时间：2022-07-17 05:22:52
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摘 要：机电一体化已经成为了煤矿机械发展的主要趋势，作为新时代的煤矿业，其正处于一个更新换代的转折点，现在的煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代，随着国家对煤矿安全生产的重视，煤矿设备投入的不断增加，煤矿机械也处在一个更新换代的时期。煤矿业在投入设备的基础上重视安全生产，文章着重对煤矿生产中机电一体化情况进行了探讨，并阐释了其在煤矿生产中的主要作用。
关键词：机电一体化；煤矿机械；作用；应用
科技的进步为新时代的各行各业都带来了新型的先进技术，煤矿业也不例外，在煤矿生产中对于机械性能的要求也不断的在提高，煤矿机械中微电脑的应用会更加的广泛，且机械结构会更加复杂，其对于维护的要求也向着更加专业的方向发展。以下就通过文章对煤矿机械中电子装置的控制功能、特性和类别以及电气的功能、特性和类别进行初步的介绍。用以帮助工作人员以及管理人员更加了解煤矿机械。
1 机电一体化的产生与应用
机电一体化又称机械电子工程学，是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。
在现代的煤矿生产中，机械性能会直接影响到煤矿的产出，机械的自动化程度以及经济性都会对生产造成一定的影响，也会对煤矿的供电、通风以及排水、提升造成安全性影响。煤矿机械的经济性、可靠性以及动力性会直接受到机械电气以及电子系统中控制部分的性能以及质量好坏的影响，在此影响下会直接对机械的寿命施工质量以及生产效率造成影响。微电子系统在现代煤矿生产中越来越不可或缺，已经成为了现代煤矿机械的核心组成部分，同时，也成为了评判煤矿机械水平的标准之一。随着科技的进步和机械技术的发展，煤矿机电在性能上不断提高，微电子开始在煤矿机械中得到广泛的应用、推广，成为了煤矿机械的重要组成部分。换言之，煤矿机械系统的复杂程度会越来越高，功能也会越来越强大，应用范围相对也会随之变广，但是随之而来的问题便是其维护和维修要求也相对开始变得越来越专业，这就使得煤矿的工作人员所面临的专业机械问题更加复杂。为了更好的适应更加复杂的机械设备以及控制系统，对煤矿员工的技术培训就显得尤为重要，同样对设备的管理也成为了煤矿管理工作的中心内容。
随着开采技术的提高，以及新时期对于煤矿生产的要求，煤矿机械的使用中仅仅依靠液压技术以及机械技术已经不能满足现代机械性能要求。对于煤矿机械应用，现代化的生产要求煤矿机械具有更好的可控性，更加智能化。因此微电子的技术引入成为了煤矿机械的必然发展趋势，在对煤矿机械的控制上微电子控制成为了必然的选择。机电一体化作为新兴的技术，以其独特的适应性开始受到煤矿业的关注，将机电一体化技术引入煤矿生产的机械设备中，不仅仅是对于煤矿机械的技术革新，同时也使得煤矿机械设备从性能上有了本质的改变。
机电一体化又被称作电子机械工程学，是一门综合性技术，同时也是一门跨学科技术，由多种学科技术（计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术以及液压技术）相互融合形成的交叉学科，却又独立于上述任何一门学科。机电一体化的技术最先得到应用是在上世纪七十年代，得以应用于国外机械中。而随着微电子技术在八十年代末期逐步的发展，并成为了核心技术开始，机械制造的发展速度日新月异，并且随着微处理、计算机、检测、传感以及信息处理等技术在煤矿机械中得到引用并逐步发展，对煤矿机电产品性能产生了极大的促进，使得煤矿机械发展进入了一个快速转变阶段。目前以微处理器或者是微电脑为核心的电控系统已成为了我国煤矿机械的发展趋势，虽然同发达的西方国家相比，我国的微控系统还存在一定的差距，但是随着技术的引入和研究发展，煤矿机械技术的提升也会十分迅速。
我国煤矿业引入微电子控制系统主要用于对煤矿机械功能进行提升，其主要实现了以下几方面功能。
2 在线监控、自动报警及故障自诊
即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控，出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位，从而改善操作员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备
护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制，可实现多种在线监控和故障自诊，还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。
3 节能降耗，提高生产效率
例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等，使用变频起动、plc控制系统，节电量就为30%左右，同时生产效率也大大提高了。
4 有效提高生产的自动化、半自动化
自动化煤矿机械设备是今后的发展趋势，而半自动化的机械设备应用也会越来越广泛，不但从劳动强度上减轻了操作人员的负担，同时也是对生产效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人员经验不足而对作业精度造成的影响。微电子在煤矿机械设备中的应用也是其自动化智能化发展的重要保障，去推广以及应用，使得机械系统的构造越来越复杂，但是功能以及适用范围也会随之而扩大。
5 其他应用
一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子（微电脑）控制的自动变速器，能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比，从而改变功率，这不仅充分利用了电动机功率，大大提高了能耗经济性，而且也简化了操作，降低了劳动强度，提高了设备的安全性能，提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子（微电脑）控制，可实现无人操作，使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业，也配备了无线遥控装置，可远程遥控也可微电脑编程控制。电子（微电脑）系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业，其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭，此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰，工作环境非常恶劣，因此电子（微电脑）控制系统必须满足井下性能环境要求，能在井下环境温度下可靠、稳定地工作；抗压强度高、抗老化，具有较长的使用寿命；密封性能好，能防止水分和污物的侵入；较好耐冲击和抗振性能；较强的抗干扰能力，系统能在各种干扰下可靠地工作。
6 结束语
科学技术的进步所带来的便是煤矿机械的发展，而机械技术的发展使得煤矿机械在性能上的适应性越来越高。随着机电一体化程度的加深，以及先进技术的引入，我国的煤矿机械技术发展开始向着微电子控制系统转变，在应用上更加的广泛，同时对于相关维修以及管理工作人员的专业素养要求也越来越高。即便如此，机电一体化也越来越得到广大煤矿业生产者以及管理者的推崇，在应用中不断的吸取经验，从而得以发展提高。虽然世界机电一体化的微电子控制技术发展较早，但是我国的技术应用起步较晚，因此在煤矿的生产上还存在很多的差距。但是社会对于煤矿生产的要求不会因此而降低，因此机电一体化变革刻不容缓，需要煤矿生产工作中每一个环节的相互配合，以及每一个环节的工作人员的共同努力。
摘 要：本文对机电一体化技术进行了概述, 简要介绍了机电一体化技术的发展历程和趋势, 论述了机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义, 重点介绍了机电一体化技术在煤矿生产中的应用。
关键词：煤矿企业 机电一体化 科技管理
1.机电一体化技术概述
“机电一体化”(mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械，更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。
机电一体化技术具有增强生产的安全性和可靠性、具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产、应变能力强、工作质量高；它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
2.我国的机电一体化技术
我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点,它的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,具有自主知识产权的核心技术不多,今后应加强研究具有自主知识产权的核心装置，同时增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。
3.机电一体化技术研究在煤矿生产中的重要意义
3.1 提高劳动效率，机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。
3.2 提高了劳动安全保障，传统的煤矿工作环境非常恶劣,高负荷地工作会严重影响到矿工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,提高安全生产效率。
3.3 增加了经济效益和矿工的劳动收入，煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。
4.机电一体化技术在煤矿中的应用
4.1 机电一体化技术在采煤机中的应用。机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;可用于大倾角煤层。牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,可用在40°～50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同的是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好，结构简单，效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换，电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%～70%左右。
4.2 机电一体化技术在提升机中的应用。目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机,为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。
4.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用。近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机一般为3点驱动,对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且,输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。
4.4 其他煤矿机电一体化设备液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。
5.结语
机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。
【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键，以数控技术为核心的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。
【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术
煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国论文联盟
煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。
煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。
一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。
机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能:
（1）在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。
（2）节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。
（3）自动化或半自动化程度的提高
煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。
二、机械制造中数控技术的应用
1、煤矿机械
现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。中国论文联盟
2、机床设备
机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。
在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。
摘要：煤炭是我国重要的能源，煤炭 工业 的大力 发展 ，在我国的国民 经济 建设发展中占居重要的地位。因而，近年来各级煤矿 企业 领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。
关键词：煤矿 机电一体化 应用
1 概述
煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品，其主要技术包括：微 电子 、 计算 机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等，这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中，开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。
2 煤矿机电一体化技术产品的应用
2.1 矿井运输提升产品的应用 在煤矿生产中，因为 现代 化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出更高的要求，那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家，高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机，它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体，这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。
在我国，大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化，采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外，计算机控制系统发展也非常迅速，它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能，如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障，可能在某些方面没有面面俱到，在使用上还不能满足一些功能，但是从发展的角度看问题，这的确是一个很好的开始。目前，我国直径在两米以上的提升机有1700多台，其中90%为交流提升机，并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速，电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统，只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动，虽有部分可控硅供电系统，也均为模拟量控制。而plc可编程控制器使用比较简单，程序设计起来也比较容易，不需要一些复杂的输入输出接口装置，抵抗外界的干扰能力也很强，因此，它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。
2.2 综合机械化采煤 1970年，我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到80年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置，实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。
2.3 矿井安全生产监控系统 从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于 计算 机 网络 软硬件技术 发展 很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品，一些高校、科研所和 企业 正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。
3 对我国煤矿机电一体化技术的思考
在20世纪，我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展，机电一体化技术应用到了煤矿每个环节，但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此，要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平，必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。
应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度；以计算机为机电一体化的核心装置，因为计算机运算和存贮能力非常强，且体积和功耗小，更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化产品时，应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机，从而保证工作性能更可靠；对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能，同时，要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块，方便与控制网络进行连接通信控制；煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平，能判断机电设备和周围环境的状态，使设备能自动适应环境并以最优的状态工作，同时能快速地对所采集的参数进行分析，从而对故障进行诊断，再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测；要对矿用传感器进行深入研究和开发，提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量，并保证其测量准确度，并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能；要关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品，从而提高煤矿 现代 化，达到煤矿自动化生产。
4 结束语
煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础，更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术，煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广，大力地推动我国煤矿综合生产力，同时，为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭 工业 生产打下了坚实的基础。
