煤礦信息化與智能化要求與關(guān)鍵技術(shù)

王凱

摘 要：煤炭企業(yè)的發(fā)展對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦工業(yè)的信息化和智能化已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著越來(lái)越多的煤炭企業(yè)重視信息化和智能化建設(shè)，本文將對(duì)煤礦信息技術(shù)和智能化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究探討，希望能提高煤炭企業(yè)信息化和智能化的技術(shù)水平，促進(jìn)我國(guó)煤炭中型企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè)；信息化；智能化；關(guān)鍵技術(shù)

前言

煤炭是我國(guó)的能源和礦產(chǎn)資源之一，在鋼鐵、電力和化工行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。我國(guó)煤炭產(chǎn)量較高，但煤礦生產(chǎn)安全事故頻發(fā)，嚴(yán)重制約了煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。煤礦信息化和智能化的實(shí)現(xiàn)，有利于運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和井下監(jiān)測(cè)，建立災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，為煤礦安全高效生產(chǎn)提供可靠支持。煤礦工作環(huán)境具有明顯的特殊性，含有大量的甲烷、一氧化碳等易燃易爆氣體。同時(shí)，還有采掘粉塵、噴水等條件。工作環(huán)境潮濕狹窄，電磁波不能正常使用，電網(wǎng)電壓容易波動(dòng)等情況。由于煤礦礦井具有特殊性，嚴(yán)重制約著地面自動(dòng)化、信息化、智能化技術(shù)的使用。

1、當(dāng)前煤礦信息化與智能化的關(guān)鍵技術(shù)

1.1礦井人員定位技術(shù)

作為安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)之一的礦井人員定位系統(tǒng)，在遏制煤礦井下超定員生產(chǎn)，煤礦井下作業(yè)人員管理和事故應(yīng)島救援等工作中發(fā)揮著重要作用。煤礦井下瓦斯等易燃易爆氣體和煤塵的存在、無(wú)線傳輸衰減嚴(yán)重、電磁環(huán)境復(fù)雜等，制約者GPS等定位技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用。目前煤礦并下人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要采用RFID區(qū)域位置監(jiān)測(cè)技術(shù)，不能進(jìn)行煤礦井下人員定位。為解決煤礦井下人員定位技術(shù)難題，學(xué)術(shù)專家研究了基于場(chǎng)強(qiáng)和基于時(shí)間的礦井人員定位方法。其中，基于時(shí)間的煤礦井下人員定位方法，定位精度高，可以滿足煤礦安全生產(chǎn)需要。

1.2礦井傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

使用礦井傳輸網(wǎng)絡(luò)校術(shù)可以增強(qiáng)礦并信息傳輸?shù)目煽啃耘c標(biāo)準(zhǔn)性，同時(shí)能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，提高系統(tǒng)的抗故障能力，能夠是電源電壓的波動(dòng)適網(wǎng)能夠得到明顯提高，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的防護(hù)，在使用礦并傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)要注意使用雙樹或雙環(huán)冗余結(jié)構(gòu)，采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的冗余功能，另一方面，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該同辦公網(wǎng)絡(luò)相互連通，并且用網(wǎng)閘隔離網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，同時(shí)應(yīng)配客路由器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)各以保證辦公網(wǎng)絡(luò)在接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全。

1.3礦井監(jiān)控技術(shù)

想要提高礦井監(jiān)控技術(shù)，工作人員對(duì)礦井監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)以及設(shè)備的配置應(yīng)該滿足一下幾點(diǎn)要求：

系統(tǒng)傳輸?shù)木嚯x應(yīng)大于10千米，當(dāng)?shù)V井的電網(wǎng)發(fā)生停電后，備用電源應(yīng)保持系統(tǒng)能夠連續(xù)工作2個(gè)小時(shí)以上用。對(duì)于礦井監(jiān)控主干網(wǎng)絡(luò)的選擇應(yīng)該優(yōu)先選擇前兆或前兆以上具有冗余功能的礦用以太網(wǎng)。在對(duì)礦井進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)控時(shí)，應(yīng)該采用WIFI或4G技術(shù)，這樣才能保證監(jiān)控信息的快速傳遞。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)軟件的選擇也應(yīng)選用具有GIS功能的國(guó)際先進(jìn)主流的組態(tài)軟件，這樣才能保證監(jiān)控系統(tǒng)的最優(yōu)化，以此提高煤炭信息化與智能化的關(guān)鍵技術(shù)水平。

2.2礦井通信技術(shù)

要想提高媒實(shí)信息化與智能化的關(guān)鍵技術(shù)水平，煤礦一定要安裝礦用有線調(diào)度通信系統(tǒng)、礦井廣播通信系統(tǒng)和礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)。另外，礦井下使用的電話機(jī)一定是礦用安全型防爆電話機(jī)，應(yīng)該采用光纜和無(wú)線傳輸來(lái)裝各圖像監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)使其能夠擁有智能只別圖像的功能。最值得注意的是。在構(gòu)建礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)時(shí)，不能使用礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)代替礦用方線調(diào)度通信系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)間的職能都應(yīng)該做好明確分工，這樣才能促進(jìn)彼此間的協(xié)調(diào)與合作，才能提高煤礦信息化與智能化的關(guān)鍵技術(shù)水平。

2、煤礦信息化與智能化要求

（1）以減少煤礦井下作業(yè)人員避免或減少死亡事故發(fā)生實(shí)現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)為目的實(shí)現(xiàn)供電、排水、通風(fēng)、壓風(fēng)、運(yùn)輸、提升、瓦斯抽采等固定崗位無(wú)人值守采掘工作面少人作業(yè)地面遠(yuǎn)程控制；瓦斯、水、火、圍巖、煤塵等災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警。

（2）按照“安全可靠.先進(jìn)適用；易維護(hù)、可擴(kuò)展；總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）統(tǒng)一寬帶信息傳輸平臺(tái)、統(tǒng)一接口規(guī)范、統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一信息處理平臺(tái)。

（4）建設(shè)具有調(diào)度指揮和遠(yuǎn)程控制功能的礦調(diào)度控制中心。

（5）建設(shè)融合監(jiān)控.通信、監(jiān)視等多種信息的綜合數(shù)據(jù)中心。

（6）裝備具有遠(yuǎn)程控制和預(yù)警功能的監(jiān)控系統(tǒng)，具有調(diào)度、移動(dòng)和廣播功能的通信系統(tǒng)具有智能識(shí)別功能的圖像監(jiān)視系統(tǒng)等"。

（7）煤礦礦井的空間狹窄，機(jī)械設(shè)備、電子設(shè)備的擺放相對(duì)集中，機(jī)電設(shè)備的功率較大，有的單一臺(tái)設(shè)備的功率就達(dá)到上千瓦。并且，煤礦井下的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，大量的大功率變頻設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備啟停等嚴(yán)重影響著礦井監(jiān)控、通信等設(shè)備的正常使用。

（8）煤礦礦井的采掘工作面始終處于不斷推進(jìn)的過(guò)程中，需要使用移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、通信設(shè)備與監(jiān)控終端設(shè)備來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制。然而煤礦井下工作場(chǎng)所比較分散，距離比較遠(yuǎn)，因此礦井無(wú)中繼無(wú)線傳輸距離難以滿足10km的使用需求

3、結(jié)束語(yǔ)

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)煤礦開采技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。煤礦采煤設(shè)備的信息智能化技術(shù)大大提升了煤礦采煤的工作效率，節(jié)約了采煤時(shí)間，有效提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。然而另一方面，由于煤礦礦井環(huán)境的特殊性導(dǎo)致煤礦礦井中無(wú)線傳輸功能受限，使得地面信息化與智能化無(wú)法在煤礦礦井下正常使用，因此信息化與智能化技術(shù)需要被應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、礦井通信以及監(jiān)控等功能上。不論信息化與智能化技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中的哪一方面，其都將會(huì)給煤礦生產(chǎn)帶來(lái)積極作用。

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（作者單位：山東東山新驛煤礦有限公司）