物联网技术在煤矿信息化中的应用

摘　要：本文要探讨的是物联网的理念及技术与煤矿企业安全生产管理的现状与需求的结合论述了物联网技术在煤矿信息化中的应用，提出了 \"智慧矿山\"的理念与物流信息化系统专业设计。

关键词：物联网名词解释；物联网用途；智慧矿山；自动化技术

现代社会是一个快速发展的社会，各种行业百花齐放，各种技术也应社会的需求而生成出来。而物联网是新一代信息技术中的一种新型的技术，自从这项技术发展起来之后，它被运用于各种现实生活之中。其英文名称是"The Internet of things"。顾名思义，"物联网就是物与物相关连的互联技术"。第一，物联网的技术是在互联网高速运营下发展出来的高科技技术，核心仍然不脱离互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，是其用户端和出品公司之间的一种交流的延伸和扩展，他们从事的交易是物品与物品之间的交易，进行信息交换和通信。物联网能够通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，再进行信息交换和通信的一种网络。

1.煤矿安全概述

   （1）煤炭是我国重要能源储备，既是国家能源的主要支柱，同时也是我国工矿企业中的高危行业。我国的煤矿９５％左右都是井工煤矿进行开采的，井工矿煤炭埋藏深、环境差，存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板、冲击地压导致坍塌等危险，露天煤矿存在着滑坡危险，困扰着煤矿工人和煤炭工业的健康发展。

   （2）煤矿井下的空间相当狭窄、环境恶劣，集中了各种重型的机电设备。如采煤系统、掘进系统、机电系统、运输系统、通风系统、排水系统，缺乏可靠的定位与管理系统。

   （3）露天煤矿生产使用大量的卡车来运行，以800M无线通信方式为主。在定位系统方面没有达到世界先进技术的水平，这就产生了技术、成本、现场环境方面的限制。导致只能在道岔、装车站等局部地方实现定位，而在卡车运行途中不能实现全方位的精确定位；同样井工煤矿矿井上、下也缺乏可靠的定位与管理系统。

   （4）对于露天煤矿的开采，往往要借助于大量炸药爆破来完成土方剥离，但是这样会存在一个严重的危害--爆破后可能造成露天矿坑边坡不稳定，发生滑坡造成人员伤亡及设备损失，怎样安全的爆破及进行边坡稳定预警都应采用相应的高技术手段。

   （5）我国将在全国井工煤矿建立完善监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等井下安全避险六大系统，在现有通信设备的环境中，煤矿井下通信系统需要更高的要求。

   （6）煤矿工人要严格遵守安全规章制度，设备和人一定要严格按照规定的流程进行操作，而目前煤矿在这方面实行的措施远远不够，光靠人的自觉性，没有可靠的高科技监控手段肯定是不够的。

   （7）根据前阶段新闻报道，国内发生了多起井下事故，多起人员伤亡，资产损失惨重，国家重视程度很高。煤矿事故的发生有很多种因素构成：安全预警措施不够、人员的分布和作业的情况不明确。一旦在煤矿事故发生的时候，处理突发情况的及时性就会大大降低，搜救的效果也会降低。

2.物联网在煤矿行业起到的作用

　　（1）2008年后，为了在找到一个新的技术点，也便于产生新的经济增长点，人们便把眼光投向了物联网的行业中来。物联网在技术上有着革命性的创新，将各种技术的整合提升到了一个新的高度。物联网是对各种物与物之间的联接，对煤矿行业也产生了巨大的作用。

　　（2）自从有了物联网技术后，这种技术就在煤矿业中广泛的被应用了。"智慧矿山"由此而生，"智慧矿山"是指在采矿企业的发展中，运用一些高科技的信息通信技术，主要运用于煤矿的建设、生产、经营、安全管理方面，创造安全、高效的矿山。"智慧矿山"由几方面的核心系统组成的：智能生产、智能安全、智能物流。智能生产在原有的基础上提高了速度，将企业生产与自动化技术与计算机信息化技术相结合的模式来完成任务。主要是以自动化技术、计算机信息与网络技术的方式为主；智能安全方面就是对企业内部的安全检测与安全治理，以射频传感技术为主；智能物流是包含了人员的定位与物的定位与整个流向的管理，主要是采用定位技术和识别技术。以露天矿为例：GPS车辆智能调度系统，是通过采用先进的电子技术、信息技术、通信技术、计算机技术、优化技术等高新技术，对传统的人工调度系统及管理体制进行改造，通过采集生产设备动态信息，实时监控和优化调度卡车、电铲等设备的运行，从而形成一种信息化、智能化的新型现代调度控制系统和全方位的采矿生产管理控制自动化决策平台。露天矿卡车防撞预警系统，综合采用GPS定位，蓝牙、射频无线通讯，电子罗盘和语音报警技术，在矿区生产和辅助车辆中加装了辅以车辆预警算法的车载终端，消除了重型卡车驾驶盲区和障碍物的影响，从而提高卡车平均运行速度和出动率，保障运输安全，降低成本，提高生产效率。滑坡雷达监测预警系统，将步进频率连续波技术、差分相位干涉测量技术、合成孔径雷达技术和永久散射体技术等四项国际领先的技术相结合，用于矿山边坡、矿区山体、地表以及矿区建筑等微小位移变化的监测，实现边坡滑移预报，为安全生产提供了保障。

　　（3）物联网不仅有着上面的功能，它还能将有线/无线一体化灵活的调度。通信系统是 "智慧矿山"中一项重要的功能，也是实现其重要保障的手段。无线/有线一体化的调度通信已经成为今后的发展趋势。例如：井下人员定位系统采用无线射频技术，在煤矿井下各个人员出入井口、重点区域出/入口、限制区域等地点设置分站，监测井下人员位置，具有对携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时刻、限制区域出/入时刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员活动路线等监测、显示、打印、储存、查询、报警、管理等功能，实现煤矿入井人员的可视化管理，提高安全生产技术水平、保证安全生产。

   （4）智慧矿山"的好处。"智慧"是以系统的协调、合作、相通的方式进行相互式的链接的，目的是为了相互之间的促进，相互之间的保障，高效率的促进煤矿执行力与高效性的达成，将高效煤矿达到一个新的高度。每一种技术的背后都有好多种子技术支持。而"智慧矿山"的技术则是由计算机方面的功能与信息处理的功能、云计算算法、物联网技术、通信与工业自动化技 术相结合而生的。

物联网技术上新型的突破对煤矿业有着不可忽视的影响。它打破了原有的系统、技术和一些传统性中已经生成的看法，让煤矿工业在技术的革新上产生了跳跃性的飞跃，质的提高也使煤矿工业取得了一个新的高度。中国是一个产煤大国，行业健康的发展至关重要，在安全生产方面一定要达到行业规定的标准。"智慧矿山"是一个重大且很好的技术高峰，它的理念的提出是将几方面的技术结合起来的：智能生产、智能安全、智能物流三方面。将人力、机械设备与自然环境相互融合在一起，将煤矿里面的一些主管单位相融合，将煤矿企业与城市相互融合在一起。用来创造出一个安全、高效、智慧的矿山，让整个矿山都采用自动化技术，减轻煤矿中存在的误区与不足。也希望通过本文抛砖引玉，引发更多关于物联网 "智慧矿山"的探索，再有新的突破。

参考文献：

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[2] 张夏林;吴冲龙;翁正平;田宜平;刘刚;何珍文;綦广;李章林;孙卡;陈国旭;;数字矿山软件架构与关键技术研究[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年

[3] 陈国旭;吴冲龙;张夏林;;计算机辅助矿产资源储量动态估算与管理模型[J];吉林大学学报(地球科学版);2010年06期

[4] 苏红军;闫志刚;栗敏光;黄强;;基于三维GIS的矿山数据模型研究[A];国际矿山测量协会（ISM）工作会议暨"数字矿业城市、数字矿山"建设信息技术学术研讨会论文集[C];2006年

作者简介：陈博，男（1971-）内蒙古兴安盟科右中旗，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：计算机科学与技术