淺析電子信息技術(shù)在數(shù)字化煤礦建設(shè)中的應(yīng)用

胡昌江

摘要：在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，我國的工業(yè)自動化水平得到了很大提升，工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+為社會的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，使得數(shù)字化礦山應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)階段，社會各界對煤礦資源的需求量越來越多，而煤炭開采工作環(huán)境相對比較惡劣，屬于高危采礦行業(yè)，人民群眾對煤礦開采的安全性、環(huán)保性等提出了越來越高的要求?；诖?，文章闡述了數(shù)字化礦山的相關(guān)內(nèi)容，分析了電子信息技術(shù)在數(shù)字化煤礦建設(shè)中的應(yīng)用，并研究了數(shù)字化煤礦建設(shè)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電子信息技術(shù)；數(shù)字化煤礦建設(shè)；應(yīng)用

中圖分類號：X936 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言：

隨著社會的發(fā)展，很多先進(jìn)技術(shù)融入煤礦行業(yè)中，數(shù)字化建設(shè)和管理是煤礦企業(yè)在社會和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，建設(shè)節(jié)約型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)，這項工作涉及范圍比較廣、應(yīng)用到的技術(shù)先進(jìn)，但由于我國煤礦企業(yè)建設(shè)時間比較差，受人民群眾意識水平和生產(chǎn)管理模式的影響，在數(shù)字化建設(shè)和管理工作中存在一系列問題，煤礦企業(yè)需要深入分析這些問題，以此為基礎(chǔ)制定相應(yīng)的優(yōu)化措施，推動煤炭開采工作的順利開展。

1數(shù)字化礦山概述

1.1數(shù)字化礦山概念

數(shù)字化礦山是在數(shù)字地球的基礎(chǔ)上衍生出來的，其主要是指在礦山范圍內(nèi)，在三維坐標(biāo)信息、相互關(guān)系的基礎(chǔ)上構(gòu)成的信息框架，并將各項信息融入信息框架中。一般而言，煤礦獲取的信息主要有兩個層面，分別是固有信息、動態(tài)信息。其中，固有信息指的是礦井原始數(shù)據(jù)，如地質(zhì)、測量、鉆孔等，以及煤層、圍巖、井巷等地質(zhì)空間信息；動態(tài)信息是采掘、通風(fēng)、運(yùn)輸、供電、給排水等生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和裝備信息，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的信息，如設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境、人員等專業(yè)分析輔助決策信息和生產(chǎn)經(jīng)營管理信息。除此之外，數(shù)字化礦山主要是將礦山系統(tǒng)中原有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠理解的信息、具有礦山經(jīng)濟(jì)價值的知識等。

1.2數(shù)字化礦山建設(shè)的重要意義

數(shù)字化礦山在測量、地質(zhì)、采礦、選礦、安全等專業(yè)知識和技術(shù)資料完善的基礎(chǔ)上，融合相關(guān)軟件建立的三維模擬圖形，其能夠反映出地質(zhì)形態(tài)、生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況，數(shù)字礦山模型主要將地質(zhì)勘探、資源估計儲量、測量數(shù)據(jù)收集等內(nèi)容融入到三維視圖中，精露天采礦和地下采礦設(shè)計進(jìn)行了融合，涉及地面狀況、礦體賦存、斷層、水文地質(zhì)等各個方面的地質(zhì)數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計各種現(xiàn)場生產(chǎn)方案、采區(qū)閉坑復(fù)墾方案、模擬方案實(shí)施效果等，模擬再現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的調(diào)度指揮。除此之外，數(shù)字化礦山屬于檢驗(yàn)監(jiān)測手段，統(tǒng)一在線監(jiān)控了礦山邊坡、排土場、地下采場、采空區(qū)等位置的監(jiān)控設(shè)施，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控預(yù)防的安全性，通過復(fù)核合作單位提供的測量、勘探、設(shè)計等技術(shù)資料，明確需要完善的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)設(shè)計和礦山實(shí)際生產(chǎn)活動的有效融合。

2電子信息技術(shù)在數(shù)字化煤礦建設(shè)中的應(yīng)用

在數(shù)字化礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中，電子信息技術(shù)已在采集系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、分析處理過程中得到了應(yīng)用。很多不同的傳感器共同構(gòu)成系統(tǒng)的神經(jīng)末梢，這樣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)就能夠轉(zhuǎn)換成電信號，在處理后形成電子信息，被傳輸?shù)接嬎銠C(jī)分析計算過程中，根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)上傳到控制中心，為煤礦開采工作提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)煤礦開采的智能化，下文分析了電子信息技術(shù)在煤礦建設(shè)中的應(yīng)用。

2.1檢測井下工作人員的位置

井下工作環(huán)境與煤礦生產(chǎn)的安全性息息相關(guān)，井下作業(yè)相對比較復(fù)雜，存在大量不穩(wěn)定因素，極易引發(fā)安全生產(chǎn)事故，在出現(xiàn)安全事故的情況下，工作人員需要及時進(jìn)行緊急解救，避免出現(xiàn)人員傷亡問題。為了確保井下工作環(huán)境的安全性，工作人員需要引入電子信息技術(shù)檢測井下作業(yè)人員的數(shù)量、位置等，確保工作人員的生命安全，為后期開展緊急救援工作提供依據(jù)。在應(yīng)用電子信息技術(shù)對工作人員進(jìn)行定位的過程中，需要在礦井下設(shè)置網(wǎng)關(guān)、參考節(jié)點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定一些位置固定的參考節(jié)點(diǎn)，確保各個移動節(jié)點(diǎn)位于多個參考節(jié)點(diǎn)的射頻信號范圍內(nèi)，這種信息檢測技術(shù)的應(yīng)用有利于定位井下工作人員的精確位置，將井下作業(yè)人員的數(shù)量、活動情況等信息發(fā)送到地面，在很大程度上提升了營救效率，減少了人員傷亡問題。

2.2監(jiān)控并預(yù)警煤礦生產(chǎn)

在煤礦生產(chǎn)過程中，電子信息技術(shù)的應(yīng)用有利于開展生產(chǎn)過程中的綜合管理、及時預(yù)警工作，通過布設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)，有效地監(jiān)控并調(diào)度煤礦生產(chǎn)。例如，應(yīng)用短信報警技術(shù)監(jiān)測瓦斯抽放、指揮調(diào)度等，其主要是將井上中心站、井下工作站、相關(guān)配套設(shè)備應(yīng)用到井上安全區(qū)、井下煤塵環(huán)境中。同時，煤礦工作人員在應(yīng)用現(xiàn)代化單片技術(shù)，在普通傳感器、標(biāo)準(zhǔn)的RS-485接口的基礎(chǔ)上顯示檢測數(shù)據(jù)、實(shí)際狀態(tài)等，在出現(xiàn)掉電、中斷聯(lián)系等問題的情況下，能夠準(zhǔn)確地完成監(jiān)控任務(wù)，這就在很大程度上減少了工作人員對系統(tǒng)的監(jiān)管和維護(hù)工作強(qiáng)度，為煤礦企業(yè)節(jié)省了大量人力、物力。

2.3生產(chǎn)進(jìn)行綜合信息的調(diào)度

在煤礦生產(chǎn)過程中，電子信息技術(shù)在綜合信息調(diào)度過程中發(fā)揮著十分重要的作用，其主要是應(yīng)用計算機(jī)底層控制系統(tǒng)采集煤礦生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)和信息，通過分析采集到的數(shù)據(jù)，在分析數(shù)據(jù)結(jié)果的基礎(chǔ)上監(jiān)控、調(diào)度煤礦生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)各個生產(chǎn)過程的優(yōu)化，合理地配置煤礦生產(chǎn)過程中的各項資源。同時，電子信息技術(shù)的應(yīng)用能夠及時反饋煤礦生產(chǎn)過程中各個人員的專業(yè)技能、規(guī)章制度遵守情況、采煤質(zhì)量等內(nèi)容，形成相應(yīng)的績效匯報，并有效地監(jiān)控和維護(hù)煤礦生產(chǎn)中的各項設(shè)備及設(shè)備運(yùn)行情況，確保設(shè)備運(yùn)行的安全性。

除此之外，電子信息技術(shù)在安全生產(chǎn)綜合信息調(diào)度過程中發(fā)揮著重要的作用，其主要表現(xiàn)是：第一，電子信息技術(shù)能夠檢測到工作人員對安全規(guī)章制度的執(zhí)行情況，有效地預(yù)警并排查安全隱患問題，能夠及時地排查安全隱患、啟動應(yīng)急處理機(jī)制；第二，電子信息技術(shù)有利于建立并管理電子檔案，準(zhǔn)確記錄設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程的監(jiān)測和管理。

3電子信息技術(shù)在煤炭開采自動化系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，煤炭開采工作呈現(xiàn)出自動化、智能化的特點(diǎn)，在生產(chǎn)系統(tǒng)日益改革和完善的背景下，很多先進(jìn)技術(shù)、新材料、新工藝、微型設(shè)備和遠(yuǎn)程通訊技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了煤炭開采的智能化和環(huán)保性。同時，很多傳統(tǒng)的低效率、高能耗采礦設(shè)備已被淘汰，新型煤礦開采技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，煤礦開采工作發(fā)生了很大的變化，使得傳統(tǒng)的粗放型生產(chǎn)控制轉(zhuǎn)化成了閉環(huán)控制方式。在新時期的發(fā)展中，智能型采煤機(jī)、智能型配電裝置、智能型運(yùn)輸系統(tǒng)以及在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，都是未來煤炭開采技術(shù)智能化的重要發(fā)展方向。隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代煤炭開采系統(tǒng)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)將會形成一個整體，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、綠色環(huán)保的生產(chǎn)模式。

結(jié)束語：

綜上所述，在新時期的發(fā)展中，社會各個行業(yè)的發(fā)展十分迅速，對煤礦資源的需求量日益增加。在煤礦行業(yè)的發(fā)展中，很多先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為煤礦開采工作的順利開展提供了保障?，F(xiàn)階段，電子信息技術(shù)已在數(shù)字化煤礦建設(shè)工作中得到了廣泛應(yīng)用，使得煤礦開采工作發(fā)生了很大的改變，在很大程度上減少了煤礦安全事故的發(fā)生，提高了煤礦工作的整體效率，為煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了保障。

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（作者單位：天地（常州）自動化股份有限公司）