計算機技術在煤炭開采中的應用

摘 要：計算機技術在煤炭開采當中的應用不僅能夠極大的提升煤炭開采工作的效率，而且也可以保障煤炭開采工人的安全。文章在這種背景下，首先綜合概述了煤礦開采的計算機技術應用，進而探討了煤礦開采系統的應用內容。

關鍵詞：計算機技術；煤炭開采；應用；內容

煤炭是我國的主要能源和重要工業原料。煤炭產業是我國重要的基礎產業，煤炭產業的可持續發展關系國民經濟健康發展和國家能源安全。然而隨著煤炭開采時間延長，部分礦井的地質條件變化更加復雜、惡劣，為了提高回采上限，對邊緣地區的開發及復采，礦井的開采環境也變得更加艱難，突發事件頻頻發生，煤礦的安全生產及突發災難的救援也就成了困擾煤礦管理方的一個重大問題。計算機技術的應用將為煤礦企業的安全生產和經營管理上臺階、上水平帶來新的契機，將為煤礦的安全生產和事故后的搶險救災發揮積極作用。

1 煤礦開采的計算機技術應用概述

近些年，我國在信息化煤礦的建設與安全系統的構建方面取得了顯著成績，這為煤礦提供安全可靠的信息系統提供了保證，也確保煤炭能夠在安全監控的環節下得到開采，這些系統也被應用在煤礦開采流程的各個方面，不僅有事前的控制要項，也包括事后的緊急處理要項。經過近幾年的努力，目前物聯網的各項技術已經能夠被很好的應用在煤礦的開采運營當中，從而在井下工作人員的信息化定位。煤礦工作環境的有效監控及無線通訊方面，都可以借助于具有可視化操作界面的系統來加以實現。這不僅使得煤礦的開采工作能夠得到及時的監控，也可以及時的對可能存在的風險因素加以分析，從而為煤礦的安全運行提供有效的信息，進而將由安全隱患帶來的損失降到一個比較低的水平。

煤礦信息化安全系統是信息技術在煤礦開采運行中的有效應用，也就是基于三維可視的系統框架平臺，將網絡信息傳輸與開采過程的自動化技術與這一平臺進行很好的融合，借助于在煤礦井上與井下已搭建好的信息化通信網絡，將系統在井下所檢測到的各種信息進行視頻或音頻的轉化，從而確保信息可以為各人員所充分運用，提升系統利用的同時，也確保煤礦的運行能夠安全可靠。具體而言，煤礦開采系統的應用目標包括如下兩個方面的內容：一是借助互聯網技術，對煤礦的總體境況進行系統的分析，并及時將所得到的地感信息加以反饋，從而確保監測的有效性，最終提升開采水平；二是應用三維可視化的系統平臺來對所收集到的信息加以分析，采用科學的方式對開采進行監控，并根據這些信息資料來對可能發生的災害進行推演，進而制定出各種可行的應急方案，在確保日常開采不受很大影響的前提下，做好緊急救援的組織、指揮與協調工作。

2 煤礦開采系統的應用內容

煤礦開采是一個動態、復雜、系統的過程，開采的計算機系統建設要充分發揮整個系統高效、協同作業能力，各子系統既能獨立運行，又能協作運行，保障調度指揮通暢高速，應急救援及時可行。計算機系統應以煤礦工業以太環網為整個系統的主干網絡傳輸平臺，以ZIGBEE無線網絡建立覆蓋煤礦井下區域的新一代煤礦寬帶無線移動通信網，方便地聯結井下各種傳感器，尤其適用于煤礦井下窄巷傳輸和無限擴展的采場傳輸。通過構建一個井下無線傳感器網絡，實時監測監控作業區域各種變化與重點設備運轉情況。開采綜合系統通過人機定位確定礦工和電機車井下具體位置，CO、風速、風量、溫度及開停傳感器監測井下作業環境與設備運轉，利用手機、固定電話和廣播報警及時進行信息傳遞和通知，實現井下作業管理人員定位跟蹤、工作環境監測、重點設備監控。既方便煤礦安全管理，又方便煤礦開采調度指揮，提高工作效率和工作質量，提升管理手段和水平。基本看來，煤礦開采系統的應用內容應該主要涵蓋如下幾項內容。

第一，井下工業以太環網系統。煤礦的井下采礦工作實在巷道中進行的，并且隨著這種巷道而逐步延伸。在這種延伸的過程中，所鋪設的網絡體系應具有十分穩固的特性，從而保障所使用的系統能夠在電力中斷、線路中斷等一系列特殊環境下仍然可以繼續保持運行，使得相應信息可以很快的被加以傳輸，從而使得煤礦的運行有所保障。而這在傳統的網絡環境下卻無法實現這些特征。煤礦所應用的以太環網網絡采用的是完全封閉的網絡體系，所有的信息都是在這一封閉的體系下進行傳輸的。這種封閉的狀態特別適應于情況較為復雜的煤礦環境，能夠確保信息傳輸能夠在較為穩定的網絡環境下進行高效傳輸。另外，這一體系中，如果發生某一處的線路斷開的狀況，以太環網可以充分利用已經設計好的冗余備份，來將這一斷點連接到就近的節點處，為其開通一條新的通路，通過網絡的拓撲展開，保障整個系統的供電正常，使得系統仍可以正常應用。

第二，井下的人機定位技術及無線通訊技術均與當前最為先進的物聯網技術進行對接。在物聯網技術的運用條件下，能夠將井下定位系統及無線通訊系統根據特定的環境加以布置設計，并對三者進行系統的管理控制，這也即將煤礦開采的整體系統實現在統一網絡中進行信息傳輸及網絡監控，保證這三個子系統能夠得到同時的控制，而三者彼此之間也能夠互相提供充分的工作協助。具體來看，這三大子系統之間的緊密協作包括如下幾方面的內容。一是在對煤礦的具體情況進行充分的考察的基礎上，在煤礦井下的關鍵地點設置通信基站。通信基站的設置應該保持500m左右一個的方式，從而確保井下通訊的信號較好，實現通信的無阻礙。當然，如果井下通道的自然狀況較好，則也并不需要將基站的設置距離如此之近，可以每隔1000m左右設置一個基站的頻度即可，條件較為不好的通道則需要將這一距離加以縮短。在進行通信基站設置的基礎上，井下的工作人員與工作器械均應當配置特定的定位卡片，以撲捉信號。二是在環境監測的特殊區域安裝較為敏銳的信號傳感器，這些傳感器在與通信基站進行協調的基礎上，可以將所有的危險因素及時的傳遞到監控系統當中。傳感器應當重點對環境的有害氣體加以監測，并且將監測的結果應用可視化的工具呈現給監控人員。

第三，網絡視頻監控系統。有別于傳統監控系統，該系統充分利用網絡進行視頻數據傳輸，嵌入式視頻采集前端可以方便地布置在有網絡的任何地方，視頻圖像可以靈活地在網絡上的任何地點被接收、查看，主要特點如下：利用現有的網絡資源，不需要為新建監控系統鋪設光纜、增加設備，輕而易舉地實現遠程視頻監控；擴展能力強，只要有網絡的地方增加監控點設備就可擴展新的監控點等。

參考文獻

[1]王佰順，王廣湖.論煤炭管理信息系統的建設與開發[J].中國煤炭，2000（11）.

[2]王庚，邵強，馮偉.煤礦開采方案的計算機模擬研究[J].煤炭技術，2013（2）.