煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)研究

■楊軍

（贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)贛虔地質(zhì)工程院 江西南昌 330000）

煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)研究

■楊軍

（贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)贛虔地質(zhì)工程院 江西南昌 330000）

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，煤礦行業(yè)也獲得了較快的發(fā)展。但是與此同時(shí)煤礦安全事故發(fā)生的情況不令人樂觀。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展中，將其應(yīng)用到煤礦行業(yè)中，促使煤礦信息感知、信息傳輸現(xiàn)代控制技術(shù)與現(xiàn)代采礦技術(shù)相互結(jié)合在一起。在煤礦安全事故發(fā)生不停止的情況下，建立煤礦物聯(lián)網(wǎng)對防范煤礦安全事故的發(fā)生具有重要的意義。本文就煤礦物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡單分析，以期能夠?qū)@方面有所了解。

煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)

1 引言

作為我國能源的重要組成部分，煤炭在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中產(chǎn)生著重要的影響。在我國能源結(jié)構(gòu)組成中，煤炭在能源中占具者75%左右，煤炭在我國能源消耗中所占的比例也不容小覷。近年來煤炭安全事故在安全生產(chǎn)提倡的背景中已經(jīng)獲得了有效控制，死亡人數(shù)、事故發(fā)生起數(shù)以及百萬噸死亡概率都在一定幅度的下降。但是與發(fā)達(dá)國家相比，還存在著一定的差距。隨著煤炭行業(yè)的發(fā)展，為滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，對礦井人員的井下作業(yè)進(jìn)行監(jiān)測已經(jīng)成為一種重要的措施。在煤礦生產(chǎn)中實(shí)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還對調(diào)查事故的發(fā)生具有重要的作用。

2 世界產(chǎn)煤國百萬噸死亡概率

從資料方面調(diào)查了解到，我國近年來煤礦安全事故逐漸呈好轉(zhuǎn)的趨勢。但是相較與發(fā)達(dá)國家仍舊存在著較大的差距。相較于美國、波蘭、俄羅斯、南非以及印度等國家，我國煤礦安全事故發(fā)生的起數(shù)都要高[1]。在2008年，我國百萬噸死亡概率是美國的40多倍，南非的15倍左右，印度的8倍多，相較于波蘭已經(jīng)達(dá)到了7倍。從世界產(chǎn)煤國家來看，我國煤礦安全生產(chǎn)的現(xiàn)狀還有待改善。從我國煤炭開采的方式就可以看出，煤礦經(jīng)開采在我國煤炭開采中占據(jù)了95%左右，而其他國家的煤炭井開采最低僅為12%。作業(yè)人員在煤礦井內(nèi)實(shí)施各項(xiàng)工作，井內(nèi)的瓦斯、頂板、水、火以及煤塵等多種原因，導(dǎo)致煤礦經(jīng)安全開采的程度顯著低于露天開采。因而，煤炭開次啊企業(yè)在煤礦開采的過程中，埋藏深度較淺等適宜露天開采的煤田應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇露天開采。在煤礦開采工作實(shí)施的過程中，露天礦的百萬噸死亡概率都比較低。煤礦井出自然因素導(dǎo)致安全生產(chǎn)系數(shù)較低的另一個(gè)重要因素就是機(jī)械化與信息化程度也非常低。因而，在煤礦井各項(xiàng)工作開展實(shí)施的過程中，實(shí)行煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將對煤礦信息化水平的提高，提高煤礦安全生產(chǎn)具有重要的影響。

3 煤礦物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

將地面上應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與設(shè)備于井下作業(yè)中，難以發(fā)揮良好的效果。通常情況下，煤礦物聯(lián)網(wǎng)主要呈現(xiàn)以下幾種特點(diǎn)。

第一，電器防爆。煤礦井下存在多種可燃性氣體與煤塵。因此，煤礦事業(yè)單位在煤礦作業(yè)的過程中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與設(shè)備必須是防爆型的電器設(shè)備。并且煤礦所使用的防爆設(shè)備必須是安全性能良好的安全性防爆措施。在煤礦作業(yè)的過程中輸入的信號必須是安全信號。第二，電磁波傳輸哀耗大。煤礦井下空間非常狹小，同時(shí)內(nèi)部空間內(nèi)有機(jī)車、風(fēng)門等阻擋體，導(dǎo)致巷道介質(zhì)、表面粗糙、巷道支護(hù)、彎曲、分支以及傾斜等都會(huì)影響電磁波的傳輸，傳輸哀耗非常大。第三，GPS信號并不能完全覆蓋于煤礦井下[2]。眾所周知，煤礦井下巷道通常布置在離地表面數(shù)百米的位置處，有的煤礦井甚至達(dá)到最深的1000多米。由此可見，煤礦物聯(lián)網(wǎng)GPS信號并不能完全覆蓋在煤礦井下的巷道。第四，無線發(fā)射功率較小。煤礦安全施工中所應(yīng)用到的安全型防爆設(shè)備輸出的最大功率通常工行為25W左右。在電路中出現(xiàn)電感和電容的情況下，也就會(huì)降低電路中電流與電壓，進(jìn)而使得安全防爆裝置的輸出功率降低。第五，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。煤礦井下空間非常狹小、使用的機(jī)電設(shè)備較為集中、電磁干擾較為嚴(yán)重、功率非常大。尤其是大功率變頻器、架線電機(jī)車火花以及大型點(diǎn)設(shè)備啟停堆物聯(lián)網(wǎng)具有極強(qiáng)的干擾性。第六，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采用樹形結(jié)構(gòu)。在煤礦井下巷道分支結(jié)構(gòu)、呈樹形分布狀態(tài)，其長度有的甚至達(dá)到了萬米以上。因而，為方便設(shè)備的專制與維護(hù)、節(jié)約電能的傳輸，應(yīng)當(dāng)采用樹形結(jié)構(gòu)。第七，不宜采用中斷器。煤礦井下作業(yè)的環(huán)境條件較為惡劣，設(shè)備故障的發(fā)生概率非常高，巷道非常長，在維護(hù)方面具有較大的困難。在使用的過程中如果采用中斷器延長輸送距離，發(fā)生的故障概率反而會(huì)增加。

4 煤礦物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

首先，煤礦物聯(lián)網(wǎng)信息編碼、處理以及傳輸標(biāo)準(zhǔn)化。煤礦物聯(lián)網(wǎng)涉及的范圍非常廣泛，其中包括了采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、提升機(jī)等一系列的設(shè)備[3]。在這類設(shè)備應(yīng)用的過程中需要對其進(jìn)行全程監(jiān)管。因而，煤礦物聯(lián)網(wǎng)的信息編碼、傳輸以及處理等都需要保持相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，減少誤差的發(fā)生。其次，礦用安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過程管控。在煤礦井內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸的重要原因是假冒偽劣電氣產(chǎn)品失爆產(chǎn)生電火花引發(fā)瓦斯爆炸事故的發(fā)生。因而，面對此種狀況就應(yīng)當(dāng)研制煤礦物聯(lián)網(wǎng),加強(qiáng)防爆電氣設(shè)備等礦用安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品監(jiān)管,避免假冒機(jī)電產(chǎn)品在煤礦使用。再次，煤礦所用的炸藥應(yīng)當(dāng)安全生產(chǎn)、儲(chǔ)存、領(lǐng)退、運(yùn)輸以及使用等全過程監(jiān)控。如果煤礦發(fā)生重大炸藥事故，經(jīng)過分析就可以了解到，長時(shí)間大量存放非法購買的四肢炸藥自燃會(huì)引發(fā)安全事故的發(fā)生。因而，在煤礦生產(chǎn)的股從橫中，研制煤礦物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)礦用安全炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、領(lǐng)退使用等全過程的跟蹤管理，防止出現(xiàn)私制炸藥引發(fā)炸藥爆炸等安全事故。防止火工品運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用不當(dāng)造成傷亡事故。最后，實(shí)行關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、維護(hù)與使用的全過程監(jiān)管。在煤礦開采的過程中，掘進(jìn)機(jī)、帶式輸送機(jī)、提升機(jī)、膠輪機(jī)、水泵、壓風(fēng)機(jī)、移動(dòng)電站等大型機(jī)電設(shè)備的正常操作對煤礦安全生產(chǎn)具有重要的影響。因此，研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)中的使用的關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、使用以及維護(hù)等全過程的跟蹤管理與健康診斷。進(jìn)而為安全生產(chǎn)提供有效的物資保障。

5 結(jié)語

總而言之，在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，安全生產(chǎn)始終是我國各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容。面對安全事故不斷的煤礦開采工作，應(yīng)當(dāng)采取有效的措施減少安全事故的發(fā)生。安全事故減少地保障工作人員的生命安全具有重要的意義。

[1]孫繼平.屯蘭煤礦"2·22"特別重大瓦斯爆炸事故原因及教訓(xùn) [J].煤炭學(xué)報(bào),2010,11 (16):23.

[2]王芳.山西煤炭業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用決策研究 [J].商場現(xiàn)代化,2011,10(04):75.

[3]洪亮,劉興麗,宋小燕,等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦應(yīng)急管理中的應(yīng)用研究 [J].經(jīng)濟(jì)師, 2011,11(26):45.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-400-1