煤礦安全智能化及其關鍵技術探究

摘要：煤炭作為我國重要的能源之一，為我國的經濟建設做出了巨大的貢獻。但是煤礦開采的工作環境極其特殊，其安全性很難得到保障。而隨著社會的進步和發展，煤礦的智能化生產是歷史趨勢，也是煤炭行業發展的必然。煤礦的安全智能化體系，通過智能式的風險辨識，預警，以及處理，提高了煤礦的生產安全系數，保證了煤礦的正常運行。本文針對煤礦的安全智能化及其關鍵的技術進行了分析和探究，希望對煤炭行業能夠有所幫助并提供借鑒。

關鍵詞：煤礦;安全智能化;關鍵技術

貴州省煤炭儲量大，煤種齊全、煤質優良，素有“江南煤海”之稱，對于煤炭的采掘的智能化以及安全問題及其的關注，貴州省的相關部門出臺了《貴州省煤礦智能化發展實施方案（2020-2025年）》，推動了煤礦采掘的智能化，使煤炭的采掘工作更加安全，促進了貴州省煤炭行業的持續穩定發展，但在實際煤礦采掘工作中仍然存在著一些問題，因此需要不斷的進行分析對關鍵技術進行探究，以此來促進煤炭行業的發展。

1.智能化發展過程中存在的問題

煤礦在進行采掘作業時，由于井下的工作環境極其復雜，在很大程度上存在著不可控制性，因此，增加了煤礦作業的安全問題。另外，受限于一線的工作人員的文化水平以及操作技術水平，在突發事件發生時難以進行恰當及正確的處理，因此，使煤礦作業的危險性得到了提升，錯過了最佳的解決時間。雖然隨著科學技術水平的不斷提升，煤炭采掘時應用了高科技技術以及智能化的設備，但在實際工作中并未能將技術和設備的功能和用途發揮到極限，從而造成了一定程度內的資源浪費。另外，受一些因素的影響許多技術水平較高的人才并不愿在煤礦系統中工作，也為煤礦的這段話帶來了一定的阻礙。

2.煤礦智能化的概述

煤礦的智能化是指利用先進的智能化以及信息技術使煤礦的安全生產，經營決策，通訊監控等系統的智能化。它包括了礦山感知，互聯，分析，自學習，預測，決策，控制。煤礦的智能化是我國煤炭行業生產轉型的核心技術支撐。使整個煤礦的生產，安全保障，生態環境，生產管理過程實現智能化的運行。保證了煤礦能夠高效安全的生產。煤礦的安全智能化體系，應當在煤礦智能化的建設基礎上，并對煤礦的井下水文地質條件，設備的運行維護狀態，生產等信息數據進行分析，建模以及評估，從而實現智能化的安全生產狀態的評估，安全風險的評價，對于隱患自主排查，從而對重大的事故及災害進行預警，保證煤礦的正常生產。

3.煤礦安全智能化的基本結構

煤礦安全智能化的基本結構應當包含三個方面，監控方面，安全保障方面以及決策方面。監控方面：由于井下作業環境復雜且危險程度較高，為了避免危險，在開采之前，應當進行地質的勘測，并結合實際，建立起相應的通信系統以及監視系統，對煤炭作業的全過程進行監控，其中包括了工作人員的身體狀況，采掘工作，設備電子系統，防水系統以及危險的預警等。安全保障方面是指以保證井下工作人員以及采掘工作的安全，結合智能化的技術，制定出科學合理的應急措施，從而在發生緊急情況下，能夠進行合理的處置，降低風險，盡最大程度的避免人員的傷亡以及財產的損失。決策方面，是指對煤礦作業的整個過程進行統籌安排和指揮，確保煤礦采掘作業高效而又安全的進行，從而促進煤礦企業的持續穩定發展【1】。

4.安全智能化的關鍵技術

4.1礦井監控技術

井下作業極其復雜且危險性極高，因此，對于礦井的監控技術也提出了更高的要求。礦井的監控技術應該采取雙重保護，實時系統的傳輸距離至少要在十千米以上。當礦井的電網停電時，備用的電源應當能夠持續的工作兩個小時以上。礦井監控網的主干網絡應當采用在千兆以及千兆以上的礦用以太網。對礦井的移動監控，采取WIFI以及5G技術，這樣才可以使監控信息的快速傳遞得到保障。系統軟件應當選用國際上較為先進的組態軟件，只有這樣才能夠適應井下的復雜及危險環境，最大限度的發揮出監控系統的功能和作用，提高煤礦安全智能化的技術水平。

4.2傳輸網絡技術

礦用的傳輸網絡技術應當采取雙樹或雙環的冗余結構，并采用無源光網來使系統的冗余能力得到增強。這樣可以使礦井信息傳輸的可靠性和標準性得以增強，實現遠距離的傳輸，并保證了系統的抗干擾及抗故障能力。但在使用時應當注意，當礦井的工作控制網絡與辦公網絡進行連通時，應當采用網閘安全設備來保證網絡的安全，同時，還應當利用路由器以及防火墻等技術手段保證接入互聯網時代網絡安全。

4.3無線傳輸技術的應用

礦井在選擇無線傳輸技術時，應當首先考慮與科學，工業以及醫療設備評論相似的系統以及設備，不能夠使用于電視，廣播，無線電，導航等類似的頻率。礦井內的圖像的傳輸應當采用WIFI以及5G技術，這樣可以保證圖像的清晰和準確，使相關人員能夠對礦井進行細致的觀察，從而及時的發現，礦井中存在的問題，并采取有效的措施解決，避免事故的發生，使煤礦采掘工作以及工作人員的人身安全得到保證。還可以，對井下的工作人員，設施設備的位置進行精準的定位，避免在工作中出現碰撞等現象，同時，一旦發生事故，可以及時的對工作人員的位置進行確定，從而能夠快速的實施救援行動，減少事故發生的損夫，避免人員受到傷亡【2】。

4.4通信技術的應用

煤礦的安全自動化系統移動要具有有線調度，通信系統以及通訊系統和移動通信系統。并保證各系統之間進行明確的分工，彼此之間更應當保持合作有機協調。注意礦井下的電話機一定要采用安全型防爆的電話機，圖像裝控系統應當采用光鏡和無線傳輸設備，保證其有智能識別圖像的功能。通信系統的分工與合作，相互間的緊密配合，才可以充分的發揮出智能化與信息化技術的功能和作用，提高煤礦采掘的安全性。

結束語：

安全智能化為煤炭企業帶來了新的轉機和活力，促進了煤炭產業的發展。煤礦企業應當對智能化的關鍵技術進行探究和分析，提高智能化的技術水平，并定期的進行培訓，采取有效的人才招聘措施積極的引入高技術人才，建設技術水平較高的工作隊伍，從而從根本上提高煤礦采掘的效率及安全，促進煤礦企業的持續、穩定發展。

參考文獻：

[1]鄭學召，童鑫，郭軍，張鐸.煤礦智能監測與預警技術研究現狀與發展趨勢[J].工礦自動化，2020，4606：35-40.

[2]杜江昆.煤礦智能化開采技術研究現狀及展望[J].內蒙古煤炭經濟，2020，01：170+172.

作者簡介：張進，1984年9月，性別：男，民族：漢，籍貫（省市）：貴州桐梓，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向或從事工作：長期從事煤礦安全監管。