煤礦智能化信息系統建設分析

韓國威

（中煤科工集團杭州研究院有限公司， 浙江 杭州 311202）

1 煤礦智能化信息系統建設的原因

1.1 信息化建設的作用

自古以來煤礦的存在條件都是在較為偏僻的區域，政府部門對這些地區的管理相對來說比較寬松，這就導致了這些地區現代化發展較為落后，和網絡的連接較為疏松，在建設智能化產業的時候比沿海地區困難，但是一旦建成就會給這些地區帶來巨大的發展機遇?；ヂ摼W的優勢在于它不受地理因素的影響，使用互聯網作為傳輸信息的手段可以消除煤炭行業傳輸信息的缺點?，F如今人們已經可以熟練地使用網絡來幫助自己實現更快捷的操作，不管在哪里都可以通過網絡來一鍵連接，所以一旦建成信息化、智能化的產業所有的人都可以受益。

1.2 智能信息化在煤礦行業的前景

隨著全球數字經濟的快速發展，中國煤炭行業也引發了第四次智能建筑行業革命。目前，隨著“新基礎設施”的出現，5G技術以其高速、低延遲、大容量的優勢越來越多地應用于工業應用場景[1]。這就是為什么煤炭行業從智能建筑的進步中受益匪淺。近年來，世界上第一個5G高可靠性礦井網絡系統發布，并成為行業討論的中心。近年來，智能煤礦建設多次得到政界人士的支持。八個部門聯合發布了有關產業發展的文件，山東、山西、內蒙古等省相繼啟動煤礦電腦化建設實施方案，煤礦電腦化全面啟動。重要統計數據顯示，截至8 月底，中國已建成401 座智能礦山。到今年年底，這一數字預計將達到550，但煤礦的智能化建設并不容易。智能煤礦的基本過程與工業過程的控制過程基本相同，但地下空間問題比地面問題更復雜，通信要求也非常嚴格。傳統的4G WiFi 數據傳輸技術很難滿足這種多樣化的需求。5G 采礦技術不僅將地面技術轉移到地下，而且煤礦是一種正常的、可移動的地下作業，具有生產接觸面多，地質條件變化頻繁、電纜易斷開和接觸不良等劣勢。

1.3 智能化需要解決的問題

煤礦發生了事故后很難實現有效的援救，煤礦安全生產無論多么復雜，歸根結底都離不開“人、物、環境、管理”。人、物、環境是具有自身特征的真實事物，流水線是抽象的事物，是連接人、物、環境的重要因素。因此，煤礦頂板智能化設計應以“識別、理解、理解環境”為原則，將這些原則與“人與人、人與物、人與環、物與環、環與環”的六個關系相結合。其次，采礦傳感器存在問題。煤炭生產是一個由點、線、面組成的復雜生產系統。煤礦智能化是一個由多個系統組成的復雜系統，每個系統串聯不同的點，數據主要由不同的傳感器提供。如果數據不準確，系統將無法正常工作，因此數據分析十分重要。實際上，煤礦要建立一個完整的過程分析和煤質管理體系，離不開精密的測量設備；要實現一個完整的地下排水控制和管理系統，還缺乏準確可靠的傳感器（如圖1 所示）。

2 解決煤礦信息化系統建設問題的措施

2.1 建設數據中心

沒有可靠的網絡數據中心，就沒有智能設計。隨著煤礦信息化的發展，現有的100 m、1 000 m 網絡系統已不能滿足新的要求。啟動公司辦公網絡環10G實現礦業網絡全面發展。大數據存儲中心是人們在使用和推廣IT 的方式上的發明，只要人類的網絡技術沒有崩潰，就可以用它來管理事情，處理的結果由一個大型數據中心來實現。從專業角度講，大型數據中心是一個特定硬件協作的全球網絡，它是一個特殊的建筑，用于在互聯網網絡基礎設施中傳輸、可視化、計算和存儲有關數據的信息。

2.2 建設通訊系統

近年來，為了提高政府和企業對安全生產的重視，煤炭安全生產信息已成為解決安全生產問題的重要途徑。在煤礦工人的生產環節中，溝通的重要性通過更新礦工的廠房、動態溝通生產情況和發布現場通知來體現。采礦業迫切需要現代移動通信方法來補充現有的通信方法，它們之間的真正聯系和統一地址，以及及時、準確和頻繁地在地面傳輸和交換信息的問題的解決方案；一旦發生緊急情況，將導致遠征指揮失敗、事故和災害擴大等后果。

2.3 建設管理體系

“四個數”的結合，即礦工、救援人員、現場人員和入井人數的實時關聯。為了實現“四位數字”的統一，必須建立礦燈和自救裝置的自動實時管理系統。礦燈智能充電柜就是滿足這一要求的產品?，F有的智能充電柜不僅可以監控礦燈和自救人員的狀態，還可以通過煤氣表進行充電和監控。那么如何讓不合格人員遠離井口？首先，有必要建立井下人員的證書管理系統，輸入從受過培訓的礦工那里收到的各種證書信息，進入該系統并建立工單管理系統。進入井前，礦工必須完成作業許可證后方可參與作業，領取礦燈、自救裝置等設備，最后進入井口參與作業。填寫工作訂單時，請將訂單內容鏈接到證書，然后選擇證書和訂單。為了防止未經授權的人員進入油井，在許可證或證書到期之前，不得完成工作指令。工作場所管理→證書管理→考勤管理→礦燈→救援人員→手動工具（特殊工種）→在場→井位系統是井下人員管理的過程。同時，要注意兩個方面：員工的獨特性和生物識別設備的統一性。

2.4 建立安全監控融合體系

建立風險控制和隱患排查治理雙重體系，是落實各級政府要求、建立風險控制和隱患排查防范機制的重要承諾。建立風險控制和隱患排查治理雙重體系，也是運營安全管理的重要方面之一。

2.5 建設自動化的生產輔助系統

在滿足了建設自動化輔助生產系統的同時也要做好對它的維護，不讓它受到損壞是最基本的條件，在人為損壞的基礎之上也應該注意自然因數的情況，如：皮帶損壞、防風、燃氣能源保護等。作為額外的保護措施，必須在重要位置安裝視頻監控，以確保清晰的視頻圖像。同時，機器人控制被集成到自動安全生產系統中。

3 智能化信息系統建設的功能需求分析

3.1 信息采集功能

煤礦企業必須根據監控要求配備各種傳感器，每個傳感器都監測某種數據。該傳感器可以自動采集數據，并為智能計算機評估提供數據庫。

3.2 自動數據傳輸功能

既然是智能化建設，那么自動數據傳輸功能自然是必不可少的，只有滿足了完全自動化數據傳輸才可以做到信息高效傳輸，讓每一個人都可以做到零障礙交流，將信息的時效性發揮到最大，只有做到了自動化信息傳輸才有可能完全實現煤礦智能化信息系統的建設。

3.3 建立統一的傳輸平臺

統一施工的應用可以降低施工成本，減少施工不兼容，便于將來的管理和維護，以及將來功能的擴展，設計了監控系統和報警系統，監控系統用于指示礦井下的工作條件，如果出現問題，可以立即指出問題所在的位置，從而為組織管理打下良好的基礎。安全報警系統是指在對井下可能出現的問題進行評估后，計算機能立即發出報警，以便管理人員能正確處理。

4 結語

實現煤礦智能信息化建設的過程是比較曲折的，實現的難度也是非常大的，但是只要人類選定了合適的道路并且一刻也不都要停歇就可以實現。在這過程中企業要全程參與不要中斷，在實現信息化的過程中不斷的總結，不斷吸取教訓讓煤礦產業也可以搭上科技的快車讓產業實現升級，在建設智能化信息系統中不要怕遇到困難，發現問題解決問題才是建設智能化信息系統的關鍵。