煤礦安全智能化及其關(guān)鍵技術(shù)探究

摘要：煤炭作為我國重要的能源之一，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是煤礦開采的工作環(huán)境極其特殊，其安全性很難得到保障。而隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，煤礦的智能化生產(chǎn)是歷史趨勢，也是煤炭行業(yè)發(fā)展的必然。煤礦的安全智能化體系，通過智能式的風(fēng)險(xiǎn)辨識，預(yù)警，以及處理，提高了煤礦的生產(chǎn)安全系數(shù)，保證了煤礦的正常運(yùn)行。本文針對煤礦的安全智能化及其關(guān)鍵的技術(shù)進(jìn)行了分析和探究，希望對煤炭行業(yè)能夠有所幫助并提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦;安全智能化;關(guān)鍵技術(shù)

貴州省煤炭儲量大，煤種齊全、煤質(zhì)優(yōu)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(guān)注，貴州省的相關(guān)部門出臺了《貴州省煤礦智能化發(fā)展實(shí)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(jìn)了貴州省煤炭行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，但在實(shí)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(jìn)行分析對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探究，以此來促進(jìn)煤炭行業(yè)的發(fā)展。

1.智能化發(fā)展過程中存在的問題

煤礦在進(jìn)行采掘作業(yè)時，由于井下的工作環(huán)境極其復(fù)雜，在很大程度上存在著不可控制性，因此，增加了煤礦作業(yè)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(shù)水平，在突發(fā)事件發(fā)生時難以進(jìn)行恰當(dāng)及正確的處理，因此，使煤礦作業(yè)的危險(xiǎn)性得到了提升，錯過了最佳的解決時間。雖然隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，煤炭采掘時應(yīng)用了高科技技術(shù)以及智能化的設(shè)備，但在實(shí)際工作中并未能將技術(shù)和設(shè)備的功能和用途發(fā)揮到極限，從而造成了一定程度內(nèi)的資源浪費(fèi)。另外，受一些因素的影響許多技術(shù)水平較高的人才并不愿在煤礦系統(tǒng)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(jìn)的智能化以及信息技術(shù)使煤礦的安全生產(chǎn)，經(jīng)營決策，通訊監(jiān)控等系統(tǒng)的智能化。它包括了礦山感知，互聯(lián)，分析，自學(xué)習(xí)，預(yù)測，決策，控制。煤礦的智能化是我國煤炭行業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)支撐。使整個煤礦的生產(chǎn)，安全保障，生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)管理過程實(shí)現(xiàn)智能化的運(yùn)行。保證了煤礦能夠高效安全的生產(chǎn)。煤礦的安全智能化體系，應(yīng)當(dāng)在煤礦智能化的建設(shè)基礎(chǔ)上，并對煤礦的井下水文地質(zhì)條件，設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)狀態(tài)，生產(chǎn)等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建模以及評估，從而實(shí)現(xiàn)智能化的安全生產(chǎn)狀態(tài)的評估，安全風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)，對于隱患自主排查，從而對重大的事故及災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，保證煤礦的正常生產(chǎn)。

3.煤礦安全智能化的基本結(jié)構(gòu)

煤礦安全智能化的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包含三個方面，監(jiān)控方面，安全保障方面以及決策方面。監(jiān)控方面：由于井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜且危險(xiǎn)程度較高，為了避免危險(xiǎn)，在開采之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行地質(zhì)的勘測，并結(jié)合實(shí)際，建立起相應(yīng)的通信系統(tǒng)以及監(jiān)視系統(tǒng)，對煤炭作業(yè)的全過程進(jìn)行監(jiān)控，其中包括了工作人員的身體狀況，采掘工作，設(shè)備電子系統(tǒng)，防水系統(tǒng)以及危險(xiǎn)的預(yù)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(jié)合智能化的技術(shù)，制定出科學(xué)合理的應(yīng)急措施，從而在發(fā)生緊急情況下，能夠進(jìn)行合理的處置，降低風(fēng)險(xiǎn)，盡最大程度的避免人員的傷亡以及財(cái)產(chǎn)的損失。決策方面，是指對煤礦作業(yè)的整個過程進(jìn)行統(tǒng)籌安排和指揮，確保煤礦采掘作業(yè)高效而又安全的進(jìn)行，從而促進(jìn)煤礦企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展【1】。

4.安全智能化的關(guān)鍵技術(shù)

4.1礦井監(jiān)控技術(shù)

井下作業(yè)極其復(fù)雜且危險(xiǎn)性極高，因此，對于礦井的監(jiān)控技術(shù)也提出了更高的要求。礦井的監(jiān)控技術(shù)應(yīng)該采取雙重保護(hù)，實(shí)時系統(tǒng)的傳輸距離至少要在十千米以上。當(dāng)?shù)V井的電網(wǎng)停電時，備用的電源應(yīng)當(dāng)能夠持續(xù)的工作兩個小時以上。礦井監(jiān)控網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)采用在千兆以及千兆以上的礦用以太網(wǎng)。對礦井的移動監(jiān)控，采取WIFI以及5G技術(shù)，這樣才可以使監(jiān)控信息的快速傳遞得到保障。系統(tǒng)軟件應(yīng)當(dāng)選用國際上較為先進(jìn)的組態(tài)軟件，只有這樣才能夠適應(yīng)井下的復(fù)雜及危險(xiǎn)環(huán)境，最大限度的發(fā)揮出監(jiān)控系統(tǒng)的功能和作用，提高煤礦安全智能化的技術(shù)水平。

4.2傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

礦用的傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)當(dāng)采取雙樹或雙環(huán)的冗余結(jié)構(gòu)，并采用無源光網(wǎng)來使系統(tǒng)的冗余能力得到增強(qiáng)。這樣可以使礦井信息傳輸?shù)目煽啃院蜆?biāo)準(zhǔn)性得以增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸，并保證了系統(tǒng)的抗干擾及抗故障能力。但在使用時應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)?shù)V井的工作控制網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連通時，應(yīng)當(dāng)采用網(wǎng)閘安全設(shè)備來保證網(wǎng)絡(luò)的安全，同時，還應(yīng)當(dāng)利用路由器以及防火墻等技術(shù)手段保證接入互聯(lián)網(wǎng)時代網(wǎng)絡(luò)安全。

4.3無線傳輸技術(shù)的應(yīng)用

礦井在選擇無線傳輸技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)首先考慮與科學(xué)，工業(yè)以及醫(yī)療設(shè)備評論相似的系統(tǒng)以及設(shè)備，不能夠使用于電視，廣播，無線電，導(dǎo)航等類似的頻率。礦井內(nèi)的圖像的傳輸應(yīng)當(dāng)采用WIFI以及5G技術(shù)，這樣可以保證圖像的清晰和準(zhǔn)確，使相關(guān)人員能夠?qū)ΦV井進(jìn)行細(xì)致的觀察，從而及時的發(fā)現(xiàn)，礦井中存在的問題，并采取有效的措施解決，避免事故的發(fā)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(shè)施設(shè)備的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，避免在工作中出現(xiàn)碰撞等現(xiàn)象，同時，一旦發(fā)生事故，可以及時的對工作人員的位置進(jìn)行確定，從而能夠快速的實(shí)施救援行動，減少事故發(fā)生的損夫，避免人員受到傷亡【2】。

4.4通信技術(shù)的應(yīng)用

煤礦的安全自動化系統(tǒng)移動要具有有線調(diào)度，通信系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)。并保證各系統(tǒng)之間進(jìn)行明確的分工，彼此之間更應(yīng)當(dāng)保持合作有機(jī)協(xié)調(diào)。注意礦井下的電話機(jī)一定要采用安全型防爆的電話機(jī)，圖像裝控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用光鏡和無線傳輸設(shè)備，保證其有智能識別圖像的功能。通信系統(tǒng)的分工與合作，相互間的緊密配合，才可以充分的發(fā)揮出智能化與信息化技術(shù)的功能和作用，提高煤礦采掘的安全性。

結(jié)束語：

安全智能化為煤炭企業(yè)帶來了新的轉(zhuǎn)機(jī)和活力，促進(jìn)了煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)對智能化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探究和分析，提高智能化的技術(shù)水平，并定期的進(jìn)行培訓(xùn)，采取有效的人才招聘措施積極的引入高技術(shù)人才，建設(shè)技術(shù)水平較高的工作隊(duì)伍，從而從根本上提高煤礦采掘的效率及安全，促進(jìn)煤礦企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭學(xué)召，童鑫，郭軍，張鐸.煤礦智能監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)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(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2020，01：170+172.

作者簡介：張進(jìn)，1984年9月，性別：男，民族：漢，籍貫（省市）：貴州桐梓，學(xué)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(jiān)管。