煤矿智能化的关键技术与安全保障

苏科科

（山西晋煤集团晋圣坡底煤业有限公司机电管理部 山西省晋城市 048006）

作为我国运行过程中的主要能源，煤矿在经济发展的过程中发挥了巨大的作用，而伴随着经济的提升，对于煤矿需求量也随之真正增长。未来各大企业将加强对于煤矿的采集，从而更好的提升经济效益，但是需要注意的是，在煤矿企业发展的过程中由于安全问题所在造成的安全生产事故发生率随之上涨。相比较于西方发达国家，我国煤矿发生安全生产事故的概率较高，这是因为我国当下的煤矿生产技术依旧停留在人力、机械层面，对于一些智能手段没有进行重视，因此需要在发展中使用智能化、信息化的手段来对煤矿开采进行远程控制，帮助煤矿企业得到更好的进步与提升。

1 我国煤矿产业当下存在的主要问题

首先由于井下环境位置危险因素过多，造成安全生产问题时常发生。其次，在煤矿运行的过程中位于一线的工作人员普遍呈现专业素质较差的情况，而这也是突发事件处理能力较差的主要原因[1]。最后这是由于在当下煤矿的运行过程中高科技技术无法得到应有的应用，从而导致煤矿企业一方面无法留住高科技人才，另一方面也无法更好的使用高科技设备。在未来的发展过程中，煤矿产业需要向信息化、智能化等等方向进行转变，从而降低煤矿产业中发生危害的可能性。除此之外，未来发展过程中还需要坚持将煤矿产业与现代化的信息技术工作进行融合，从而更好的推动煤矿产业得到发展。

2 智能化煤矿产业介绍

在实际生产的过程中，由于工作环境较为复杂，因此无法控制危险因素。例如开采的过程中需要使用易燃易爆物质，而施工环境较为狭小，这就导致工人在实际开采的过程中危险性较大。除此之外，在施工的过程中电磁波传输泄露问题也较为严重，长期处于这种工作环境下将对工人的身体产生严重的损害[2]。

2.1 智能化煤矿产业的特点

（1）由于工作环境较为复杂，因此在实际的工作过程中需要保证环境中不会含有过量的易燃易爆气体，需要控制在安全的范围内。工作的过程中可以使用小功率工具来降低工作人员与气体接触，避免发生爆炸。

（2）工作的过程中由于空间较为狭小，墙壁弯曲情况受到了限制，因此在实际传输的过程中往往存在一定的障碍，这导致电磁波传输泄露问题较为严重。除此之外，施工过程中一些信号需要使用电磁波来进行传输，一旦电磁波泄露严重，将会导致很多时候工作指令无法到达指定地点。

（3）伴随着采集工作的逐渐深入发展，未来的采集工作需要更好的技术支持，要求工作人员能够配备移动设备与人均监控设施，从而更好的提升工作效率，保证工作人员的互相联系[3]。

（4）煤矿企业在工作的过程中环境往往较为潮湿，这导致通信设备在使用的过程中会受到一定的影响，因此需要采用一定的抗潮湿、抗腐蚀措施，从而更好的提升通行设备质量。

（5）当下煤矿企业在运行的过程中企业往往需要工作人员能够步行前往工作地点，这要求工作人员能够拥有较好的身体素质，同时也能够保证随身补给品和设备较为轻便。

（6）井下工作往往存在着不确定性，因此要求工作人员能够控制好电压的输送，要求电压输送稳定、达标。同时还需要建立备用供电线路，备用电源要求较高，要求在断电的情况下备用电源也能够实现独立的两到三小时供电。

（7）由于煤矿企业在实际的工作过程中存在一定的特殊性，因此构建远程监控设备、远程勘测系统的过程中要求系统能够尽量保证安全性能，同时工作时间达到十二个小时以上[4]。

2.2 煤矿智能化产业的现状以及发展阶段

在煤矿企业工作的过程中往往会有着一定的不可预测性，因此在使用智能化技术发展煤矿企业的过程中需要关注智能化产业的实际发展脚步，从而更好的保证两者能够维持统一发展脚步。未来的发展需要针对于煤矿企业的实际局限性与特殊性进行加强，通过智能化技术的优势来将之进行弥补，从而更好的将智能技术进行完善，保证发展的过程中可以将煤矿智能技术的实效性进行加强。未来的市场发展过程中将会产生更加庞大的煤矿需求，因此需要结合以往的开采经验，使用智能化技术来更好的帮助煤矿产业实现发展。

2.3 煤矿产业智能化、信息化结构设计

未来的发展需要将煤矿产业的智能化运用分为三大阶段，分别是：监控层、安全保障层、决策层。

2.3.1 监控层

监控层主要的作用是在煤矿企业发展过程中对潜在性危险进行管理，从而保证在开采前尽可能的降低危险因素。经过详细分析之后发现，监控工作主要包括对矿井的通信检查、对矿井的监视、对特殊情况的紧急处理措施准备情况、对下井人员的身体素质检查、对下井工作的检测、对电子系统工作状况的检测、对电机电动装备的尽早审核、对压力压强的检测、对天气水防系统的勘测[5]。

2.3.2 安全保障层

安全保障工作主要是将三防作为主要的保障方法，从而保证井下工作能够顺利的开展，目的在于能够对井下工作人员的人身安全进行监督与管理。未来的发展过程中要求工作人员可以对潜在的危险进行防范，例如对水电勘测工作等等进行持续的安全管理。除此之外，在开展安全保障的过程需要建立对紧急情况的处理措施，一旦发生了意外能够及时的进行解决，这避免了人员的伤亡与不必要的经济损失。

2.3.3 决策层

决策层的主要工作时对施工时间、施工工期、施工费用等等进行全方面的约束与安排，主要的目的在于能够对施工整体环节进行约束。除此之外，决策层的作用还在于进行市场策划，与客户对接，从而保证经济水平的提升。决策层虽然无需在一线进行工作，但是对于整个煤矿来说决策层都起到了重要的作用[6]。对于不同的施工方案决策层需要进行规划与判断，将潜在的危险进行清除，降低危险系数。未来的发展过程中需要将多个施工方案进行整合处理，从而实行一套最有效的施工方案，尽可能的提升煤矿产业健康发展水平。

2.4 煤矿信息化、智能化技术的基本要求

（1）未来的发展要求煤矿矿井工作人员能够将人身安全设定为主要的工作思想，尽量让高效生产与生产安全达到双赢。同时还需要注重地面对于井下的远程技术控制，煤尘、水、火等等方面的因素进行监管，从而全方面保证煤矿运行安全[7]。

（2）未来的发展还需要采用统一化的数据监控系统，将信息进行统一的处理，从而更好的将智能化技术应用于煤矿的实际发展中。同时为了避免出现大数据分析过度，需要对数据中存在的漏洞进行筛选，防止出现影响整个计算结果的错误。

（3）建立具有更高可调控性，从而帮助煤矿工作人员在实际开展采集工作的过程中能够做到随机应变，解决实际突发情况。

（4）未来还需要将远程监控系统与远程调控系统进行结合发展，未来的发展还需要将远程监控系统的图像画面进行重视与更新，从而保证井上工作人员能够随时掌握井下情况。

（5）建立无线监控系统的同时还需要建立有线监控系统，由于井下的恶劣环境，因此往往对信号的传递会产生影响，这就为井下工作带来了危险的不可预测性。未来的发展过程中，在使用无线监控系统的过程中，还需要建立有线监控系统与有线交流系统，更好的帮助工作人员实现监控与沟通管理。同时需要对有线监控设备与有线交流设备进行定时定期维护，防止出现损坏[8]。

（6）交换机的安装非常重要，很多时候会影响矿井的实际运行。安装的过程中需要将交换机安装在供电所的井下，而网络交换机则是需要安装于煤矿信息数据库。除此之外，在使用的过程中还需要保护系统光缆与电缆。

（7）供电的过程中电源不可避免会出现供电波动，要求能够将供电波动限制在正常的范围中，同时保证安全系统指标能够达到最高。井下工作的过程中电力非常重要，甚至可以说影响了工作人员的人身安全。未来的发展需要加强对电源的管理，除此之外井下的系统数据分析工作也需要保证在一定的范围内进行。

（8）在煤矿井下工作的过程中，安全系统总需要装备有防爆监控系统，保证输电能够将电缆与光缆的信号得以输送。对于防爆电气系统来说，除了安全性与可靠性之外，还需要保证拥有便携性，从而方便工作人员随身携带。在使用电气系统之间，要求能够经过详细的检查与核对，从而保证整体安全水平[9]。

2.5 煤矿信息化、智能化的关键技术操作

（1）需要加强对于煤矿监测网络的建设，在井下进行工作的过程中，监测网络往往具有着较大的流量，这是因为工作人数较多，传输距离过长，因此未来发展中需要提升煤矿监测网络的整体运行水平。同时煤矿检测网络需要重视电源、电压的防护适应能力，从而对传输网络达到双层保护。

（2）在井下工作的过程中，要实现井下与地面的有效沟通与交流，要求工作人员能够重视无线传输的水平。有线设备的限制过多，因此在使用的过程中需要着重发现无线设备，从而保证数据交流的准确性与及时性。除此之外，进行无线信息传播的过程中，需要远离电视、广播、无线电台等等媒体设备，这些设备将会对无线传输设备发出的电磁波产生影响[10]。

（3）在煤矿运行的过程中，地面管理人员需要对井下情况进行实时监控，从而保证井下的图像能够及时的传输至井上，避免信息的滞后性与不准确性。除此之外，还需要对画面进行实施的管理，例如强化网络、使用卫星传输、这些都能够有效的提升画面传输效果。

（4）为了更好的维护井下工作效果与安全性，煤矿企业需要根据当下实际情况来开展井下的检测工作。煤矿需要定时定期对煤矿工作人员进行教学、开展主题讲座，从而保证信息传递人员可以将数据的传输工作专业化。除此之外，还需要在井下安装移动数据网络以及广播、电台等等，尽可能的提升井下工作人员工作质量，防止出现信息传递不及时的现象。在进行煤矿数据采集分析的过程中，需要结合多方面的信息进行分析与探讨，除此之外还需要保证井下工作的独立性。虽然使用同一的数据库网络，但是井下的不同工作范围需要进行独立的管理与计算，从而提升更新与分析的专业性。煤矿检测系统需要能够显示时间、安全、数据等等功能，进行调控[11]。

（5）煤矿井下工作的特殊性决定了在井下工作的过程中往往会出现一些不可预测的安全问题，因此在工作的过程中需要充分的关注煤矿井下工作人员以及设备的位置移动，下井之前需要做好运行规划，无论是下井人员的工作轨迹还是设备的运行方向都是如此。未来的发展过程中，需要将井下的一系列动向都及时的向精神工作人员进行汇报，从而方便井上工作人员能够制定出更加稳定的安全运行措施。

（6）煤矿企业在发展的过程中还需要建立统一化的调度控制中心，控制中心的建立需要满足以下要求：首先要求工作人员拥有专业化的一线生产经验，从而更好的提升工作经验。其次在工作的过程中要求工作人员可以通过生产工作计划的制定来对指令进行约束与管理，更好的满足生产生活要求。最后则是需要建立起一线操作人员与生产计划之间的统一传输与统一管理，对于一些具有安全性能的设备进行随时检查。

（7）一般来说采煤机的控制是依靠滚筒算法，再加上对圆筒压力、圆筒电流、采煤机运转速度等多个方面进行全方面的调控。未来的发展过程中采煤机需要使用切割机技术来对采煤机的实现全方面的提升与发展。

（8）在工作的过程中，煤矿的工作需要结合传统煤矿产业与系统，专业化的管理水平。未来的发展过程中需要使用煤矿专用的软件系统，从而更好地对机器进行合理的操控与管理。管理的过程中需要与物联网进行结合，对煤矿运行过程中可能出现的潜在危险与实际危险进行分析。互联网技术在发展的过程中提供了极大的便利，使用互联网技术能够对周围环境实现全方面的管理与提升。除此之外，还需要注意在煤矿企业运行过程中造成的大气污染、土壤矿物质破坏等等多方面因素进行分析。未来的发展过程中需要将矿井上下以及矿井产生的水文问题进行解决与调控。

（9）未来的发展过程中还需要针对于对地监控系统进行管理，管理的主要方向集中在了数据化、图像化、计算机模拟等等功能的实现。除此之外，在加强管理的过程中还需要使用分布式采矿功能，尽可能的对复杂对象实行有效的分布处理，从而提升处理效果。

3 结束语

本文主要针对于当下煤矿产业运行过程中的实际情况进行分析，同时对于智能化、信息化技术在煤矿企业发展过程中的特点和会出现的问题进行列举。未来的发展过程中需要关注煤矿企业在井下工作过程中的特殊性，从而更好的制定出符合矿井实际情况的工作方案。在保证煤矿安全正常运行的过程中，想要更好的提高整体工作效率，需要关注未来信息化技术的使用。伴随着我国当下信息化技术的不断发展与进步，要求工作人员能够将未来的整体发展与历史发展形势进行结合，从而全方面的提升整体发展水平。除此之外，虽然煤矿企业在发展的过程中由于特殊性以及实际情况导致与信息技术的结合有着一定的难度，但将信息技术落实在安全管理方面也能够起到良性影响。因此未来的发展中煤矿企业需要集中力量来提高生产效率，从而满足市场日益庞大的需求。而信息化技术的出现在很大程度上帮助煤矿企业实现了安全性的提升与增强，真正的达到了安全水平与施工效率共同发展的要求。