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篇(1)

關鍵詞：礦山企業；數字礦山；關鍵技術；系統

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 08-0000-02

隨著近年來我國社會主義經濟的建設的不斷推進，各行各業都呈現欣欣向榮的發展勢頭，采礦行業也不例外。但是采礦業長期存在的問題也不容忽視，粗放的作業方式致使礦山企業運行狀態的信息化程度欠佳，掠奪式的資源開采方式是導致環境資源枯竭的罪魁禍首。在新時代可持續發展戰略的要求下，我國傳統采礦行業勢必要利用信息技術對其管理運作模式進行升級和改造，以信息化帶動工業化發展，提高傳統礦業運作的科技含量，充分發揮現代人力資源的絕對優勢，實現高能低耗的環保目標，從而最終達到經濟效益、社會效益和環境效益的和諧統一。由此，數字礦山應運而生，對我國傳統礦業進行有效的改造，使我國采礦企業煥發新的光彩，充分具備應對外部市場激烈競爭的強大生命力。

一、數字礦山概述

（一）數字礦山的定義

數字礦山是對地面、井下的生產活動進行有效監控、對經營管理和公共信息服務進行指導、對數據信息平臺進行技術控制的一種高信息利用率系統。數字礦山的構想理念是指在統一的空間框架和時間坐標體系的規范之下，對涉及礦山運作形態的多方面信息進行合理有序的組織，運用智能化、可視化、數字化和空間化的信息技術對龐大的礦山信息資源進行科學高效的分析和全面的整合。

數字礦山是建立在有效獲取精準的礦山空間數據的基礎之上，通過三維模擬和虛擬技術實時再現礦山周圍的地理環境和相關地質現象，對礦山挖掘作業進行仿真分析，得出影響采礦行業發展的環境隱患和相關工藝的技術參數，對地質活動造成的自然災害進行有效預警并及時啟動智能化應急措施。總的來說，數字礦山成功實現了數據獲取信息化、模擬分析立體化、開采作業無人化、監控檢測自動化和資源利用高效化的礦山企業發展新模式。

（二）數字礦山的特點

相較于傳統礦業來說，數字礦山具有不可比擬的優勢特點。第一，數字礦山采用虛擬現實技術，成功再現礦體內部實際結構和開采挖掘的全過程，有利于可視化管理。第二，礦山數據倉庫的信息化管理方式，可以在一定范圍內實現數據的信息資源共享。第三，計算機通過自動分析礦體周圍的地質條件和地理環境，智能化確定開采和挖掘作業的相關技術和工藝參數。第四，數字礦山仿真模擬地質狀況的變換狀況，可以及時預見潛在風險，自動開啟礦山預警系統。

二、數字礦山的基本框架

（一）數字礦山系統的主要結構層

數字礦山的整體系統結構包括以下幾個層次：第一，獲取和儲存數據的數據層，通過各類技術手段有效獲取數據信息，并將其轉化為圖片、文檔或視頻等多種形式進行儲存。第二，對加工后的數據進行表述的模型層，采取采場模型、礦體內部模型、虛擬動畫模型、空間三維模型和礦體地質環境模型等多種形象的模型對礦山總體狀況進行直觀表述，實現有效地輸入模擬設計方案。第三，在模型層的基礎之上，建立起對設計方案優化、參數優化和工藝流程模擬的模擬與優化層。第四，建立在模擬與優化層基礎之上的輔助設計層，為設計方案提供相關幫助或者直接將優化層轉化為具有可行性的方案。第五，包括遠程操作、流程參數自動監控和自動調度在內的執行與控制層。第六，包括辦公自動化和管理信息系統在內的管理層。第六，決策支持層，是對以上各個層次整合信息的進一步分析和有效預見，對相關層次決策的制定起到支持作用。

（二）數字礦山主要系統

數據礦山的系統復雜而龐大，迄今為止，學術界對其系統的分類還存在諸多不同的看法，每種看法都有其合理性。這里我們主要根據系統的功能差異，將數據礦山的系統劃分為中央處理系統、數據采集與處理系統、礦山地理信息系統、數字采礦與選礦系統、礦山管理信息系統五大部分。

1.中央處理系統

中央處理系統是數字礦山的神經中樞，通過匯總子系統傳輸的數據和信息，對其進行全方位分析，并在此基礎上實現對其他子系統進行有效控制，為礦山企業和相關職能部門的整體指揮和決策行為提供建議。

2.數據采集與處理系統

這一系統利用GPS衛星定位、取樣化驗或遙感技術等手段，對空間信息和屬性信息進行測量和勘探，并在經過坐標轉換、圖形矢量化、數據集成等預處理之后，建立相關數據庫，并且對其進行定時更新，集中儲存和管理相關信息。一切計算機系統都是以數據或信息為基礎，數據采集與處理系統的任務就是采集、處理和更新數據，數據包括測量數據和勘探數據等，確保整個系統的持續運行。

3.礦山地理信息系統

礦山地理信息系統是通過運用常用軟件得到不同的圖層，進而對不同數據進行組織表達，成功建立起礦體及其周圍地區物像的拓撲關系，進一步拓寬地理信息系統的功能，成功實現空間查詢與分析和礦圖制作輸出。

4.數字采礦與選礦系統

數字采礦系統（即CAD）是為了保證運行過程的安全，，通過礦床模型和礦體地質模型的建立，全方位詳細掌握礦山的巖石構成或地質構成等各方面的屬性，對開采和挖掘作業的相關設備運行參數進行實時監控。除此之外，選礦系統是從選礦環節的質量出發，基于選礦技術的基礎之上，對選礦設備的自動運行進行有效控制，從而達到調節相關參數，進而影響選礦回收率、精礦品味和成本的目的。

5.礦山管理信息系統

辦公自動化系統（如文字處理、數據庫操作、信息聯絡與溝通等辦公技術的信息化）和管理信息系統（如人事管理、成本管理、設備管理等綜合信息資源的管理）共同構成了礦山管理系統。

三、我國數字礦山的關鍵技術

（一）數據倉庫技術

由于數字礦山采集信息具有海量、異質等特點，鑒于分散儲存和分別建庫的不便，包括數據存儲在內的數據倉庫技術應運而生。數據倉庫技術，包括礦山數據分類組織、分類編碼、元數據標準、高效檢索、快速更新與分布式管理等，可以在此基礎上建立起一種適合于多源異質礦山數據集成與共享、且獨立于應用軟件與數據模型的數據組織結構，便于在對未知現象和時空發展進行預測的過程中，能夠高效、及時、精準地獲取相關專題信息。

（二）三維空間可視化技術

三維空間的可視化是對礦山空間環境和地質構造進行有效分析的前提，是數據模型和數據結構有效組合的依據。三維空間可視化技術主要表現在以下三個反面：首先，包括地震探測、地質雷達等技術在內的三維物探技術。其次，是利用數據實景復制技術達到建立集合面片模型的三維激光掃描技術。最后，是利用數字攝影測量系統獲取地面三維數據的技術。

（三）虛擬現實技術

虛擬現實技術是建立在三維空間可視化的基礎之上，通過對礦山地層環境和局部地質構造的多視角、多維顯現，實現相關人員對數字礦山自上而下的動態變化一目了然。虛擬現實技術在一定程度上滿足了數字礦山智能化建設的要求，實現了對礦區環境動態變化的模擬和對井下采礦作業情況的動態仿真，甚至能夠針對突發性的礦區災害和險情進行模擬演練，增強相關人員的應急能力。

（四）3S及其集成技術

3S技術指的是全球定位系統(GPS)、遙感系統（RS)和地理信息系統(GIS)。在實際中，通常利用全球定位系統確定目標地物的位置及其高程，然后運用遙感技術拍攝衛星遙感影像，準確獲取地物信息，最后，通過地理信息系統對所獲信息進行有效的空間分析處理，使有關可行性方案的制定有據可依。3S及其集成技術的快速發展，為數字礦山從構想走向實際創造了可能。

（五）礦山綜合安全監控技術

由于井下作業面臨較為復雜的地質環境，因此，建立礦山綜合安全技術顯得尤為重要。傳感器將采集的數據透過綜合通訊平臺傳輸到控制中心，經過精密儀器對相關信號的綜合分析，推導出礦井巖層力學行為，并對其破壞程度進行判斷，及時發現災害，并對災害進行有效預警，構成一整套嚴密可靠的安全監測網絡。

四、我國數字礦山有效實施的重要對策

我國數字礦山的建設還處在初期階段，還面臨種種不足。在此種情況下，礦山企業和相關部門更應該著重關注數字礦山的實施策略，促進信息化技術在工業領域的全面滲透。

（一）更新觀念，對礦山進行整體規劃

做好數字礦山建設，首先需要礦山企業和相關部門建立起對數字礦山的清晰認識，各部門負責人、技術人員和一線操作人員協同合作，參與到建設中去，摒棄傳統的開采和挖掘作業方式，更新生產經營的理念，從宏觀的角度對礦山進行規劃。礦山企業要想做到對整體建設心中有數，必須全面梳理相關具體業務和管理環節，并針對盲點設計出集中處理的高效科技應用架構，準確定位自動化項目、智能化項目、信息化項目的實施順序，促進整個數字礦山建設工作的有序開展。

（二）注重信息和技術集成

數字礦山的實施首先建立在數據信息的獲取上面。如何通過有限的技術手段達到獲取信息數量的最大化、實現資源共享，是擺在礦山企業面前的現實問題。由此可見，唯有實現信息和技術集成，才是建設數字礦山的必由之路。信息集成和相關技術的集成需要在建設過程中實現集中控制、在管理工作中實現系統集成，實現管理系統和控制系統的一體化，促進數字礦山總體門戶的集成。

（三）加大建設成本投入

數字礦山的建設離不開強有力的資金支持。政府相關職能部門和礦山企業及科研機構都應該高度重視數字礦山的整體建設，加大對建設成本的投資力度，有必要的情況下建立較為穩定的數字礦山建設基金，全力支持采礦行業的技術引進和改造，為大范圍內的技術推廣與科技研究提供充分的物質保障。

（四）對軟件服務商進行資質測評，確保應用技術的落實

通過上述論述，我們不難發現，與數字礦山建設相關的信息技術種類繁雜，技術性軟件或是綜合型軟件層出不窮，各類軟件都有其利弊，無法全面適應數字礦山建設的具體細節需要，加之我國信息技術市場欠缺相應規范，軟件服務商為了牟利，常常出現夸大軟件功能的現象，這更是造成了數字礦山建設的潛在發展隱患。因此，礦山企業在選購相關技術軟件時，必須對軟件服務商的相關資質進行測評，選擇適合數字礦山控制和管理方面的技術軟件，選擇誠信踏實的供應商進行長期合作，避免由于服務商惡意競爭造成的建設上的不利。

（五）定向培養相關技術人才

相關高校、礦山企業和科研機構應該加強合作，形成優勢互補的聯合力量，進行長期的合作，有計劃地培養一批了解數字礦山基本架構、適應數字礦山建設、符合數字礦山管理要求的相關技術人才，填補我國數字礦山建設階段的人才缺口，為后續建設工作儲備人才力量，促進人才戰略的全面實施，從而促進我國礦業生產的長期可持續性發展。

結束語：

我國數字礦山雖然在虛擬現實技術、預警智能化、采礦仿真、辦公自動化和三維空間技術等方面取得了長足的發展，但是由于我國礦山企業生產環境惡劣、地質環境復雜多變、潛在安全隱患難以預見、作業涉及面甚廣等因素的影響，礦山的完善和成熟還需要盡力一個漫長而曲折的過程，不可能一蹴而就。因此，礦山企業在實際工作中，應該密切關注數字礦山的建設情況，以獲取真實精準的礦山企業信息并對其進行合理整合為己任，在合理成本的承擔范圍內加大信息技術的引進力度，全方位落實熟悉礦山的信息化建設理念，實現采礦行業的可持續性發展，促成經濟效益和環境效益的雙贏局面。

參考文獻：

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【關鍵詞】數字礦山；研究現狀；建設

0.引言

隨著信息技術、計算機技術、通信技術、自動控制技術、3S(GIS,GPS,RS)技術、網絡技術的發展，礦山信息化、數字化的實現也成為可能。在1999年召開的首屆國際數字地球大會上，再次提出了數字礦山的概念。啟用先進的數字化手段對礦產資源的開采進行合理設計規劃、科學并有效的控制是空間技術、信息技術發展的必然結果，使其在礦業中發揮出越來越大的作用, 是當代礦業發展的目標和方向。數字礦山是把真實礦山用數字化的形式再現出來，是在統一的空間坐標下，用科學合理的方法將各類礦山、地質信息組織在一起，將海量異質的礦山信息和資料進行全面、高效、有序的管理和整合。

1.數字礦山建設的意義

數字礦山建設在實現資源的可持續發展方面發揮出巨大的作用。數字礦山可以將礦產資源的存儲情況和開采情況系統化、數字化地表現出來。數字化礦山的研究和建設對于現代礦山企業的發展具有十分重要的意義，表現在如下幾個方面:

1.1簡化管理

礦山是一種特殊的地理區域，現代礦山一般規模大，占地廣，地質條件參差不齊，開采方式復雜。數字礦山利用計算機技術把地質資料匯總管理，不但保證了地質數據資料管理工作的高效及正確性，也提高了管理人員的工作效率，減少了工作量。

1.2利于開發和發現資源

數字礦山信息系統可以綜合分析礦山多年開采和補充勘探的大量的地質資料，以三維立體的方式將這些資料表達出來，作為礦床地質信息的定量描述，對礦體分布規律進行進一步分析，從而能夠對礦床邊緣及深部成礦進行有效的預測。對礦床圖形進行分析研究，還可以合理的確定礦山的開拓計劃、優選采礦方法，從而大大提高工程設計、分析的能力。

1.3為地質災害的預防提供依據

礦山是一個多介質的復雜結構空間體，發生地質災害的情況隨時可能遇到。一旦決策失誤或措施不及時，都將會導致重大事故。數字礦山信息系統可以利用勘測資料和生產過程中提供的監測數據，對可能出現的地質災害進行預測分析，為災害的預防提供了可靠的依據。

2.數字礦山研究現狀

2.1國外研究現狀

目前，實現遠程遙控和自動化采礦是礦業發達的國家建設數字礦山的重點。國際著名礦山企業加拿大國際鎳業公司從20世紀90年代初，就開始在數字化礦山的基礎上研究遙控采礦技術，其目的是實現整個采礦過程的遠程遙控操作。現在，國際鎳業公司已研制出遠程遙控樣機系統，并在加拿大安大略省的薩德泊里盆地的幾家地下鎳礦試用，實現了在地面對地下礦山機械進行控制，甚至可以從400km以外的多倫多對地下鎳礦的采、掘、運等活動進行遠程控制。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織在2001年的項目“勘探和采礦數據四維可視化”中，用VRML和Java實現了一個四維可視化、交互的平臺，該平臺主要目的是集成測量、地質、鉆孔、三維地震、重力、地球物理等真三維數據，高效、快速和便捷地顯示在網絡上，為用戶提供一個交互、易理解的煤礦虛擬環境，并實現了對三維數據的解釋、驗證和認知。

2.2國內研究現狀

我國目前可用于數字化礦山方面的軟件相對比較少，水平和發達國家相比也有很大差距，但也取得了一定的成績。2002年春天，以“數字礦山戰略及未來發展”為主題的中國科協第86界青年科學家論壇勝利召開。我國第一座數字礦山山東新汶礦業集團泰山能源股份有限公司翟鎮煤礦，它與北京大學遙感與地理信息系統研究所合作，是國內第一家應用數字化礦井技術礦山。北京華油吉澳科技開發有限責任公司投資成功開發了面向石油地質專家和油藏工程師的專業應用軟件系統GEOTOOLS3.0系統。煤炭科學研究總院西安分院開發的礦井三維地質模型軟件，具有光照模型顯示、儲量自動計算、三維多層地質建模、任意地質剖面剖切功能及礦井巷道系統三維模型顯示和成圖等功能。北京理正軟件設計研究院開發的LeadingGIS也比較好的實現了地質體的三維可視化，武漢中地信息工程有限公司的MAPGIS、北京超圖的SUPERMAP等都帶有二維可視化的模塊。還有首鋼礦業公司的GIS-MES-ERP-OA 集成系統和山東招金集團的三維地測采生產輔助決策系統。

3.存在的問題與不足

隨著信息技術飛速的發展，數字礦山也已經開始從理論分析階段逐步走向實際應用階段。雖然我國對數字礦山技術研究取得了一定的成就，但是礦山數字化整體水平還比較低，在礦山數字化建設過程中還存在著一系列問題，與國際先進水平存在一定差距。目前很多大中專院校都開設了數字化礦山的相關專業，我國現階段既熟悉礦山的業務又了解信息系統整體規劃的綜合性人才依然缺乏。

我國很多礦山的經營理者和專業技術人員, 對建設數字礦山的重要性認識不足，加之需投入大量的人財物，導致他們積極性不高。另外還有一些企業沒有把建設數字礦山作為礦山發展的戰略任務來對待, 缺少長遠的發展規劃, 從而也影響了數字礦山建設的進程。

目前，我國適用于礦山應用的數據集成軟件非常缺乏，專業研發團隊相對薄弱。所以，進行數據集成軟件的研發是當前建設數字化礦山的一個迫切任務。

4.數字礦山建設建議

為提高礦山的競爭力，實現礦山的安全高效、綠色環保、科技文明發展，建設數字礦山是十分緊迫的。根據目前現狀，需要培養人才、引進人才、留住人才。礦山主管部門及企業高層領導要親自牽頭，確保有足夠的資金投入，制定詳細的規劃和具體的實施步驟，循環漸進，逐步實施，并加強高級管理人員的信息化培訓工作。數字礦山建設應該按從簡單到復雜、從小規模到大規模的原則有序進行，并在國家空間數據基礎設施（NSDI）的統一框架下，按照行業、企業數字化建設的要求和慣例，建立礦山數據倉庫，逐步實現礦山地、測、采專業的數字化，礦山安全管理數字化，礦產資源管理數字化。

5.結束語

數字礦山是現代化礦山的發展方向，也將是資源開發可持續發展的重要方向。礦山企業應結合自身實際情況，整體規劃，有重點、分步驟、有序地實施數字化建設。數字礦山的功能性及重要性將會在今后的應用中逐步顯現出來。數字礦山的發展前景非常廣闊，但同時也充滿了挑戰。

【參考文獻】

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［2］吳立新.中國數字礦山進展[J].地理信息世界,2008(10):6-13.

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關鍵詞： 煤礦機械加工；科技管理；基本原則；管理制度

中圖分類號：F426.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0210108－01

1 我國煤礦機械的現狀及發展趨勢

1.1 發展現狀

煤炭資源在我國能源結構中占據相當重要的地位，雖然近些年來，煤炭工業取得了長足的進步，煤炭產量位居世界第一，但仍然出現煤炭產量緊張，呈供小于需的現象，面對煤炭資源的需求的增加，輔助煤炭生產的煤礦機械逐漸暴露眾多弊端。主要體現在以下幾個方面：一是設備體積笨重，重量與體積龐大。這種狀況不但導致運轉不靈活，而且使設備的搬遷受到限制，限制了生產能力的發揮；二是適應性差，在我國的一些煤礦，仍有部分礦井采用放炮落煤，不僅有損煤炭的塊度保持而且容易導致瓦斯、頂板事故的發生，現有機械化設備展不開，導致煤礦機械化水平的落后，制約煤礦生產能力的提高；三是智能化低。當今各個行業的現代化與智能化迅速提高。但是煤炭行業的現代化水平明顯滯后于時代的發展，煤礦機械設備很多都是機械動力或機械控制。四是生產能力受束縛，雖然我國煤炭產量很高，但與滿足國民經濟發展需要的煤炭資源還有很大差距，部分煤炭資源是礦井超產增加的產量，受煤礦機械設備生產能力的束縛較大。

1.2 機械設備的發展趨勢

我國國民經濟持續發展的需要實現煤礦現代化，提高煤炭產量，煤礦機械設備如何發展，成為事關煤炭行業興衰成敗的重中之重。近些年來，礦山機械設備主要呈現以下幾大趨勢：一是使用靈活化 靈活化就是指機械設備的適應性強，一臺機械設備可以適應多種復雜的地質條件和礦井生產條件。礦山機械設備的靈活化能使條件較差的煤礦的生產能力極大挖掘，有利于提高整個煤炭行業的生產能力；二是功能綜合化。綜合化就是指機械設備功能的綜合化，也就是實現一臺設備多項功能的綜合，機械設備綜合化能節約人力資源，提高設備的利用效率，發揮煤礦機械設備生產能力的發揮；三是設備國產化，煤礦機械經過多年的發展，常用設備基本實現了現代化。但是高精度、大能力、高技術的設備仍不是國產化，制約煤礦機械的發展；四是設備的現代化、智能化。現階段，社會各行各業都在迅速的實現現代化、智能化。煤炭機械也應該緊跟時代潮流，在實現現代化與智能化邁上一個新臺階，從而解決制約我國煤炭行業生產能力發展的瓶頸。綜合上述，煤礦企業要想擴大生產能力與規模，產量逐年增加，就應該加大對礦機設備加工也的投入，對設備要不斷的改造，對設備的管理制度要不斷健全與完善，來提高機械設備的利用率，從而提高煤礦的生產效率。

2 機械設備改造的基本原則

設備改造的目的提高效率、降低成本、防止設備事故的發生，延長設備使用壽命和檢修周期，保證設備的安全運行，良好的服務于生產。煤礦機械加工制造行業的設備改造主要體現在以下兩個方面。

2.1 適應液壓支架的制造

在煤炭生產中，廣泛采用以大型液壓支架、大功率采煤機、刮板輸送機和帶式輸送機為代表的采煤設備，機械加工是采煤機械制造過程中的重要環節，設備的質量和可靠性取決于制造加工的技術水平。為了適應液壓支架加工的需求，煤礦企業應該在現有的設備的基礎上，不斷的對設備進行技術改造來滿足支架的生產需求。液壓支架的生產一般有結構件的組焊、各種千斤頂的配套、銷軸類的加工、鑄鍛件的加工四部分組成。綜合這幾個方面：首先進行數控切割機的改造，就是把原來廢棄的切割機恢復好，通過切割下料來減少清磨、刀檢、人工劃線以及機加工的余量等工作量，達到提高勞動生產效率，減輕勞動強度的目的，同時，能使焊接后的結構件圓弧過渡處光滑與流暢，質量與外觀過硬；其次是用數控車床代替普通車床。數控車床能提高千斤頂內部件的加工質量以及銷軸類加工件的表面粗糙度，這樣經過裝配配裝千斤頂合格率基本都能達標。能使鉸接孔處的銷軸類磨損減少，延長壽命，同時支架運動也相對靈活可靠，增強了安全性。最后是退火爐要改擴建。擴建能減少鑄件的退火周期，鑄件加工的短、平、快得以實現，鉚焊件的組焊得到了保證。

2.2 煤礦機電設備進行改造的目的

煤礦機電設備進行改造的目的是適應市場的要求，大力提高產品的質量，當前支架制造市場不斷增多，市場競爭也很激烈。要想有競爭優勢就必須要高產品的內在與外在質量，適應客戶的不同需求。譬如通過改造數控切割機等設備，提高了板件類的尺寸精度和鉚焊件的外觀質量，通過對鏜床的改造，提高結構件鉸接孔的位置精度和尺寸精度，通過對數控車床的改造，來提高了千斤頂內臟件的加工質量。通過這些改造增強了液壓支架的靈活性，提高了產品的質量，適應了市場的需求。

3 機電設備維護與管理

設備的安全良好運行是企業順利生產的前提。因此設備的維護保養以及管理是企業不可缺失的重要工作。必須有一系列管理制度制約保證。

3.1 機電設備保養制度

設備管理的起點和基礎就是設備保養，設備操作人員應掌握關于設備的“三好”、“四會”，“三好”、“四會”指的是：管好、用好、修好，會使用、會保養、會檢查、會排除一般性故障。“五定”指的是定人、定期、定質、定量、定點。設備使用結束后，應對設備進行保養，做到機床內部無加工碎屑，工作臺清潔、靈活，保持外觀、清潔，設備處于初始狀態，并填寫完《設備保養記錄表》。其保養標準是：設備各部位干凈整潔，無油污雜物，各組成部分運動部件運轉正常、可靠，設備周圍生產環境（如溫度、濕度等）滿足產品生產的工藝要求。設備各部分包括操作面板上的各按鈕完好無損，功能正常，各部位按規定主動及時加油，能及時補足冷卻液，并按規定認真維護保養并記錄。

3.2 設備管理制度

機械設備管理工作主要包括以下幾個方面：一是機械設備從選型購置、安裝調試、驗收投產、使用維修、更新改造直到報廢，建立相應規章制度和技術經濟指標；二是選型購置是機械設備的前期管理工作，根據任務需要認真進行技術經濟論的基礎上選購先進適用的機械設備，保持合理的裝備結構；三是合理組織機械施工，合理配置和及時調度機械設備，充分發揮其效能，是提高機械設備的利用率的主要管理工作；四是對機械設備有計劃地進行定期維修和檢查修理，保證在用機械設備能經常處于良好的技術狀態，以提高機械設備的完好率；五是采用先進的修理方法和技術

組織措施，提高修理質量，縮短工期，降低費用，及時消除機械設備的缺陷和隱患，防止損壞事故發生；六是有計劃地對現有機械設備進行技術改造和更新，挖掘設備潛力，提高分公司施工能力和裝備素質。七是組織對機械設備使用狀況的檢查分析，并反饋于機械管理全過程，不斷改進機械管理工作；八是積極推行設備綜合管理，重視設備前期管理，發展以設備診斷技術為基礎的維修方式，以提高設備管理現代化水平；九是用經濟手段管理機械設備，以提高機械設備的經濟效益。

3.3 設備的獎罰制度

機械設備管理需要建立健全激勵制約機制，杜絕因違章操作、野蠻操作、嚴重失保失修等原因才能提高設備的完好率、利用率，保證機械產品的質量。譬如對認真履行職責，認真學習相關機械知識，技術業務精湛，獨立完成機械設備中、小修等崗位人員進行獎勵，對因違章啟動和操作機械設備以及機械設備臟、亂、差，不按時加注油給予處罰等措施都很重要。

參考文獻：

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【關鍵詞】煤礦企業；機電一體化

1 煤礦企業實現機電一體化的意義

煤礦企業的機電一體化，包括機電技術的一體化進程、機電技術管理的一體化與機電技術與企業管理的一體化對提高企業的綜合實力意義重大。主要體現在以下四個方面：

（1）增強企業的競爭力。先進的機電技術是煤礦企業實現信息化、數字化、智能化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。技術的引進及創新可以增強企業的創新能力，先進機電一體化產品的研發，在增強企業核心競爭力的同時，也能促進我國整個煤礦行業的機電一體化進程。

（2）提高人員安全性，提高生產效率，降低勞動強度。機電設備的一體化能夠提高機械的自動化半自動化程度，減少人為因素造成的誤差，提高生產效率，降低煤礦事故。機電設備自動控制系統的應用，可以實現在線檢測，故障報警，大幅度減輕工人勞動強度，精簡工作流程，改善井下工作環境，減少安全隱患，提高工作效率。

（3）保障設備運行的安全性、節能性以及排除故障的高效性。機電設備技術管理與經濟一體化可以提高企業的管理水平，促進煤礦企業技術創新。加強機電設備管理，及時對設備檢查、維修、保養與更新，提高機電隊伍的素質，在為井下生產提供安全可靠地生產設備的同時促進煤礦企業高新技術的發展。

（4）機電技術與企業管理的一體化能夠提高企業的管理水平，合理支出。建立高素質的機電員工，提高設備的使用效率，實現企業的規模化發展。

2 機電一體化技術在煤礦企業中的應用

煤礦行業是我國國民經濟發展的主要支撐行業，也是我國一次性能源的主要生產行業，國家一直對煤礦生產特別重視。經過幾十年的發展，我國煤礦企業在運作中基本上都實現了機械化，進一步發展成為全自動或者半自動的電子機械化，這對于在開采活動和相配套的設備設施運作方面提供了效率和效能的保障。簡單來說，煤礦企業的機電一體化技術被采用在煤礦采掘方面、運輸設備方面、配套保障設施方面等關乎煤礦生產活動的幾大關鍵環節，這就保證了生產活動的高效及人性化。

2.1 機電一體化在礦井安全生產監測監控系統的應用

煤礦安全生產監控系統是煤礦機電一體化核心技術之一。為確保煤礦企業生產的安全，根據煤礦安全相關法規的要求，在瓦斯事故高發的礦井中必須要安裝井下監測監控系統。它通過對煤礦機械中的電動機、傳動系統等的在線運行狀況進行實時監控，實現設備的數字化、智能化運作，一旦井下設備出現故障能夠及時進行故障排查，減少因設備故障或人為疏忽而造成事故的概率，簡化工作人員設備維護檢查工作程序。實踐表明，安全監測監控系統對煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。

2.2 機電一體化技術在礦井綜合采煤設備中的應用

電牽引采煤機運用微電子技術及電子電力技術，通過該技術的運用使采煤結構簡單化，降低了員工的勞動強度、提高了工作的安全性，在我國新型礦井中得到廣泛應用。與舊式采煤機液壓系統相比，其具有工況檢測和故障判斷功能，使機器運行更加可靠。

2.3 機電一體化技術在礦井運輸提升設備中的應用

礦井提升機的使用也是煤礦企業實現機電一體化重要設備，它集機械、電子、自動化、計算機、信息于一體，不僅提高了提升機工作的可靠性，還可以在工作中傳遞信息。采用交 - 交變頻器供電的交流提升機使用兩臺計算機同時工作，相互檢查，安全保護系統較為完善。由于其可實現故障記憶，安全性較高。

2.4 機電設備技術管理和機電一體化。

設備的維修、更新、技術改造也是機電一體化不可或缺的重要步驟。煤礦企業不僅要積極引進先進技術，還要對設備進行定期檢查、維修，使設備在壽命周期內正常運行。對設備進行維修必然會涉及到相關的費用支出，因此煤礦企業要培訓或外聘專業的維修工人，對于有維修價值的設備及時維修，加強管理，杜絕浪費，節約相關方面的費用支出，提高經濟效益。

3 當代煤礦企業機電一體化的發展建議

3.1 存在的問題

煤礦行業在我國仍面臨著高能耗、高污染、低產出、粗放式生產等一系列問題，針對以上問題，國家“十二五”規劃明確提出，我國應著力調整產業技術結構，推動技術升級，加強自主創新，推進節能降耗。煤礦企業的一體化發展不僅符合國家“十二五”規劃的要求，也是企業自身獲得持續發展的需要。隨著科學技術的飛速發展，我國煤礦企業機電一體化建設也取得很大的進步，機電設備逐漸實現了數字化、智能化管理，但是在機電一體化建設中人存在諸多問題，需要煤礦企業進一步完善。

首先，機電一體化應用范圍不夠廣泛。能夠完全實現機電一體化的企業在我國僅限于大型煤礦企業，很多中小型礦井還是落后的生產設備，企業的信息化程度較低。其次，沒有實現機電一體化系統化管理。雖然我國的大中型煤礦企業積極引進先進的機電設備，但是很零散，不夠系統，所以很難完全實現真正的機電一體化。在系統的應用上也不夠程序化。因為機電一體化主要是實現計算技術與機械裝置有機結合，實現礦井機電設備的數字化、機械化操作，因此對于設備的程序要及時更新、開發新技術，而我國大部分煤礦企業僅限于引進技術階段，對于設備的程序化應用與國外相比，差距很大。最后，機電一體化員工素質還需要進一步的提高。很多煤礦企業對花巨資引進過來的先進裝備使用程度很低，其原因就是技術人員專業素養不夠高，只有引進過來的設備得到有效利用，才能從根本上提高企業的機電一體化建設，促進企業的高效持續發展。

3.2 提出的建議

首先，擴大機電一體化的應用范圍，鼓勵中小型煤礦企業加強技術升級，積極引進先進的機電裝置，加快煤礦行業的機電一體化進程。其次，培訓專業的機電一體化員工隊伍，提高設備使用率。煤礦企業應加大在對技術工人的培訓，或者高薪聘請機電相關專業的技術人員參與設備運作與檢修，最大限度的發揮機電設備的使用價值。再者，實現機電設備的綠色化、環保化發展。高效節能，先進環保的機電設備是機電一化發展的趨勢。煤礦企業也在朝著綠色環保的方向發展，最低限度的降低生產給環境帶來的污染。因此，煤礦企業在機電一體化建設中要大力開發節能環保、低粉塵、優質可靠地機電裝備，為節約資源、保護環境作貢獻。最后，實現機電技術與企業管理的一體化發展。機電技術的一體化發展要求機電技術一體化與企業管理協調一致，雙方符合企業戰略發展的要求。企業在加強技術管理的同時也要全面發展，共同致力于企業戰略目標的實現。因此，企業應合理分配員工，合理安排企業支出，加強對設備的管理，及時維護、檢修、保養，更新，在保證生產計劃不收影響的條件下，充分發揮技術創新潛質，提高企業效益。

4 結束語

總的來說，我們要堅持科學技術在生產中的運用，加大機電一體化在煤礦企業中的應用力度，如此一來才可以使生產效率最大化，同時保證了生產過程中的安全性，控制生產成本，確保煤礦企業與時俱進的發展腳步，提升我國煤礦企業的綜合競爭力，推動我國煤礦企業的發展前行。

參考文獻：

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8月23日，第二屆全國危險化學品救援技術競賽在黑龍江省大慶市拉開帷幕，來自全國29個省（自治區、直轄市）以及相關中央企業的30支危險化學品應急救援代表隊，共240名隊員參加了八個大項、為期3天的激烈角逐。

“技術攻關為抓手，

提升智能化水平”

國家安全監管總局副局長、國家安全生產應急救援指揮中心主任孫華山在閉幕式中對這次競賽進行了點評。孫華山指出，本次競賽堅持“以人為本，安全第一，生命至上”的救援理念，緊緊圍繞救援實戰，綜合演練中使用了高噴消防車、無人偵察機、滅火機器人、滅火泡沫等一批國內外領先的裝備技術，其中部分裝備是第一次使用，反映了應急裝備技術發展的新方向、產業發展的新成果。充分展示了救援隊伍實力和技術裝備水平，開拓了危險化學品應急救援國際交流與合作。

孫華山要求，下一步，要以能力建設為抓手，確保應急處置科學有效；以技術攻關為抓手，大力提升應急救援智能化水平。各有關單位要加快推進安全生產應急平臺體系建設，盡快與正在改造建設的國家安全監管總局應急平臺和指揮大廳實現互聯互通，逐步實現國家、省、市、縣和重點企業、應急救援隊伍之間的互聯互通與資源共享。要充分運用新興技術手段，特別是運用物聯網、大數據和互聯網+等科技手段，提升應急平臺的信息化、智能化水平。要針對事故預警及響應、災區偵測與災害處置等應急救援關鍵技術和裝備難題開展集中攻關，力爭形成一批研發成果，適時開展成果轉化與推廣應用工作。

他要求，以基地建設為抓手，不斷提高應急救援保障水平。同礦山應急救援體系相比，我國的危險化學品應急救援體系的隊伍規模、建設機制、保障能力、基地布局等方面還比較薄弱。國家安全監管總局從2016年起計劃在全國先期建設11個國家危險化學品應急救援基地、3個油氣管道應急救援基地和2個危險化學品實訓演練基地。各有關地區和單位要按照“國內領先、國際一流”的標準，積極探索適合本地區、本單位安全生產和應急救援需要的建設模式，充實專業人員、配套救援裝備、完善基礎設施、健全規章制度、展開訓練演練，按照要求抓緊推進基地建設，盡快形成區域應急救援能力和培訓保障能力。

以完善聯動機制為抓手，全面增強協同實戰能力。要借鑒京津冀聯動機制建設的成功經驗，通過信息共享、技術支持、聯合行動、共同處置等有效合作，加強跨地區、跨行業應急救援工作，使各類應急救援資源進一步合理配置和高效利用，建立健全統一指揮、反應迅速、協調有序、運轉高效的應急處置機制，并適時組織開展有實際內容的聯動活動，提高協同應對生產安全事故能力。

應急演練 高新技術裝備集結

在開幕式上，中國石油天然氣股份有限公司下屬大慶油田有限責任公司（以下簡稱大慶油田）舉行了石油化工火災事故處置綜合演練。演練主要內容為化工裝置泄漏、起火、爆炸，引燃鄰近的原油儲罐，形成立體式燃燒后，地企聯動處置的全過程。

本次大型儲罐和石油化工火災撲救突出了“四新”：一是新理念，不搞大兵團作戰、不搞人海戰術，推行科技換人，走精兵戰法；二是新裝備，演練采用了三相射流消防車、智能滅火偵測機器人、消防無人偵察機、電控中低倍泡沫復合炮等新裝備；三是新技術，采用大數據、云平臺輔助決策指揮；四是新戰法，堅持以人為本，發揮高科技優勢，實現危化品裝置火災現場滅火搶險主攻作戰無人化、智能機器人現場作戰編成化（作戰力量編成屬于作戰計劃的子部分，指的是參戰力量的構成及編配組合）。

大慶油田消防支隊戰訓部主任劉偉向記者介紹了本次演練中使用的新技術、新裝備。

履帶車式消防機器人

主要用于危險裝置的滅火任務。原來需要十幾臺車輛救援的工作，現在只需幾臺機器人即可完成。機器人射程可達65～70 m。原來移動消防炮臺是靠人抬到火場附近，而機器人可由拖車運到附近安全區域后，由無線遙控進入火場，不需要人再冒險進入火場危險地區，保障救援人員人身安全。機器人本體采用防爆、防水設計，能夠在易燃易爆環境下工作，涉水深度可達350 mm。在高溫環境作業時，通過雙層自動調整水幕可以對消防機器人本體進行主動降溫。本次演練中機器人距離著火的塔體僅15 m。

三相射流消防車

主要用于油罐滅火，可以有效控制火情，避免次生事故。“三相”指的是“水、抗復燃滅火劑、超細干粉”三種滅火劑。其中，超細干粉顆粒直徑僅有5 μm，可起到抑制火勢的作用。一般的干粉滅火劑容易受潮結塊失去效應，而這種超細干粉不僅不會吸水受潮，且靠水的負壓帶出去射程更遠。而抗復燃滅火劑滅火效率極高，打到2 300℃的火焰上，瞬間可降至38℃，而且非常環保，可自然降解。

新型滅火劑

采用環保材料的新型滅火劑既可降解，還大大提高了滅火效率，對火情實現“秒殺”。

大流量消防炮

主要用于10萬m3以上油罐火災處置。利用“水著粉”技術，使原來最大40 m的滅火炮射程增大到六七十米。此次演練中參與冷卻的移動式自擺電控消防水炮，是我國首款突破80 L大流量移動式自擺電控消防炮，采用分體式結構，便攜底座，在安裝車載連接法蘭后可作車載炮使用，可實現355°任意設置自擺角度，俯仰旋轉角度35°到85°，使用車載法蘭時，在炮頭進口壓力達到10.5 kg時射程可達約90 m。

無人機

主要負責空中偵查。火情偵察是滅火作戰工作中十分重要的環節，它關系到現場力量部署、戰術響應、作戰程序開展和作戰安全防范等，將直接影響到滅火作戰的效率和成敗。此外，在救援后期，由無人機到油罐上方偵查確定火全部撲滅后，人員再靠近，能夠保障人員安全。

大慶油田消防支隊副支隊長、本次演練副總指揮蓋明永還告訴記者：“本次演練是國內首次將消防機器人作為主攻力量，也是運用無線設備最多的一次消防演練。在演練中我們也遇到了一些新的問題，摸索總結出了一些利用新裝備、新技術的消防作戰經驗。”例如在預演中，曾發生兩種消防機器人、無人機、移動式遙控消防炮等幾臺無線設備信號互相干擾的現象。后來經過與幾家設備生產企業的技術人員協商，對各自的信號頻段進行了調整，避免了互相干擾，為今后將多種無線信號設備運用到消防實戰中提供了經驗。關于消防機器人的部署作戰方法，劉偉介紹說，要考慮到現場著火罐和鄰近罐的實際儲量及罐體表面積，科學設置機器人和遙控水炮陣地。

救援競賽 更加貼近實戰

本屆競賽在項目設計上吸收了上屆競賽成果，并進行了大膽創新，做到貼近實戰、突出實用、設計合理、難度提升，強化了危險化學品救援專業性和實戰性。項目設置既保留了理論考試、體能測試、帶壓堵漏、火災撲救等經典項目，又增加了單兵破拆救人、槽車泄漏處置等個人和團體新項目，基本涵蓋了危險化學品救援的類型種類和重點難點。

經過為期3天的激烈角逐，競賽最終決出了個人綜合體能、單兵破拆救人、帶壓快速堵漏、理論考試等個人項目一二三等獎及大流量移動炮儲罐火災撲救、化工裝置初期火災處置、危險化學品工藝管線帶壓堵漏等集體項目一二三等獎。中國石油大慶油田、北京市、新疆維吾爾自治區等6支代表隊獲得團體優勝獎。

科目設置更科學

競賽分裁判長馬磊向記者介紹了個人項目中的帶壓快速堵漏科目：“我們在日常救援中經常遇到危化品槽車、管線裝置泄漏等。這一科目就是模擬危化品管線泄漏以后進行堵漏，2015年這個科目是集體項目，我們今年增設了單人項目，意義就在于提高單人作戰能力。因為危化品事故發生之后，一般不能有大批量的救援人員進入，只有精兵強將能夠承擔這一重任進入現場操作，重點突出個人攻堅克難的能力。所以我們設置了單人科目，在漏點多人員少的情況下，使得少量人員單獨作戰成為可能。”馬磊也介紹說，這一項目的難度就在于隊員需要快速穿著重型防化服，佩戴空氣呼吸器，上到二層平臺處，利用金屬套管堵漏工具對泄漏點進行堵漏。且模擬的泄漏介質由去年的氣體改為了今年的水，從視線上到操作上難度都大大增加，但這種情形與實戰中遇到的情況完全一致，對于增加隊員們的實戰經驗是非常有幫助的。

廣東省代表隊領隊余勇告訴記者，本屆競賽與上一屆相比科目更多，更突出了危險化學品救援的專業性、技能型。“例如針對危化品堵漏的科目就有好幾個，其中集體項目中的危險化學品工藝管線帶壓堵漏，兩個漏點一個是直管的、一個是法蘭的，與我們日常救援中經常遇到的情況相符，比較貼近實戰。”他指出：“本屆競賽在賽制上也有變化，去年是個人項目比賽結束之后，總分進入前6名的隊伍才有資格參加集體項目，而今年每位參賽隊員都可以參加所有的八個項目，讓大家訓練了這么久，都有機會上場摸一下，更能夠起到鍛煉隊伍的作用。”

寧夏自治區代表隊領隊王廷文認為：“救援隊員的基本功一個是體能、一個是技能、一個是智能，‘三能’是一個合格的應急救援隊伍必須具備的素質。而這次競賽中所有科目都是我們實戰當中可能碰到的問題，恰恰考驗了救援隊員的這‘三能’。比賽的結果不是最重要的，重要的是交流、學習、開眼界。讓隊員們互相看到差距，今后的干勁兒更足，訓練起來就有目標了，他們將成為企業救援隊中的骨干。而這參賽的8名隊員回去之后，也會把競賽場上的情況反饋給其他救援隊員們，這也是競賽的成果。”

“希望危化品專業消防隊員年齡不再受限”

湖北省代表隊中國石油化工股份有限公司武漢分公司消防大隊長郎軍提出：我國還沒有建立成熟的專職危化品應急救援隊伍，企業救援隊通常需要通過第三方勞務派遣開展應急訓練。危化品救援隊伍的正規化，需要國家進一步完善相應的法律法規。“另外，《中國石化消防達標管理規定》中有明確規定，消防員不得超過35歲，駕駛員不得超過45歲。就我消防大隊來說，隊伍平均年齡在22～23歲，但實際上危化品專業應急救援需要積累更多的專業知識與實戰經驗，隊伍偏年輕化，流動性大，對于應急工作并不是十分有利。在這一點上，美國建立了比較完善、成熟的專職消防員體系，他們主要在于消防應急知識和技能的考核，不規定和限制年齡，這對我們是個不錯的借鑒。”郎軍建議。

“跟部隊訓練比，還是這個更苦些”

此次競賽中榮獲個人綜合體能第一名的中國石油大慶油田代表隊隊員王東東是一位退伍的三級士官，曾當兵12年。在接受記者采訪時他感慨說：“跟部隊訓練比，還是這個更苦些，非常考驗人的意志，到訓練后期我都有點挺不住了，精神壓力特別大。”王東東從接到參賽任務起，接受訓練105天，平均每天訓練8 h以上。“幾個星期都沒有回過家了，幾個月就放了4天假，相當于封閉式訓練。”但是說起比賽的收獲，王東東覺得付出都是值得的：“參加這個比賽對我幫助挺大的，因為我是去年退伍之后剛來到救援隊的，接觸業務比較少，通過參加比賽，學習了很多危險化學品救援專業知識，訓練了很多專業技能，對我今后工作有很大幫助。”

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1．1我國環境監測現狀

我國的環境監測工作起步于20世紀50年代初期。至1980年改革開放時，全國建成了300多個三級環境監測站，初步形成了系統的環境監測網絡。經過30多年的快速發展，目前我國已建成國家、省、市、縣四級監測網絡，擁有2300多個環境監測站［1］，在防污減排、生態環境質量的監測、監測站標準化建設等方面，取得了重要的發展，顯著地提高了我國環境管理水平。環境監測方法也從早期基于分析化學方法的污染源監測階段步入多源環境監測階段。近年來，隨著科學技術的發展，環境監測手段也有了新的發展。目前環境監測手段，正由經典化學分析向高精密儀器分析方向發展，并由微量分析（0．01％～1％）發展到痕量（＜0．01％）［2］；由傳統的人工采樣、實驗室分析，向智能化、自動化、網絡化的監測分析方向發展，并積極引入了先進的遙感、電子、光學等高新技術。監測范圍也從狹義的環境質量監測，向包括職業健康等各領域監測方向發展，以科學地跟蹤對人類和環境有影響的各種物質的含量，準確、及時、全面地反映環境質量現狀及發展趨勢，為環境管理、污染源控制、環境規劃等提供科學依據，切實地改善和提高人類的生存環境。

1．2存在的問題及研究意義

環境監測是掌握環境質量狀況和發展趨勢的重要手段，是科學管理環境和環境執法監督的基礎。根據監測數據，可以描述和表征環境質量的現狀和變化規律，并預測環境質量的發展趨勢；可以搞清污染物種類和分布狀況，明確污染物的污染途徑，預測 污染的發展趨勢，分析可能出現的主要環境問題，為環境管理提供經過綜合分析評價的環境數據和信息；同時各類環境監測數據也是制定環境政策、法律、環境管理規定和環境標準的科學依據。然而，隨著國家對環境質量的要求提高，我國環境部門多年沿用的經驗布點、表格評價法已不能滿足發展的需要。簡單的測點設計與評價方法，樣品采集工作量大，數據難以較科學、全面地反映污染狀況，評價分析結果不能有效地揭示企業生產對環境影響的變化規律和潛在的環境重大危險污染源。改進監測與評價方法成為當前環境質量評價的迫切需要［3］。合理地采集數據是環境質量監測評價的基礎，而科學地設計采點是其核心關鍵。環境監測內容多、范圍廣，全面監測的數據龐大，而憑經驗設計，或會顧此失彼，而一旦忽略一些重點的測點，則不能全面、準確地反映環境質量狀況，更不宜于客觀的評價。應用數理統計的抽樣調查方法，通過科學地設計分析監測樣本，從總體中按抽樣調查方法，合理選取部分測點為樣本，并根據監測結果科學地分析和評價總體，既可有效地減少監測工作量，又可科學地提高監測評價質量［4］。傳統評價方法只對是否符合標準進行評價，未對潛在危險源進行分析和評價，很容易忽視潛在的重大危險源，誘發較大的環境質量問題。因此在環境評價時，不僅應按國家標準作常規檢查，同時，應深入分析重要危險源的發展規律，及其危險性，這樣才便于針對性地管理，有效減少環境質量事故。因此，加強環境監測測點設計和評價方法的改進，有積極重要的意義。

2基于抽樣法的監測設計

環境質量監測主要包括水環境監測、大氣環境監測與土壤環境監測3部分，其中又包括常規項目、特定項目和選測項目3個方面的內容。對高危企業，由于危害元素多、范圍廣，選測項目需要布設的測點數量龐大，有時會遠遠超過前2個子項的測點數，因此需要科學地設計。通常大型高危企業需要布設上萬個測點，才能滿足要求，才能全面反映企業的環境質量狀況。顯然，按目前的監測手段是難以完成的。本文按數理統計抽樣調查方法，科學地選擇樣本，設計監測數據采樣點，不僅可大大減少測點，提高測試效率，并可實現科學采集與科學評價的目的。根據抽樣調查方法原理，常規項目測點采用系統抽樣法設計，將監測總體各功能區按一定標志或次序排列成規律圖形，然后按一定的距離間隔設計監測點。選測項目涉及內容較多，應在查閱以往環境質量評價、研究企業生產危險特征的基礎上，科學合理地選定待測項目。對分布有規律的，采用系統抽樣法設計，其余則采用分層抽樣法設計。特定項目主要是針對已確定的污染源核定復查，可采用整群抽樣和分層抽樣結構的方法設計。

2．1水環境監測抽樣設計

（1）監測對象。水環境調查區域范圍為88km2，按水庫、河流、灌渠、水塘等地表水形態與地理位置不同，分為5個功能區。常規監測項目為pH、COD，重點監測項目為Cd、Pb、Zn和Cr重金屬。本次設計未考慮特定項目和選測項目。（2）監測抽樣設計。對灌渠、水塘、河流功能區，主要采用平面系統抽樣設計，設置2～3個分層抽樣。按水源與污染源的方向，采用黃金分割率（0．62／0．50／0．38／0．19）的方法設計測點間距。對水庫采用立體系統抽樣與分層抽樣結合的方法設計，并按污染源分布方向，采用黃金分割率方法設計測點間距。

2．2大氣環境監測抽樣設計

（1）監測對象。大氣環境調查平面范圍為88km2，最大監測空間高度為6m。常規監測基本項目為總懸浮顆粒物（TSP）、顆粒物（PM10），重點監測項目為Cd、Pb重金屬。（2）監測抽樣設計。不再細分功能區，而是以污染源（礦山）為中心，以雷達輻射方式，按系統抽樣方法與黃金分割率設計測點。設計3條監測輻射線，輻射線夾角為60°，每條輻射線長5～10km。按黃金分割率由近至遠布設測點。每條輻射線布置8個測點。在靠近污染源處，在監測空高6m的高度上增設4個測點。共布設28個大氣監測點。考慮風流對大氣質量的影響，處于污染源風流上方，基本測距增加一倍，測點減少一個；風流下方，基本測距離不變，測點增加一個。其它兩個方向測點數不變，基本測距按插值法調整。

2．3土壤環境監測抽樣設計

（1）監測對象。土壤環境調查區域范圍為31683畝，按耕地、林地、山地不同，分為3個功能區。其中，耕地為重點監測區。常規監測的基本項目為pH、CEC，重點監測項目為Pb、Cd、Zn、Hg和As重金屬。（2）監測抽樣設計。耕地測點網格為300m×300m，采用等距網絡系統抽樣法設計測點。共設計282個測點。林地、山地按污染源方向，采用矩形黃金分割率和系統抽樣法設計測點。林地基本測距500m，共設計112個測點，山地基本測距800m，共設計82個測點。

3環境質量評價

3．1水環境質量評價

（1）評價方法。水環境質量評價采用單因子指數法評價法，其公式如下：Pi＝Ci／Si式中：Pi———第i種污染物的污染指數；Ci———第i種污染物監測值，mg／L；Si———環境標準值，mg／L。（2）水環境質量評價。5個調查區域的地表水按不同特征分河水、水庫水和農田灌溉水。

3．2大氣環境監測結果與評價

大氣常規項目中的重點與基本監測項目監測。3．3土壤環境質量評價（1）評價方法。耕地、林地和山地的土壤環境質量均采用單因子指數法，按國家《食用農產品產地環境質量評價標準》（HJ／T332－2006）的二級標準評價。（2）土壤監測數據分析。評價區土壤環境質量監測數據及其污染指數。

4環境質量評價與重大隱患源分析

4．1環境質量評價

（1）水環境質量評價。從表2、表3和表4可看出，調查區地表水質量基本符合《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）規定的Ⅲ類標準要求。水中的重金屬含量呈現越靠近污染源（礦山）越高的趨勢，其中，在靠近污染源的檢測點，水中鋅的含量較其它測點高7倍，盡管仍在允許范圍中，但仍需加強觀察。（2）大氣環境質量評價。從表5可看出，調查區內，大氣質量基本符合項目《環境空氣質量標準》（GB3095－2012）二類標準要求，但鎘含量嚴重超標，超過倍數高達1．8倍，需要加強污染源粉塵治理。（3）土壤環境質量評價。從表6可看出，調查區內土壤受到重金屬嚴重污染，其中Cd、Pb、Zn、Hg金屬污染指數分別高達3．43，2．52，1．59，1．30。土壤環境質量存在嚴重的問題，必須嚴格防范控制。

4．2重大危險源與健康風險分析

（1）重大危險源分析。通過上述評價分析，調查區內影響環境質量的危險源見表7。危險級別按危險指數，結合壽命損失率確定［5］。從表7中可看出，Cd為重大危險源，必須按國家有關重大危險源的規定進行管理。

4．3防治措施與建議

調查區受礦山重金屬污染嚴重，尤其是鎘、鉛等重金屬在大氣與土壤中嚴重超標，對環境質量造成了嚴重影響，盡管尚未構成健康威脅，但為防范進一步的惡化，必須及時治理。重金屬污染防治是一個系統的工程，需要從多方面進行治理，相關防治措施與建議如下：（1）制定綜合治理方案，組織各方面的力量進行綜合整治，采取強有力的措施，改善區域生態環境質量；（2）強化環境監管，進一步削減礦山污染物排放。督促礦山嚴格執行環境保護法律法規，確保污染治理設施和在線監控設備穩定運行，實現污染物合理達標排放，采取有效隔離措施防止污染物通過各種途徑進入周邊環境和地下水；（3）調查區重度污染耕地不再作為基本農田，調作它用，對輕度、中度污染的耕地，實施污染治理修復。

5結論

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【關鍵詞】工程測繪，技術，改進，發展

隨著科學的不斷發展，現代測繪技術也得到不斷發展，從而引起了相關學科理論、技術體系等方面的重大變革，并推動了工程建設的發展，徹底地改變了傳統測繪的工作方式。目前，現代工程測繪技術主要是以3S為主要特征，它已成為了科學家對自然環境和自然現象進行研究的重要工具，通過利用工程測繪技術對自然環境進行研究，為解決自然問題、解決社會可持續發展問題做出貢獻。下文主要對工程測繪技術的改進和發展提出幾點合理的建議。

1. 測繪技術的發展情況分析

1.1GPS的發展

隨著社會的不斷進步，在上世紀七十年代，美國率先發明了全球定位系統（GPS），經過二十多年的發展，全球定位系統已經成功利用衛星進行時間和距離測定，并成為新一代衛星導航和定位系統。隨著全球定位系統的不斷改進，其應用領域也不斷地開拓。現在，GPS接收器的體積變得越來越小，這樣能夠便于進行野外觀察。通過不斷發展，GPS已經逐步走進人們的生活當中。作為一種改變傳統測繪觀念的技術，GPS已經成為大地測量的主要技術手段，與其他地面測量定位相比，GPS的工作更加靈活，不會受到氣候環境影響，能夠在野外進行全天候持續作業，并能夠提供完整且精準度高的數據信息。

1.2遙感技術的發展

除了GPS技術之外，遙感也是現代工程測繪中重要的技術組成部分之一，它包括了衛星遙感和航空遙感兩方面，其中衛星遙感用于測圖當中，并取得了良好的成果；航空遙感主要運用于地形圖測繪工作當中，并得到廣泛應用。

遙感平臺包括了地球同步衛星、太陽飛船、航天飛機、升空氣球、無人飛機等。傳感器主要包括了全景相機、光機掃描儀、CCD線陣、雷達測高儀等，這些儀器能夠有效覆蓋所有的電磁波段。

1.3GIS的發展

地理信息系統是多個學科以及多種技術相結合而形成的產物，它起源于上世紀六十年代初，由美國與加拿大科學家在土地方面的地理信息研究中得出的。1998年，美國總統在加利福尼亞科學中心進行演講的過程中，明確提出了數字地球的概念，由此GIS技術正式運用到實踐當中。地理信息系統通過對空間地理進行劃分，從而對地理分布的相關數據進行采集、處理、分析，是一種先進的計算機技術系統。地理信息系統（GIS系統）的發展，對工程測繪的發展具有重要的促進作用，因此是現代測繪技術的技術支撐。

2. 現代測繪技術的應用

現代測繪技術作為一門新興的信息技術，它對社會的可持續發展有著重要的影響。下文主要介紹現代測繪技術在濕地測量、礦井測量、水利工程等方面的應用情況。

2.1濕地測量方面

濕地測量主要是利用遙感技術，通過利用該技術，對濕地生態資源的分布、濕地生物的發展狀況進行估測。由于遙感技術具有多層次、多時相等特點，因此利用遙感的動態監測功能，能夠獲得實時、可靠的數據。通過地理信息系統技術（GIS技術）進行數據的及時更新和空間分析，從而能夠有效掌握濕地的變化狀況。專業人員通過利用遙感和地理信息系統技術，便能夠有效獲取濕地生態環境評價中所需要的相關數據。此外，專業人員還可以通過GPS技術對濕地的水質、土壤、植被等方面進行采樣調查。

2.2礦井測量方面

對于礦井測量方面，遙感技術已經使用了比較長的一段時間，因此積累了較為豐富的經驗，其中包括：如何利用遙感資料，對礦區信息進行實時獲取，對礦區的周邊環境進行有效監測，從而為保護礦區環境提供有力的支持。專業人員可以通過遙感技術對礦區的環境、地質條件、煤層等方面進行詳細研究。這表明遙感技術已經廣泛應用于礦井、礦山方面的測量，從而保證了礦山測量的先進性。

此外，專業人員還可以通過利用GPS技術對礦區進行移動、水文方面的監測，監理礦區控制網，并對控制網進行定期的復測和改造。還可以利用礦區資源環境信息作為平臺，利用測量技術作為主要途徑，對各項數據進行采集、管理、分析、處理、輸出，從而建立一體化、自動化、智能化的技術系統，并促進礦山的可持續發展。

2.3水利工程方面

對一些大江、大河，可以使用遙感技術對水位進行檢測，并及時監測洪水災害的面積。其中遙感技術和地理信息系統技術能夠對洪水淹沒的范圍或干旱范圍進行預測，從而為抗災提供準確的依據。在水利工程竣工之后，工作人員需要對水庫、堤壩、橋梁等建筑進行及時的監控。現代測繪技術為專業人員提供了實時的監控方法，通過利用數字攝影進行測量，或者利用數字測圖技術，從而建立數字地面模型。由于地理信息系統具有決策分析功能，從而能夠方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、受益范圍等設計工作。現在，我國大部分城市都利用數字測圖片技術建立起省市數字地形圖，對城市進行各方面的設計：如排水管線、管道設計等。

2.4農業方面

在農業方面，可以利用GPS技術對農田的信息進行定位，并利用遙感技術對農田中農作物生長情況、生長環境以及生長空間等信息進行獲取；也可以利用GIS 技術建立土地管理，對農作物的種苗情況和發展趨勢進行模擬分析，同時分析農田內的自然條件和資源狀況，從而為農作物的產量提供信息，為農民進行調控提供了科學的依據。GPS、遙感、地理信息系統技術以及自動化技術能夠有效促進農業的發展，為農民提供土地現狀、植被分布、生長情況、災情分布、肥力等信息。農民能夠有效將信息技術與農藝有機結合，并實現農業資源科學、合理的分配，從而能夠獲得最大的經濟效益，并有效保護農場生態環境和自然資源，從而有利于農業的發展，為農民提供更多的利益。

3. GPS技術在工程測繪工作中的改進和發展

對于工程測繪工作而言，數據的準確性和精確性非常重要。現在，GPS技術在實際的使用中依然會出現一定的偏差，這些偏差很容易導致工程測繪工作出現失誤。為了解決這種現象，將誤差降至最小，需要將人工與機器化相結合，不斷擴大測量技術，改進數據獲取技術，提高對數據的處理能力。

隨著社會的發展，多傳感器混合測量系統將會是日后的一個發展方向。它有利于擴大測量的范圍，從而讓測繪工作變得更加方便。GPS技術是由美國發明的，經過多年的發展之后，美國已經成功掌握了該技術。然而我國對于GPS技術的研發還不夠成熟，這就需要我國的科技人員不斷對該技術進行探索，并在探索的過程中不斷自主創新，研發出適合我國發展的GPS技術。

要研發適合我國發展的GPS技術，相關部門必需要加大經費與人力的投入。由于目前我國只有少數的測繪生產單位，因此擁有的先進技術并不多。政府和相關部門應該要加大工作人員和經費的投入力度，讓生產單位能夠擁有最新的設備，并擁有更多的資金吸納人才，從而提高測繪工作水平和生產能力。

結束語

以3S為一體化的空間信息技術體系已經逐漸成為了工程測繪的主要工作方式，它具有明顯的科學新和先進性。有了空間信息技術體系作為支撐，現代測繪技術將會朝著更加科學、自動、智能的方向發展。

參考文獻：

[1]喬淑萍.現代測繪技術的發展及應用研究[J].科技論壇.2011.06（02）.