煤礦安全求助物聯網

煤炭工業是關系國家經濟命脈的重要基礎產業，支撐著國民經濟持續高速發展。煤炭在我國一次能源生產和消費結構中一直占70%以上，按照目前的能源消費標準，根據專家的預測，到2020年，能源消費總量將高達30億噸到32億噸標準煤。

煤礦安全事故猛于虎

煤炭工業的持續、穩定、健康發展直接關系著我國能源安全和建設全面小康社會目標的實現。然而，煤礦生產安全事故的多發、頻發給人民生命和財產安全造成了巨大損失。2010年1#12316;9月份，共發生重特大事故21起，死亡457人，分別同比上升90.9%和52.3%。較大以上非法違法事故共發生42起，死亡455人；在建、技改和整合礦井共發生較大以上事故60起，死亡630人；瓦斯、水害、火災三類災害共造成較大以上事故81起，死亡706人，其中瓦斯事故危害最大。

根據2005年#12316;2009年工礦商貿事故按致因四要素趨勢圖（圖1）可以得知，人的不安全行為導致事故發生的比例是39%，環境的不安全條件導致事故比例為19%，物的不安全狀態導致事故比例占31%，而管理的缺陷引發的事故為11%。采取了一系列安全生產措施后（圖2），人、物和環境三個致因因素導致的事故起數下降幅度較大，但安全管理機制改革是一個漫長的過程，需要持續不斷改進。

物聯網完成三大轉變

我國煤礦地質條件極其復雜，95%以上為井工開采，國有重點煤礦70%以上是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，大部分為低透氣性煤層（滲透率<1）。針對引發生產事故的四個基本要素，我們應該以強化監督“企業安全生產主題責任落實”為重點，依托包括物聯網技術在內的信息化技術，實現與企業安全檢測監控系統的互聯和信息共享，對企業的重大危險源、安全生產隱患進行網絡化巡察，動態跟蹤監督重大安全隱患，實現對人、環境、設備和管理等環節的實時監控。

為了加強對煤礦災害事故的預防，有效降低事故危害程度、防范遏制重特大事故發生。國務院于2010年7月19日出臺了《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》，要求煤礦必須在3年內建設完成煤礦井下監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等安全避險系統，全面提升煤礦安全保障能力。

目前，我國煤炭工業生產方式比較落后，主要表現在：

1.產能不足、經濟效益差、產業集中度低、增長方式粗放。

2.技術落后、生產力水平低、資源開采利用率低、環境污染嚴重、產品單一、產業鏈條短，以及安全狀況不好、職業危害嚴重等。

3.在安全、資源和環保等方面的壓力也越來越大。

我國是世界第一大煤炭生產與消費國，但與世界先進采煤國家相比，我國煤炭工業人才和科技含量存在明顯差距：我國煤炭工業科技經費總投入只相當于國有煤礦產品銷售收入的0.4%，而美國投入的煤炭科研經費相當于其煤炭銷售額的3.0%；我國國有重點煤礦采掘機械化程度為73.63%，其中綜合機械化程度為49.32%，而發達國家的相應指標則接近或達到100%；此外，我國科技進步對煤炭生產和經濟增長的貢獻率不足40%。

煤炭企業信息化分為安全生產信息化和經營管理信息化，其中安全生產信息化包括安全生產監控（重大危險源辨識、預警、預案與救災）、安全生產管控（生產系統運行狀態）和生產組織管理（計劃、人員、設備管理）；經營管理信息化包括供應鏈管理、內部運行管理和營銷鏈管理。

目前的信息手段只能進行初步的信息采集和處理，無法實現智能決策分析。利用物聯網的感知系統可實現對人、物、環境三個要素的有效監控和檢測，超前預防事故。從而.實現由“間斷性檢查”向“連續實時監控”的轉變，從認為判斷向智能分析的轉變，以及應急救援由事后反應向自動響應的轉變。

煤炭行業

五大物聯網需求

中國物聯網的標準仍在制定中，相關技術并未發展成熟；大部分的業務仍然是數據采集應用的擴展，要在安全生產中實現更加“智能”和“物與物對話”，需要進一步做好如下基礎工作：

1.生產大量性能可靠、價格低廉、能耗較低、精度較高、適合煤礦井下環境和規范的智能傳感器件。

2.建設分布式、可移動、自組網的信息采集平臺，研究礦山復雜環境下無線傳感網技術、局部地區發生災害后的網絡重構技術。

3.開展礦山復雜環境下的安全信息獲取技術、安全信息識別與處理技術、礦井災害預警預報等關鍵前沿技術的研究。

4.對人員安全環境感知技術與終端設備、生命探測技術進行研究，拓展一些物聯網技術，用以對采掘、提升、運輸、通風、排水、供電等關鍵生產設備進行狀態監測和故障診斷。

5.制定真正適合于煤炭行業安全發展的物聯網技術標準。

（根據講稿整理，未經本人確認）

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用物聯網改善現有信息化局限性

1. 視頻監控系統的局限性：傳統解決方案只是采用視頻監控，但仍不能完全保障礦井安全，存在監控盲區。

物聯網解決方案在井上、井下安裝不同類型的納米級傳感器，對聲音、頻率、圖像等信息進行監控。

2.井下人員定位系統的局限性：傳統定位系統受電源、井下信號等因素影響，定位效果并不顯著，且維護成本高。

物聯網解決方案利用物聯網技術，將礦井分割成若干區域，在每個區域都安裝ID掃描傳感器，用來掃描該區域內正在活動的ID，并通過數據傳輸單元轉向儲存單元保存相關信息。

3.安全檢測監控系統的局限性：現有數據監控系統功能單一、傳輸范圍窄，不能對緊急狀況自動做出反應。

物聯網解決方案通過智能傳感器對瓦斯濃度、排風量等進行監控，當出現超限時，切斷可能區域的電源，自動啟動應急預案。

4.井下道岔管理的局限性：目前大多數井下交通采用手動道岔，危險系數高，極易發生事故，現有自動道岔系統存在各種缺陷，可靠性不足。

物聯網解決方案運用物聯網技術，實現井下智能交通，系統自動調整道岔，等道岔調整完畢后，給車輛予以反饋，車輛方可運行。

5.煤質分析系統的局限性：傳統做法是只分析煤的灰分、水分和重量，但是對于煤中的化學成分分析得不夠，或存在分析不夠精確的問題，特別是煤的含硫量是煤質及價格的重要指標，如系統不能作出準確的分析，則會導致煤質的不確定。

物聯網解決方案將傳感器安裝于煤傳輸帶上，通過發射RFID射線對煤的成分進行感應，將數據精確地傳輸到監控中心，對煤的所有化學成分通過系統的設定可以準確全面地了解。