煤矿信息化与智能化要求与关键技术

煤矿信息化与智能化要求与关键技术

尹龙

四川省攀枝花市华荣能源有限责任公司花山煤矿 617066

摘要：随着我国信息技术的发展，各行各业中逐渐渗透信息化和智能化。煤矿是我国主体能源之一，也是国民经济的支柱产业，与国家的社会经济发展有直接联系。由于煤矿产业属于高危行业，其工作环境较为恶劣，工作条件也十分有限，存在较多未知风险，人工工作效率较为低下。国家对能源结构的调整，带动了对煤矿产业安全事故的更高标准。因此煤矿产业的科学转型意义重大，煤矿的信息化与智能化刻不容缓。

关键词：煤矿；信息化；智能化；要求；关键技术

引言：我国许多煤矿企业在实际运营中，其机械化、自动化、智能化程度有待完善，井下作业存在诸多安全隐患。作为重工业主体之一，煤矿产业的信息技术发展进程尤为重要。随着信息技术水平的不断提高，煤矿企业的信息化和智能化工作正有序开展，许多智能化技术也应用到了煤矿信息系统中。利用智能化煤矿信息系统，能够远程监控所有工作流程及其细节，改进现有的生产技术，全面提升管理水平，防止危险事故的发生，加快煤矿产业转型升级，为企业的信息智能化指明了方向，有助于煤矿产业提升综合经济实力，也为企业安全稳定的发展夯实了基础。

1 煤矿的信息化与智能化结构

1.1 监控通信层

在煤矿井下开采过程中会存在许多安全隐患，所以在工作开展之前，工作人员要详细勘查井下环境。采矿工作者进行井下作业时，针对工作人员行动轨迹，井上的工作人员要监测井下工作人员的身体情况、工作环境信息等，便于在出现问题是能够立即得到反馈。工作人员还要对井下使用的设备和仪器，以及应急救援装备等定期检查和审核，动态化监测井下的压力与压强，并定期管理天气水防等系统，以应对天气变化等因素。

1.2 生产安全层

为了使井下工作能够安全稳定地开展，以综合治理和智能管控为主，工作人员要保护好井下工作者和设备的安全，所以要在井下作业前，充分解决存在的安全隐患，并做好相应的防范措施。制定好全方位、立体化的遇险紧急预案，确保发生意外情况时能及时得到解决，对险情做到迅速处理，有效防止人员伤亡和重大损失，进一步保证井下工作者的人身安全。

1.3 经营决策层

该层面包含了人力、物资、设备、财务、项目、供应商关系、档案、审计等子系统，与企业的整合管理和决策支持有关。虽然并非处于一线操作，但对于工作环节起到了统筹协调的作用。利用信息化和智能化产生的信息，可以对不同的方案合理判断，以井下作业安全为前提，有效整合了各工作环节中涉及到的资源情况，并选择最有利于煤矿企业发展的方案，使企业健康长久地发展。

2 煤矿的信息化与智能化要求

为了使工作人员人身安全有所保障，使企业高效生产运行，应当适当减少井下工作者的数量，使工作逐渐向信息化和智能化方向倾斜。利用信息技术远程控制，并监控煤尘、火灾等安全隐患。构建高科技监控系统，集中处理有效的信息数据，使智能化信息技术融合至数据分析工作中，保证数据分析的精准度。5G技术的到来，使万兆级工业环网日渐成熟，人员精准定位的误差已达到3分米，且UWB技术也提高了检测系统的可调控性。从生产作业实际情况出发，对采集系统作出相应合理性调整，使工作人员有余力应对突发情况，通过输出的图像信息，使工作人员在井上可详细掌握井下作业的实际情况。

3 煤矿的信息化与智能化关键技术

3.1 地质探测识别技术

煤矸识别领域内，光谱技术获得了广泛应用，对于探测地质结构、煤层赋存等具有显著效果，其中包含激光诱导击穿光谱、多高光谱、太赫兹等。其原理是，利用光谱接收时的不同波长，用以鉴别地质分类和煤岩分界等。其超宽带电磁波能够穿过煤层，在煤岩分界层面产生回波信号，工作人员为了确定煤层厚度，可以监测电磁波在煤层内传输时间。太赫兹时域光谱技术能够针对不同类型的煤炭样品呈现出的太赫兹波段光谱特征，分辨出煤质存在的微小差异，综合应用于采放顶煤工作面中的煤矸。工作人员可依照煤矿的覆存数据、地质参数等，使采煤机在记忆截割基础上实现自动截割和智能化识别。

3.2 矿井传输技术

煤矿企业在运营过程中，矿井内的通信技术始终是技术发展的重要内容之一。构建起综合性煤矿数据库，可以在安全管理工作中对信息技术进行认证或授权。利用分析工作中的实时动态数据源，工作人员能够及时了解到井下作业的具体情况，结合报警系统的使用，使故障诊断更加科学。煤矿的信息化与智能化具体应用过程中，其核心内容便是矿井传输技术，主要有线和无线技术，在各部门间的配合努力下，建设监控网络，在发展过程中也实现了标准化发展。无线宽带传输设备体积较小，发生故障几率也较低，电磁兼容性较强，能够满足企业的实际需要。利用WIFI、ZigBee等技术，可以使矿井图更加完善，对整个工作布局实施有效移动监测，在技术上实现无线接入。选择技术时，可以将太光网络作为主监控网络，合理优化冗余功能，使网络体系运行更加良好，使其在各移动设备间得以互通，确保矿井的监控系统稳定运行，使煤矿可以达到智能化开采效果。

3.3 矿井人员定位技术

该技术使用时，工作人员要设置好终端设备，确保其连接到公司内部局域网，实现管理、查询、维护的一体化。同时要保证网络断开状态下，井下的定位终端依然能够单独运行，待网络恢复后能够自动上传网络井下的定位记录。井下定位系统实现了集中授权、分散管理的功能，完善了井下工作人员的安全管理和突发事件救援工作。该技术在复杂的环境下，也能保持较强的使用效果，对井下工作人员能够精准定位，为煤矿企业的安全生产提供了宝贵的数据支持。

结束语：

综上所述，信息化和智能化在不断的完善和发展，煤矿企业对于其技术的依赖程度也显著提升。由于煤矿井下作业的高危和特殊地质问题，煤矿开采深度的不断增加，煤矿开采难度也有所提升，对于信息化和智能化系统的建设带来了挑战。在企业和技术有机融合的过程中，智能化系统建设业已成为诸多行业未来发展的必然趋势，企业自身亟须针对行业特点，满足特殊要求，探究和使用先进技术和工艺，确保煤矿生产的高效与安全。推动煤矿企业向信息化与智能化方向发展，能够实现煤矿企业利益的最大化。

参考文献：

[1]孙继平.煤矿信息化与智能化要求与关键技术[J].煤炭科学技术，2014,(9):22-25,71.DOI:10.13199/j.cnki.cst.2014.09.005.

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[3]赵青华.煤矿信息化与智能化要求与关键技术探讨[J].百科论坛电子杂志，2019,(14):519.