互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下煤礦信息化技術(shù)建設(shè)探析

張乘風(fēng) 王廣龍

陜西延長石油巴拉素煤業(yè)公司 陜西 榆林 719000

引言

我國作為煤礦生產(chǎn)與消費(fèi)的大國，伴隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和經(jīng)濟(jì)變革，煤炭行業(yè)的需求增長速度逐漸放緩，然而就長期而言，煤炭仍然是我國的主要能源。根據(jù)國家安檢組織網(wǎng)站的統(tǒng)計(jì)信息來看，我國煤炭的安全問題有所改觀，死亡率呈下降趨勢，然而煤礦安全生產(chǎn)工作仍然是一項(xiàng)長期不可松懈的工作。在煤炭開采領(lǐng)域，眾多企業(yè)為了降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，減少管理成本，逐漸將管理方向放在了生產(chǎn)信息化建設(shè)上面，因此加速進(jìn)行安全生產(chǎn)信息化是推動行業(yè)安全發(fā)展、和諧發(fā)展的必由之路。

1 煤礦信息化的含義與類別

煤礦信息化是煤礦等能源產(chǎn)業(yè)中提及的一個(gè)新的定義，其主要的內(nèi)涵即以現(xiàn)代化和完善的信息化技術(shù)與煤礦安全生產(chǎn)、管理工作相結(jié)合，借助現(xiàn)代信息技術(shù)軟硬件實(shí)現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)的穩(wěn)定、精準(zhǔn)、高效管理[1]。煤炭信息化的類別以及改進(jìn)對象主要包括以下幾個(gè)方面：

1.1 現(xiàn)場管理

現(xiàn)場管理即針對煤礦開采、生產(chǎn)現(xiàn)場的管理。通過運(yùn)用信息化技術(shù)可以快速排查安全風(fēng)險(xiǎn)，對現(xiàn)場的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。利用現(xiàn)代化的高科技設(shè)備，由接受過信息化培訓(xùn)的專業(yè)人員監(jiān)控開采、生產(chǎn)現(xiàn)場，從而降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，消除隱患。

1.2 設(shè)備管理

煤礦的生產(chǎn)關(guān)聯(lián)到各種大小型的采礦、加工設(shè)備，井下交通設(shè)備以及安全維護(hù)的工程系統(tǒng)等等。設(shè)備的信息化管理即在確保設(shè)備關(guān)鍵功能不被影響的前提下，通過各類傳感器實(shí)現(xiàn)對設(shè)備使用情況、人員操作、安全級別的實(shí)時(shí)監(jiān)控[2]。

1.3 生態(tài)管理

隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，各行各業(yè)都在尋找低碳、節(jié)能的生產(chǎn)路徑。煤礦生產(chǎn)對土壤、水源、植被都會造成明顯的破壞，只有堅(jiān)持生態(tài)管理理念的引導(dǎo)，利用各類環(huán)境檢測裝置全天候監(jiān)測煤炭生產(chǎn)現(xiàn)場對大氣、地質(zhì)的破壞情況，方能將對生態(tài)系統(tǒng)的破壞降到最低。生態(tài)管理同樣也是保護(hù)自然環(huán)境和職工健康的必然要求，不僅能夠降低煤礦開采對自然的破壞，也能滿足國家環(huán)境法的相關(guān)要求。

1.4 人員管理

人員管理是煤礦生產(chǎn)監(jiān)管的重點(diǎn)，包括對工作人員工作規(guī)范和人身安全的管理。大型煤礦企業(yè)要管理的人員眾多且管理難度大，采用信息化的管理方式可以簡化人員管理工作，大大提高企業(yè)的管理效率。

2 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下煤礦信息化技術(shù)

作為兩化融合的升級，“互聯(lián)網(wǎng)＋”突出體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)同傳統(tǒng)行業(yè)的融合，并在此基礎(chǔ)上促進(jìn)了行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展?！盎ヂ?lián)網(wǎng)＋”促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算的應(yīng)用，使得工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)發(fā)生了天翻地覆的改變[3]。物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑽锖臀镏g銜接，整合實(shí)際資源后轉(zhuǎn)化為大數(shù)據(jù)信息，但是若想充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的作用，提高其利用率，必須通過采用具有規(guī)模大、可拓展性高的云計(jì)算技術(shù)等手段來推進(jìn)?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代下的煤礦信息化技術(shù)便是充分利用了“互聯(lián)網(wǎng)＋”技術(shù)，將煤礦生產(chǎn)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，形成了生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)共享，因此煤礦資源的現(xiàn)代智能化具體有以下內(nèi)容：

2.1 煤礦物互聯(lián)網(wǎng)

煤礦物互聯(lián)網(wǎng)就是把頻率識別與定位技術(shù)相結(jié)合，使用傳感設(shè)備提取其中的信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息的共享。煤礦管理人員通過獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測信息，能夠及時(shí)掌握井下環(huán)境各個(gè)氣體的成分、施工人員的具體位置、施工設(shè)施的工作狀態(tài)，通過充分利用智能化的信息資源，掌控已有的安全風(fēng)險(xiǎn)，且做出及時(shí)的處理對策，從而促進(jìn)生產(chǎn)安全的最大化[4]。其詳細(xì)作用為：

2.1.1 不同種類的傳感設(shè)施構(gòu)成感知層，因此可以將井下的CH4、CO等成分辨識出來，檢測環(huán)境的溫度和濕度，精確定位施工人員的具體位置，感知層內(nèi)包含的無線傳感器以及RFID射頻科技，可以搜集到煤礦生產(chǎn)任務(wù)中各類環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)作現(xiàn)狀。

2.1.2 傳送層的主要功能為傳送信息和數(shù)據(jù)，借助對這些信息的了解，使用煤礦企業(yè)的3G、4G、5G等這些網(wǎng)絡(luò)來完成共享信息，從而建立起相互連接的通道。傳送層具有豐富的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)普及層面，可以保證煤礦生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞的時(shí)效性。

2.1.3 連接層能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦使用者以及煤礦物聯(lián)網(wǎng)的有效鏈接，實(shí)現(xiàn)了以煤礦物聯(lián)網(wǎng)智能化應(yīng)用為中心的一體化建設(shè)工作。

2.2 煤礦云計(jì)算

隨著學(xué)術(shù)界對云計(jì)算技術(shù)的重視以及市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)發(fā)展前景越來越廣闊，使得人們在低成本的條件下便能享受到信息化服務(wù)。云計(jì)算將范圍計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)充分利用，獲得了成本方面獨(dú)特的優(yōu)勢，夯實(shí)了煤礦資源信息化與智能化的基礎(chǔ)[5]。監(jiān)測與預(yù)知是保證煤礦生產(chǎn)安全的重要手段，如今很多礦井采用的全礦井綜合自動化系統(tǒng)由于各監(jiān)控接口間互不協(xié)調(diào)，很難實(shí)現(xiàn)使用、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的集成。利用煤礦云計(jì)算將煤礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)一體化、規(guī)范化，便可以得到有關(guān)的選擇依據(jù)，從而讓生產(chǎn)變得更加安全。

2.3 煤礦互聯(lián)網(wǎng)

一般來說，高頻率采樣收集的信息數(shù)量都較多，并且涵蓋的類別和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若想實(shí)現(xiàn)對煤礦信息的有效提取，便可以使用煤礦互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提取煤礦生產(chǎn)時(shí)的價(jià)值信息，從而提升監(jiān)控預(yù)報(bào)的質(zhì)量。感知層作為煤礦互聯(lián)網(wǎng)的信息收集庫，通過井下物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控設(shè)施就能夠獲取到相應(yīng)的資源，例如CO、CH4、溫度、濕度、風(fēng)力、壓力等具體有效的資源，通過對數(shù)據(jù)的精細(xì)化分析，及時(shí)采用科學(xué)舉措規(guī)避障礙[6]。煤礦互聯(lián)網(wǎng)具有數(shù)據(jù)容量大且變化快的特點(diǎn)，因此在煤礦生產(chǎn)中可以利用這項(xiàng)特點(diǎn)來充分發(fā)揮煤礦互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵價(jià)值。

3 我國煤礦安全生產(chǎn)信息化實(shí)施過程中面臨的問題

雖然當(dāng)前我國在煤礦信息化建設(shè)中已經(jīng)邁出了重要的一步，但是其在運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)實(shí)施以及建設(shè)內(nèi)容等多個(gè)方面較建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)仍然存在比較明顯的區(qū)別，詳細(xì)內(nèi)容如下。

3.1 技術(shù)滯后

由于煤礦生產(chǎn)過度關(guān)注硬件的開發(fā)，缺乏對系統(tǒng)的優(yōu)化，因此并沒有完善靈活的信息研究與挖掘工具，對于許多數(shù)據(jù)僅僅是簡要地收集、傳送，疏忽了對數(shù)據(jù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)與價(jià)值的深入分析，導(dǎo)致不能及時(shí)預(yù)報(bào)并處理生產(chǎn)中遇到的問題，降低了煤礦生產(chǎn)的效率。

3.2 缺乏規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

由于企業(yè)在早期信息化建設(shè)的過程中未能予以統(tǒng)一的規(guī)劃，各個(gè)部門均按照自身的業(yè)務(wù)需求來構(gòu)建相應(yīng)的信息系統(tǒng)，便造成了軟件、硬件接口的標(biāo)準(zhǔn)未能保持統(tǒng)一，各個(gè)系統(tǒng)之間配合難度增大，無法實(shí)現(xiàn)資源的共享與互動，構(gòu)成了一座信息孤島，割裂了生產(chǎn)、安全與管理的內(nèi)在關(guān)聯(lián)[7]。若出現(xiàn)事故沒有辦法及時(shí)掌握更多的信息，有效進(jìn)行救援，便會造成不必要的人員傷亡。

3.3 建設(shè)內(nèi)容存在漏洞

煤礦生產(chǎn)活動涉及人員、設(shè)備以及現(xiàn)場的管理等多個(gè)方面，內(nèi)容較為繁雜。煤礦安全生產(chǎn)信息化建設(shè)不僅要引入高科技設(shè)備，同時(shí)也要明確管理內(nèi)容，做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作。而如今我國大部分煤礦公司信息化建設(shè)內(nèi)容相對單一，只監(jiān)測而不進(jìn)行控制，技術(shù)潛力還沒有得到全面的發(fā)揮。

4 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下煤礦信息化技術(shù)建設(shè)的策略

推進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)信息化建設(shè)，首先應(yīng)當(dāng)圍繞“互聯(lián)網(wǎng)＋”對各類信息要素進(jìn)行整合，將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)充分發(fā)揮出來，積極開發(fā)出適合本企業(yè)的管理系統(tǒng)，集成煤炭生產(chǎn)信息，從而形成對煤礦生產(chǎn)狀態(tài)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、人員信息的集成與動態(tài)化管理，建成預(yù)防、管控一體化機(jī)制[8]。其次，必須以煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)為依據(jù)，在堅(jiān)持戰(zhàn)略性、時(shí)效性、正確性的原則基礎(chǔ)上，建設(shè)能體現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng) +”優(yōu)勢的各類信息化平臺，例如實(shí)現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)、移動監(jiān)督系統(tǒng)、數(shù)據(jù)檔案系統(tǒng)。具體策略如下：

5 建立煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多行業(yè)和領(lǐng)域均逐漸重視對信息化技術(shù)的運(yùn)用，現(xiàn)如今眾多煤礦企業(yè)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)將信息化技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)過程中的目標(biāo)，從而在一定程度上推動了煤礦安全生產(chǎn)管理方式由單一封閉向著現(xiàn)代化、技術(shù)化、資源化、全面化的方向發(fā)展。煤礦生產(chǎn)信息化不僅推動了煤礦企業(yè)智能化、信息化改革，而且也高效全面地實(shí)現(xiàn)了對信息管理系統(tǒng)的建設(shè)，尤其是煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的危險(xiǎn)辨識系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、安全檢測系統(tǒng)等便利用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的高效整合作用實(shí)現(xiàn)了建設(shè)目標(biāo)。

煤礦安全生產(chǎn)的工作中，可以充分利用監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)督，從而對煤礦生產(chǎn)中的具體參數(shù)第一時(shí)間獲取和分析，例如設(shè)備狀態(tài)、技術(shù)手段和礦井內(nèi)部環(huán)境等，并且還需提高煤礦監(jiān)控系統(tǒng)影像的信息化水平，使得相關(guān)職工可以直觀便捷地對有關(guān)資源和數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效率的提高。其次，信息管理系統(tǒng)作為煤礦信息化建設(shè)的關(guān)鍵組成部分，其一般由處理應(yīng)急問題模塊和預(yù)知防范事故模塊組成。通過對有關(guān)生產(chǎn)信息資源的收集、傳遞、分析、應(yīng)用等，同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)、遙感、GIS等技術(shù)，確保信息資源的真實(shí)性、時(shí)效性，因此，煤礦生產(chǎn)信息系統(tǒng)的管理人員必須將各類信息進(jìn)行整合，第一時(shí)間明確生產(chǎn)過程中面臨的各種問題，并分析事故發(fā)生的原因，從而規(guī)避此類事故的再次發(fā)生，排除安全生產(chǎn)中的隱患，其次還需依據(jù)各類生產(chǎn)問題制定合理的管理方案，保證通過煤礦生產(chǎn)安全信息化建設(shè)能夠進(jìn)一步增強(qiáng)管理系統(tǒng)的高效性和實(shí)用性。

建立煤礦安全生產(chǎn)信息化制度。

當(dāng)今信息化技術(shù)被大范圍應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)的過程中，構(gòu)建煤礦信息化系統(tǒng)也逐漸發(fā)展成為煤礦企業(yè)的主要目標(biāo)，近年來，煤礦生產(chǎn)過程中火災(zāi)、爆炸、塌陷等安全事故頻發(fā)，不僅給煤礦企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重危及了采礦人員的生命安全。為了使煤礦企業(yè)滿足互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下的發(fā)展需求，應(yīng)當(dāng)在廣泛應(yīng)用信息技術(shù)的同時(shí)健全和完善安全生產(chǎn)信息化制度[9]。通過運(yùn)用電子平臺對煤礦生產(chǎn)的整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，從而增強(qiáng)安全生產(chǎn)的有效性。與此同時(shí)，還需對安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范化管理，健全安全生產(chǎn)信息化的制度，具體分配生產(chǎn)過程中的職責(zé)，對整個(gè)生產(chǎn)過程中存在的安全隱患重點(diǎn)監(jiān)控和防范，規(guī)避各類事故的發(fā)生。此外，還需建立相應(yīng)的激勵(lì)與懲罰機(jī)制，嚴(yán)格管控煤礦生產(chǎn)管理人員，在最大程度上降低由于人為原因所引起的安全事故發(fā)生概率。

6 結(jié)束語

煤炭作為全球重要的能源，其具有悠遠(yuǎn)的使用歷史，隨著社會信息化進(jìn)程的加快，為了增強(qiáng)煤礦生產(chǎn)安全性，我國應(yīng)當(dāng)將煤礦行業(yè)的重點(diǎn)放在信息化建設(shè)方面。與此同時(shí)，煤礦企業(yè)也應(yīng)當(dāng)提高對信息化建設(shè)的重視，利用信息化技術(shù)來構(gòu)建煤炭安全生產(chǎn)信息化模式，大幅度提升煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的效率和水平，從而加強(qiáng)煤礦企業(yè)在市場經(jīng)濟(jì)中的競爭力，實(shí)現(xiàn)煤炭安全生產(chǎn)的可持續(xù)性目標(biāo)。參考文獻(xiàn)

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