試論煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理

馬文艷

（滕州郭莊礦業(yè)有限責(zé)任公司,山東 滕州 277500）

試論煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理

馬文艷

（滕州郭莊礦業(yè)有限責(zé)任公司,山東 滕州 277500）

近年來(lái)，隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化的管理模式逐漸被運(yùn)用到了煤礦企業(yè)的綜合工程技術(shù)當(dāng)中，使得煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了一定的提高。由于煤礦企業(yè)對(duì)于安全生產(chǎn)以及生產(chǎn)效率的要求極高，故現(xiàn)代化的煤礦開采在計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，通過煤礦開采控制技術(shù)、信息收集傳遞技術(shù)以及高科技傳遞通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理。

煤礦綜合工程技術(shù)；數(shù)字化管理；數(shù)字礦山

0 引言

我國(guó)的煤炭工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，但與國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)煤炭企業(yè)普遍存在兩個(gè)方面的不足；一是煤礦總體裝備技術(shù)水平，尤其是系統(tǒng)的整體有效性、信息化水平不高；二是煤礦生產(chǎn)事故多，造成國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命的嚴(yán)重?fù)p失。其根本原因是對(duì)礦井作業(yè)過程和環(huán)境狀況缺乏一套系統(tǒng)、科學(xué)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、分析以及實(shí)時(shí)有效的控制技術(shù)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是信息化時(shí)代的到來(lái)，為煤炭工業(yè)這一傳統(tǒng)工業(yè)的改造指定了方向。迄今為止，我國(guó)的煤炭企業(yè)經(jīng)過漫長(zhǎng)的發(fā)展和變革，使得我國(guó)成為了世界上煤炭產(chǎn)量最多的國(guó)家。為了確保我國(guó)煤炭企業(yè)在今后能夠持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，就必須將安全高效的數(shù)字化管理引入到我國(guó)的煤礦綜合工程技術(shù)中。而煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理的不斷發(fā)展，可以在一定條件下減小煤礦的開采難度，提高煤礦作業(yè)的安全性，繼而有效維護(hù)工人的生命財(cái)產(chǎn)安全，在確保社會(huì)效益不受到損害的同時(shí)，為煤礦企業(yè)提供了良好的發(fā)展空間。

1 我國(guó)煤礦綜合工程技術(shù)中數(shù)字化管理的現(xiàn)狀

我國(guó)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局與國(guó)家安全監(jiān)察總局于2011年3月聯(lián)合下發(fā)了《煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)完善基本規(guī)范（試執(zhí)行）》的相關(guān)文件。該文件強(qiáng)制推行了先進(jìn)、適用的煤礦技術(shù)裝備，要求煤礦及非作業(yè)煤礦要制定相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)裝備方案，并于三年之內(nèi)完成。煤礦作業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)裝備包括安裝監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦井下作業(yè)人員定位追蹤系統(tǒng)、緊急危險(xiǎn)避難系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、井下通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)以及供水施救系統(tǒng)。

當(dāng)前，我國(guó)大部分城市的煤礦已針對(duì)《煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)完善基本規(guī)范（試執(zhí)行）》的相關(guān)規(guī)定安裝并正常使用了該規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的“六大系統(tǒng)”。絕大多數(shù)的煤礦建立了以煤礦工業(yè)以太冗余環(huán)網(wǎng)和地面調(diào)度綜合指揮中心組成的信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，該平臺(tái)通過以下幾點(diǎn)控制實(shí)現(xiàn)了煤礦井下作業(yè)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的順利運(yùn)行。第一點(diǎn)，該平臺(tái)通過光纜、有線和無(wú)線通信以及有線無(wú)線相結(jié)合的方式作為煤礦井下作業(yè)通訊主體的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了礦井下音頻、視頻數(shù)據(jù)的有效傳輸；第二點(diǎn)，該平臺(tái)通過對(duì)綜合采集、挖掘設(shè)備的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了礦井下集合挖掘、裝巖、運(yùn)煤等作業(yè)的自動(dòng)化；第三點(diǎn)，該平臺(tái)通過PLC的智能控制，實(shí)現(xiàn)了部分設(shè)備（如：排水、皮帶等）的自動(dòng)化控制；第四點(diǎn)，該平臺(tái)通過監(jiān)控系統(tǒng)以及礦井下作業(yè)人員定位追蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)全礦的安全監(jiān)測(cè)，并能將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)上傳到煤礦管理局；第五點(diǎn)，該平臺(tái)通過設(shè)立礦下避難倉(cāng)以及井下人員自救設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了煤礦作業(yè)中的緊急避難系統(tǒng)。

2 煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理中存在的問題

數(shù)字化的煤礦綜合工程技術(shù)系統(tǒng)雖然在很大程度上提高了我國(guó)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率及安全，但該綜合工程技術(shù)的各個(gè)系統(tǒng)之間并沒有相應(yīng)的聯(lián)系，這些系統(tǒng)各自進(jìn)行運(yùn)行，自成體系，并須配備單獨(dú)的專業(yè)安裝維護(hù)人員，這樣的狀況給人力、物力、財(cái)力都造成了極大的浪費(fèi)。雖然目前我國(guó)的煤礦綜合工程技術(shù)數(shù)字化管理建設(shè)條件已經(jīng)成熟，但還存在以下幾點(diǎn)問題：首先，煤礦綜合工程技術(shù)數(shù)字化管理的總體水平較低，其按礦下作業(yè)功能和結(jié)構(gòu)形成了多種控制系統(tǒng)，使得綜合系統(tǒng)整合程度有限；其次，煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理發(fā)展失衡，大中型煤礦企業(yè)的數(shù)字化管理進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了小型煤礦企業(yè)，并且由于煤礦企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)的重視超過了其他輔助類決策系統(tǒng)，使其在生產(chǎn)節(jié)能、減耗方面的建設(shè)極度欠缺；最后，由于煤礦綜合工程技術(shù)數(shù)字化管理平臺(tái)的信息系統(tǒng)各自運(yùn)作，互不聯(lián)系，造成了其系統(tǒng)信息各自孤立的問題，嚴(yán)重制約了煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理的建設(shè)。

3 煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 建立煤礦數(shù)字化數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)與挖掘系統(tǒng)

建立煤礦數(shù)字化數(shù)據(jù)海量系統(tǒng)，是以煤礦的相關(guān)設(shè)計(jì)和加工對(duì)象為資源，對(duì)煤礦的開采環(huán)境、開采設(shè)備、開采人員、地質(zhì)信息以及相關(guān)的輔助生產(chǎn)和監(jiān)測(cè)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，使煤礦信息（如井下溫度、瓦斯?jié)舛?、井下粉塵等）能夠得到全景、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)分層的顯示。將以上所提到的各種信息以數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)并管理，并與礦井中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相結(jié)合，可以使煤礦企業(yè)快速、準(zhǔn)確的了解周圍地質(zhì)巖層的分布情況以及井下作業(yè)設(shè)備的安全應(yīng)用情況。通過對(duì)煤礦生產(chǎn)過程中系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，可以提高煤礦生產(chǎn)整體過程的優(yōu)化，繼而在提高煤礦生產(chǎn)效率的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

3.2 建立煤礦生產(chǎn)過程中關(guān)鍵設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)

煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要大量能源及材料，而利用目前發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子設(shè)備控制技術(shù)在其生產(chǎn)過程中建立起相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以有效提高煤礦企業(yè)的的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。雖然煤礦井下作業(yè)中的人員和設(shè)備大多處于移動(dòng)狀態(tài)，位置也在不斷變化，但并不代表其生產(chǎn)過程是不可控制的，只是其控制的方式與精準(zhǔn)度與普通的生產(chǎn)企業(yè)有所區(qū)別。

4 結(jié)論

總之，在煤礦綜合工程技術(shù)中應(yīng)用科學(xué)、系統(tǒng)、合理的數(shù)字化管理，是有效推動(dòng)我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要之舉，也是一個(gè)長(zhǎng)期的改革過程。煤礦綜合工程技術(shù)中的數(shù)字化管理是符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需要并能促進(jìn)煤礦企業(yè)快速發(fā)展的科學(xué)化決策，能為人類社會(huì)的發(fā)展、生活水平的提高提供極大的促進(jìn)作用。

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