計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉永

摘 要：我國(guó)的礦產(chǎn)資源豐富，煤礦企業(yè)較多。傳統(tǒng)的煤礦開采企業(yè)自動(dòng)化程度不高，在調(diào)度系統(tǒng)中對(duì)生產(chǎn)效率的提升不明顯，對(duì)生產(chǎn)安全的把控效果也較弱。通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在煤礦的調(diào)度系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦開采的自動(dòng)化。一方面，提升煤礦開采工人的作業(yè)安全性；另一方面，加快煤礦生產(chǎn)的效率；最后，還能提升煤礦開采的質(zhì)量。作者主要從調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前煤礦開采的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狀況，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，主要探討了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在安全生產(chǎn)和設(shè)備維修上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦調(diào)度系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0155-02

引言

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，各行各業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)都蓬勃向上。我國(guó)地域遼闊，人口基數(shù)大，因此對(duì)能源的消耗也大。煤礦作為主要的能源物品，消耗量較大。社會(huì)發(fā)展需求向煤礦企業(yè)提出了更高的要求，需要提升煤礦開采的安全性，實(shí)現(xiàn)以人為本的觀念。提升煤礦開采的效率，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展速度。加強(qiáng)煤礦開采的質(zhì)量，配合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。在煤礦的調(diào)度系統(tǒng)中，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，可以提升上述的三種性能。我國(guó)在這一方面的研究和應(yīng)用起步較晚，雖然取得了一定成效，但一些關(guān)鍵技術(shù)的掌握程度仍然不高。因此，我們對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單探討，以下是主要的研究?jī)?nèi)容。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

首先，我們對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。如圖1所示：

從圖1中，我們可以看出，煤礦調(diào)度系統(tǒng)需要滿足以下幾方面的控制：首先，煤礦調(diào)度系統(tǒng)需要對(duì)煤礦的開采過(guò)程進(jìn)行控制：第一，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管理人員進(jìn)行調(diào)度。第二，要對(duì)開采的設(shè)備進(jìn)行調(diào)度，包括電鏟等。第三，要對(duì)煤礦的運(yùn)輸工具進(jìn)行調(diào)度，例如卡車、有軌鐵輪車等。第四，要對(duì)煤礦的處理過(guò)程進(jìn)行調(diào)度，例如洗煤，這就是一個(gè)關(guān)鍵的處理過(guò)程。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)于洗煤廠房進(jìn)行全方位把控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度。其次，要對(duì)煤礦的設(shè)備維修過(guò)程進(jìn)行調(diào)度。一方面對(duì)發(fā)生故障的設(shè)備在維修車間進(jìn)行調(diào)度，另一方面要對(duì)維修人員進(jìn)行調(diào)度。系統(tǒng)依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化，主要由PC端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為可傳遞信息，然后通過(guò)信息傳輸系統(tǒng)（一般為網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)線通訊）將其傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦的調(diào)度[1]。其中，PC端獲取的信息由分布在煤礦各處的傳感器測(cè)得，例如對(duì)煤礦運(yùn)輸車輛進(jìn)行調(diào)度，需要由傳感器測(cè)得其運(yùn)輸速度和運(yùn)輸路線，從而指揮其前進(jìn)或停止，防止發(fā)生“撞車”。

煤礦中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果有以下的特性：首先，要滿足對(duì)煤礦復(fù)雜運(yùn)行情況的計(jì)算，這就需要選取數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的處理器：OACLE數(shù)據(jù)庫(kù)可以滿足這一要求，操作系統(tǒng)也需要進(jìn)行合理選擇，一般選擇WINDOWS操作系統(tǒng)。其次，軟件的運(yùn)行環(huán)境為32位以上，提升其運(yùn)行的效率。局部網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是B/S?？蛻舳说奶幚硐到y(tǒng)、顯示系統(tǒng)均為32位以上，其操作系統(tǒng)也選擇WINDOWS。

1.2 子系統(tǒng)分類

計(jì)算機(jī)技術(shù)主要在以下幾個(gè)領(lǐng)域?qū)γ旱V調(diào)度產(chǎn)生較大影響。

（1）瓦斯監(jiān)測(cè)：在井下煤礦開采的時(shí)候，瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，會(huì)形成安全隱患。一旦溫度過(guò)高，或出現(xiàn)一些微小的明火，都會(huì)引發(fā)爆炸，對(duì)開采的安全造成嚴(yán)重影響。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以對(duì)瓦斯的濃度進(jìn)行檢測(cè)，并采取相應(yīng)控制措施[2]。首先，在井下安置多個(gè)傳感器，對(duì)瓦斯的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，然后這些檢測(cè)信息通過(guò)信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳遞給地面的管理人員，地面管理人員通過(guò)信息分析做出判斷，將相應(yīng)的控制指令傳輸給井下的工作人員，采取相應(yīng)的處理措施。必要時(shí)，地面的維護(hù)人員需要進(jìn)入井下對(duì)瓦斯進(jìn)行一些清理工作；當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，需要發(fā)出人員撤退的指令，保護(hù)開采工人的安全。

（2）通風(fēng)監(jiān)測(cè)：在井下作業(yè)，會(huì)因?yàn)橥L(fēng)受阻而引發(fā)一些故障。通過(guò)對(duì)通風(fēng)情況進(jìn)行檢測(cè)，就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的智能化調(diào)度。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是其重要的信息傳遞工具。

（3）井下壓力監(jiān)測(cè)：與以上兩種監(jiān)測(cè)模式相似，對(duì)煤礦井下的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也是依靠傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，然后將信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以識(shí)別的語(yǔ)言，通過(guò)信號(hào)傳輸設(shè)備，將其傳遞給地面的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過(guò)信息分析，得出了相應(yīng)的指令，指揮井下采取相應(yīng)的措施即可完成對(duì)煤礦井下壓力的檢測(cè)和控制。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)其超過(guò)一定范圍時(shí)，進(jìn)行警報(bào)，指揮煤礦開采人員從井下撤離。

（4）井下考勤：這一系統(tǒng)主要是對(duì)井下煤礦開采工人進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確定其行為性質(zhì)。不僅能夠監(jiān)督煤礦工人的工作，提升其工作的責(zé)任心；在事故發(fā)生時(shí)還可以通過(guò)數(shù)據(jù)回放，探尋人為因素對(duì)煤礦開采的影響，從而制定相應(yīng)的策略，避免類似災(zāi)害的發(fā)生。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 C/S結(jié)構(gòu)

這一結(jié)構(gòu)通過(guò)將數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和運(yùn)算分開進(jìn)行，提升了通行的質(zhì)量和效率。其主要原理是，在服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，在客戶機(jī)端進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和一些簡(jiǎn)單處理。但是，其通信的質(zhì)量受客戶機(jī)端限制較大，因此一般在人數(shù)較少時(shí)使用。

2.2 B/S結(jié)構(gòu)

這一技術(shù)將數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理全部放在了服務(wù)器上，客戶端只需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和顯示就可以獲取所需要的信息。

3 安全生產(chǎn)應(yīng)用

在安全生產(chǎn)中對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下的調(diào)度進(jìn)行運(yùn)用，能夠有效提升煤礦開采的效率，提升煤礦開采員工的安全性；提升煤塊開采的質(zhì)量。在這一系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在煤礦調(diào)度中的運(yùn)用關(guān)鍵技術(shù)就是信息采集處理及傳遞：網(wǎng)絡(luò)中的信息融合；信息有效處理技術(shù)；三維表現(xiàn)技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在煤礦調(diào)度中主要運(yùn)用在以下幾方面。

3.1 監(jiān)測(cè)控制開采過(guò)程

在運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的煤礦調(diào)度系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開采過(guò)程的有效監(jiān)測(cè)和控制。首先通過(guò)煤礦各個(gè)區(qū)域的傳感器，對(duì)信息進(jìn)行采集，然后對(duì)這些信息進(jìn)行一些處理，使其變化為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以識(shí)別的語(yǔ)言。接著將這些信息傳輸給地面上的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能分析、處理，傳達(dá)相應(yīng)的指令，再由控制器對(duì)開采過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)改變，即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的處理措施。它主要控制以下幾方面：

（1）開采區(qū)域：在上述過(guò)程總結(jié)中，其信息具體為煤礦的開采位置情況，就是對(duì)開采區(qū)域進(jìn)行控制的過(guò)程。這一過(guò)程需要對(duì)開采設(shè)備進(jìn)行智能化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)開采區(qū)域調(diào)控的智能化。

（2）開采速度：還可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)開采的速度進(jìn)行調(diào)控。這一調(diào)控，一般是管理者通過(guò)生產(chǎn)目標(biāo)來(lái)制定開采速度，并結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的信息對(duì)速度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

3.2 監(jiān)測(cè)控制煤礦運(yùn)輸

煤礦開采完成后，要將煤礦運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的處理區(qū)域。一般在地上開采時(shí)，利用有軌鐵車運(yùn)輸，通過(guò)設(shè)定好其運(yùn)輸路線實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單的智能化控制：只需要調(diào)控小車的運(yùn)行速度即可。在井下則采用無(wú)軌膠輪車對(duì)煤礦開采進(jìn)行智能化調(diào)度，井下的環(huán)境較為擁擠，一般為單項(xiàng)道路，因此要嚴(yán)格設(shè)定小車的運(yùn)行、等待時(shí)間，在保證效率的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)“撞車”風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避。

3.3 煤礦處理

對(duì)煤礦的雜質(zhì)處理也可以采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行智能調(diào)度。其原理與上兩種相似，只需要在實(shí)際運(yùn)用時(shí)注意煤礦處理的相關(guān)信息采集不受處理過(guò)程干擾即可。例如在對(duì)煤礦進(jìn)行洗煤時(shí)，要對(duì)煤礦在集裝箱中的位置進(jìn)行測(cè)量。需要在煤礦的表面放置反射板，通過(guò)聲波來(lái)測(cè)量其具體高度，避免煤礦的水平方向移動(dòng)影響其高度的測(cè)量。然后根據(jù)其高度，調(diào)度工作人員前往需要調(diào)整的區(qū)域。

4 結(jié)束語(yǔ)

在此次研究中，我們對(duì)煤礦調(diào)度中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)其運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行了一些分析。最后，對(duì)其在安全生產(chǎn)和設(shè)備維修兩方面的運(yùn)用進(jìn)行了分析總結(jié)。希望本文的研究對(duì)我國(guó)煤礦行業(yè)發(fā)展有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]李世銀，劉富強(qiáng)，錢建生，等.基于光纖傳輸和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的煤礦綜合調(diào)度通信系統(tǒng)[J].光通信技術(shù)，2002，26（6）：22-24.

[2]崔高升.煤礦調(diào)度系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，13（3）：130-132.