煤矿信息化、智能化应用与关键技术分析

煤矿信息化、智能化应用与关键技术分析

张坤

扎赉诺尔煤业有限责任公司灵东煤矿内蒙古满洲里021410

摘要：随着时代的进步，信息技术逐渐渗透于社会生产生活的各个领域中，煤矿行业也不例外。煤矿信息化与智能化的实现，满足社会生产生活对煤矿能源的多样化需求，为煤矿产业发展提供可靠支持，是煤矿安全生产的重要条件。基于此，本文就煤矿信息化与智能化应用及关键技术进行简要分析，仅供相关人员参考。

关键词：煤矿；信息化；智能化；关键技术

1导言

煤炭是我国能源矿产资源之一，在钢铁、电力、化工等领域内发挥着重要作用。我国煤炭产量较高，但煤矿生产过程中安全事故频发，严重制约着煤矿行业的持续健康发展。随着国家对能源行业的体制改革，煤矿企业内进行信息化、智能化技术应用的趋势越来越明显，煤矿企业进行信息化、智能化技术的全面应用是必然的发展过程。煤矿行业的信息化技术的应用不仅仅是计算机的应用，它是深入到煤矿开采的各个阶段及各个工作流程当中的系统工程。尽管在国有大型煤矿企业很早就开始了信息化、智能化的建设，也取得了一些成绩，对提高煤矿开采效率、降低煤矿安全事故起到了积极的作用，但是仍然有一些煤矿企业因为资金或是技术问题还没有完成信息化的建设。因此，就需要对煤矿信息化、智能化应用与关键技术展开分析，这也是本文的初衷。

2煤矿信息化建设的定义及必要性分析

2.1煤矿信息化建设的定义

煤矿信息化建设包括两个方面：第一，建立一个三维空间系统对煤矿的各区域进行监控。第二，在三维数字矿山模拟系统基础上增加相应的其他生产信息，完善整个网络系统。利用此系统可以掌握地面及井下的各类生产管理活动，还可以实现矿山资源的合理调配。在技术上可以分为以数据仓库构成的数据层、以3DGIS为核心的平台层以及构筑其上的应用层。信息化体现在煤矿开采的各个流程当中，包括生产、办公、营销等各个环节，目的在于提高煤矿开采的效率。

2.2煤矿信息化建设的必要性

计算机信息技术的高速发展与应用使得煤矿的信息化建设成为了当前煤矿企业发展的趋势，其必要性主要体现在以下几点：（1）煤矿的信息化建设可以给煤矿企业提供科学合理的决策。信息化建设后可以加速信息的传递速度和质量，决策者可以通过相应的监控系统及时了解煤矿生产的各种动态，并实现实时传输。企业可以合理地调配各种生产资源，并对生产及管理情况进行及时的调整，有利于企业领导做出合理的科学的决策。（2）煤矿的信息化建设可以实现煤矿企业的安全生产。煤矿的开采过程存在着很多不可预料的因素，信息化建设后就可以利用信息收集系统对生产过程中的信息进行收集，并自动进行数据的分析和处理，对可能出现的安全问题提前进行警示，并及时地进行整改，有利于实现煤矿企业的安全生产。（3）煤矿的信息化建设可以提高企业的管理水平。煤矿的信息化建设包括企业的财务信息化、销售信息化、服务信息化等等。这对于提高煤矿企业的管理水平，提高其市场竞争力是有着重要作用的。（4）煤矿的信息化建设可以降低煤矿企业的生产成本。煤矿开采过程的信息化处理，可以优化整个开采流程，减少不必要的环节，实现资源的合理调配，提高生产效率，降低生产成本。

3煤矿信息化与智能化的关键技术

3.1矿井人员定位技术

随着信息技术在煤矿行业内的广泛应用，煤矿信息化与智能化得以实现，基于矿井人员定位技术所组建的系统能够实现安全避免，在煤矿井下作业人员管理和煤矿事故应急救援等工作中发挥着重要作用。矿井人员定位技术作为煤矿信息化与智能化的关键技术之一，其在复杂环境下也具有良好的适用性，以场强和时间为主要参考因素对矿井人员进行定位，能够获得精准的定位参数，为煤矿安全生产提供可靠的数据支持。

3.2视频监控技术

综采工作面模拟采矿系统通过提高虚拟现实技术建构一种三维的实际采矿环境，对运行的工艺装置与采煤整个过程进行模拟，该系统能够跟操作者进行交互，以及实时地穿越所有的空间到达系统模拟的全部范围中。这种系统可以确定空间状态、管理物体运行、识别物体、输入以及处理一系列的信息、模拟自然现象、识别物体等等，其显著的特征是建构一种非常接近实际采掘现状的三维化环境，结合计算机对采矿的现状进行呈现，从而得到装置工作的一系列参数、各种装置的动态呈现图、生产系统的工作现状平面图等，这涵盖工作装置间距、产能、时间等，在动态模拟各种采掘参数、各种型号装置生产系统的基础上实现评价以及优化生产系统的目标。

3.3矿井传输技术

基于矿井通信及监视技术建立煤矿综合数据中心，通过身份认证、授权及加密等机制做好安全管理与防护，并建立调度指挥中心，准确显示煤矿安全、生产、运销等数据信息，完善报警、调度和记录等功能，进一步完善设备故障诊断与提示、应急救援指挥等功能，从而促进煤矿信息化与智能化的顺利实现。矿井传输技术是煤矿信息化与智能化的关键技术与系统之一，主要包括矿井有线传输网络和矿井无线宽带传输，二者的协调配合可以满足煤矿监控、通信、管理等多元化要求。

就矿井有线传输网络来看，其应具备良好的抗故障能力和标准化程度，可实现远距离传输，并保证实际应用的安全性。矿井有线传输网络体系下，应保持办公网络与工业控制网络互相联通，采用网络安全设备隔离，配备路由器和防火墙等网络安全设备，以降低网络安全隐患。矿井有线传输网络应具备VPN联接功能，并可实现故障诊断与故障报警，从而将故障所造成的损害控制在最小范围内，提高煤矿信息化与智能化的整体水平。

就矿井无线宽带传输来看，其设备体积应较小，具备良好的电磁兼容性，标准化与安全性程度高，工作稳定且故障率低，从而满足煤矿信息化与智能化的特殊要求。矿井无线宽带传输技术应采用4G技术、WIFI技术等来实现矿井图像监视，优先选用工业、科学及医疗设备频段等作为矿用无线电系统及设备频段，应用RFID、WIFI等技术来实现煤矿动目标的精准定位。矿井监控技术的应用，应科学应用WIFI技术、ZigBee技术等实现矿井移动监控和无线接入，采用千兆以上矿用以太光网络作为矿井监控主干网络，确保其具备良好的冗余功能，并应用网络隔离设备实现与其他网络的互相联通，从而确保矿井监控系统的稳定运行，改善煤矿信息化与智能化效果。

由此可见，信息化智能化发展对煤矿安全方面带来的益处，这些技术渗透到煤矿事业中有着显著的成果，不但在很大程度上节约了人力、物力，而且也有效的避免人员发生伤亡的情况，在实际工作的时候仅仅依赖于现代化设备就可以对煤矿的实际情况做到实时监控，促使我国煤矿行业可以朝着更好的方向发展。

4结论

伴随着经济的发展与科技技术的进步，我国煤矿开采技术与设备已经达到了国际领先水平。煤矿采煤设备的信息智能化技术大大提升了煤矿采煤的工作效率，节约了采煤时间，有效提升了煤矿企业的经济效益。不论信息化与智能化技术应用在煤矿生产中的哪一方面，其都将会给煤矿生产带来积极作用，因此值得推广和使用。

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