的从业人员的组成复杂，部分机械设备操作人员文化素质低，对设备的安全性能了解不够，自我保护意识淡薄，习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段，不断强化操作人员的责任心和安全意识，掌握设备的安全操作要领，才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作，杜绝麻痹心理，才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。另外，煤炭企业的管理人员过多地强调产量，追求经济利益的最大化，安全观念不强，对从业人员的上岗培训不到位，致使部分操作人员不能很好地掌握先进设备的使用方法，导致现有的设备也不能发挥应有的技术优势。
矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样，趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多，单一学科的理论与方法已经不能解决问题，要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系，包括理论、原理和方法，为矿山机械安全设计提供方法论的指导;对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究，特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度，并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系，通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险，提高本质安全水平。
由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性，需要企业技术和管理人员转变企业观念，共同承担安全责任，增强安全意识。
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况，国家应该在政策方面加强引导，在法规方面加大控制力度，在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造，企业在利用国家政策技改资金的同时，自身也应下大力气，多方筹措资金，补足安全欠账缺口，下决心报废一切超期服役的设备，或进行必要的装备技术改造，从而切实改善矿山机械设备安全现状。
我国矿山机械行业的标准化工作者应密切关注国际机械安全标准的发展动向，及时跟踪各先进工业化国家的重型矿山机械及相关行业的安全技术法规与安全标准情况，加大安全标准的制定力度，积极制定与国际接轨的安全标准，使安全标准能覆盖绝大多数矿山机械产品，监察机关也应加大执法力度，保证法规和标准的严格执行。
随着我国矿山机械设备和科学技术的不断改进和发展，由机械化向半自动化和自动化的方向迈进，对人的智力和技术水平的要求也更高、更严格。为了在生产工作中做到安全、高效，促进我国机械安全体系的建立和贯彻落实，就必须从现在起加快对从事设计、科研等工作的矿山机械安全技术人才的培养，加强对作业人员和技术工人的选择和培训，全面提高矿山机械从业人员的技术水平和安全意识，继续推进煤矿安全培训标准化建设，更好地提高安全意识和安全设计的技术水平。
［1］煤炭工业部.煤炭工业设计规程［M］.北京:煤炭工业出版社，1992.
［3］杨敬国，晋民杰.国外矿山机械的发展趋势［J天博］.山西机械，2000，增刊，23-241.
［4］管荣根，张瑞宏，顾 玲.论我国矿山机械的创新与发展［J］.矿山机械，2004，(9):22-231.
