计算机信息技术构建数字化矿井探讨

摘　要：我国煤炭工业存在总体装备水平不足和安全事故多的现状，其根本原因是现代计算机信息技术与安全生产、数字化矿井建设没有有机结合起来。本文就多年的工作实践，浅谈利用计算机信息技术建设数字化矿井的途径和意义。

关键词：计算机；信息技术；数字化矿井
     0 引言
     煤炭工业是国民经济重要的基础产业，与欧美等发达国家相比，我国煤炭企业普遍存在两大不足；一是煤炭企业的总体技术装备水平，尤其是信息化技术的应用水平不高；二是煤矿安全事故多，市场造成国家财产和人民生命的损失。其关键的原因之一就是对井下作业过程和环境状况没有进行动态、实时的监测、分析以及科学有效的控制。但随着现代计算机信息技术的发展和普及应用，这一现状有望改变。
     1 计算机信息技术的概念
     凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术，它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。 具体来讲，信息技术主要包括：（1）感测与识别技术。该技术具有扩展人获取信息的感觉器官的功能。（2）信息传递技术，可以有效实现信息安全快捷的的转移和传递。全世界目前的各种通信技术基本上都属于这个技术范畴。（3）信息处理与再生技术，该技术是在对信息进行处理的基础上，形成一些更利于操作、更深层次的决策信息，包括对信息的压缩、加密、编码等等。（4）信息施用技术，它包括控制技术、显示技术、共享技术等等，是信息传递过程的的最后一个环节。控制技术、计算机技术、传感技术和通信技术是信息技术的四个基本技术，其中以现代计算机技术和通信技术是最为核心。
     2 计算机信息技术在数字化矿井建设的应用
     计算机信息技术和矿井安全生产的完美融合，可有效提升煤矿的本质安全度，提高煤矿的安全生产水平，并在矿井实时监控、调度只会、设备监控以及应急事故救援等方面发挥其重要的作用。
     21世纪以来，信息化技术革命产生了重大的影响，给煤炭行业建设数字化矿井带来了难得的机遇。
     2.1 信息技术。在煤炭企业安全管理中的应用,目前，煤矿安全管理已经迈向了网络化时代，实现了由静态管理向动态管理的转变。结合煤炭企业安全管理的特点，通过信息技术的合理应用及开发适合煤炭企业的煤矿安全计算机信息系统，并以此为基础建立现代化的安全调度指挥和管理中心，可实现大量信息数据的采集、分析、处理，进一步促进煤矿企业的安全生产，有效提高煤炭企业的安全管控质量。
     2.1.1瓦斯安全监控系统。瓦斯监控系统主要包括传感器、井下分站、传输设备、地面中心站等部分。传感器是煤矿监测系统中最为重要的设备。井下分站负责采集各传感器的信号收集与整理，并将这些数据和信息传给地面中心站，同时负责接收、执行地面中心的决策和命令。传输设备是监测系统的信号传输渠道，包括通信电缆、调制解调器等等。地面中心站是实时显示各监测参数的部分。
     2.1.2矿压监测系统。该系统由地面计算机、矿压传感器和信息传递设备等部分组成。矿压传感器采用液压支架上的压力指标信号，一个采区可设置多个监测点；井下分站可连接一个或多个矿压传感器；传输设备起到信号传输媒体的作用，包括通讯电缆和调制解调器等。地面计算机则实时显示监控点的矿压监测值，及时储存工艺生产指标的参数，并支持历史数据调用显示和再现，当监测指标超过系统限定值时，会自动报警，并自动切换为紧急状态。
     2.1.3安全考勤管理系统。该系统可实现对井下人员监控、考勤统计管理和WEB方式的网络数据发布，可准确记录每次考勤的时间以及作业记录；能完成各区队或个人的考勤数据查询或统计，并自动生成考勤明细表、统计表等报表；井下人员安全监控可定时汇总考勤数据，灵活设置数据汇总和超时报警的所有指标，实现及时报警、及时提醒功能；网络数据发布支持企业领导的的网络查询功能。
     2.2计算机信息技术在生产自动化监测与控制中的应用
     数字化矿井的生产全程的综合自动化监测与控制系统，对现有生产系统进行自动化技术的改造和补套，将原本分散独立的子系统进行有效集成，提升生产工艺流程的智能化和集约化水平，优化过程控制，建立底层控制体系，初步实现重点生产部位的集中监控与部分系统的关联互动。为实现矿井综合自动化监测监控传统集成，目前国内煤炭企业一般现场总线控制系统（FCS）。它一般涉及以下几种：
     2.2.1 综采工作面在线监控系统。该系统可以实现顶板的压力监测、支架的自动电液控制以及工作面内所有设备的中控管理，达到减少作业劳动强度、优化作业环境的目的。与此同时，采用现场总线技术可以将在线监控系统检测到的信息迅速传送到煤矿的地面调度和控制终端，为调度指挥系统和生产决策者提供第一手、最可靠的基础信息。
     2.2.2 胶带机运输和提升监控系统。本系统通过采用现场总线技术实现对主井胶带机、各盘区胶带机、煤仓给煤机和煤仓库煤位的集中监控，并结合工业电视监视系统和信号通信系统，实现原煤胶带机运输系统的集中控制，提高整个系统的稳定性、可控性，减少岗位作业人员，提高井下采掘生产效率。
     2.2.3 机电设备自动化系统。一般有压风机自动化检测系统、通风机房实时监控系统、井下供电实时监控系统、井下供排水控制管理系统。
     2.3矿井综合信息管理系统。综合信息管理系统是以三维地理信息技术为基础，建立矿井综合信息管理平台，开发出实时的三维可视化操作界面，实现矿井空间定位、作业环境、作业行为、设备状况、安全要素等的调度指挥的数字化、管理决策的智能化，最大限度保证信息资源的高效利用。这个系统主要包括矿井三维空间地质建模、地质测量子系统、生产信息管理系统、信息查询及输出系统以及采掘信息管理等系统。
     3 结语
     煤矿企业通过应用信息技术建设数字化矿山已是大势所趋，而其技术实用、方便高效的优势也必将得到最大限度的验证。。虽然计算机信息技术在我国煤炭行业仍处于推广阶段阶段，仍存在一些问题，但却具有广泛的应用前景。通过信息技术及优化管理思想的推动应用，我国煤矿企业整体安全生产管理水平必将得到提高，促进的提高，促进我国煤炭工业的可持续发展。