摘要：煤炭是国家的主要基础能源，占一次能源的70%左右，煤炭能源属于全国性的应用资源，但当前煤矿安全生产形势依然严峻复杂，违法违规行为仍然严重，部分煤矿落实企业主体责任的自觉性不高，风险隐患大量存在，灾害治理能力不足，制度措施落实不到位，违章指挥和违章作业屡禁不止，安全基础仍然薄弱。据相关统计，2018年全国煤矿共发生事故224起、死亡333人，同比减少2起、50人，分别下降0.9%和13.1%。在发生煤矿安全事故因素中，人的不安全行为占比达到97.67%，为彻底解决人为肇事因素，加强煤矿安全管理，实现煤矿管理信息化，智能化，对这个传统行业进行创新型改革，紧跟物联网时代，利用最先进的技术加强管理，杜绝煤矿工人与危险因素、环境等的直接接触，从根本上杜绝煤矿安全事故所造成的人员伤亡问题。
关键词：煤矿企业；信息化；智能化；管理技术
引言
煤矿井下的特殊环境条件限制着信息化和智能化技术在井下的应用，因此要根据煤矿井下的实际环境，进行智能化创新、改进和调整，着重研究矿井通讯、矿井监测等技术。根据煤矿实际的安全和应用需求，利用信息化智能化技术切实解决矿井安全生产过程中存在的问题，构建基础的应用框架，建设具有实际应用价值的中心调控机制，真正的发挥中心的作用；切实建设矿井信息数据分析整合中心，深入分析矿井中的作业环境，超前风险防控。
1.信息化、智能化管理系统运行环境分析
1.1防尘
煤矿井下存在各种粉尘，相关电子设备必须采取防尘处理。用于智能化的操控设备，需要准确执行各种命令，失之千里，差若毫厘，矿用监控、通讯、设备等装备必须在研发设计、生产加工环节进行防尘处理，并定期清理确保井下作业环境中粉尘浓度不超标。
1.2防电磁干扰
煤矿井下空间狭窄，各种设备集成度较高，在运行过程中需要较大的功率和较高的电压、复杂的线路会形成复杂的电磁环境。会影响井下与地面控制中心的交流、通讯，因此相关的监控通讯等设备必须具有防电磁干扰功能。
1.3防腐蚀
煤矿井下存在多种有腐蚀性的化学物质，监测监控等设备必须做防腐蚀处理。煤矿井下作业环境潮湿多变，容易产生具有腐蚀性的化学物质，为避免腐蚀，应该选择防腐蚀材料制作的设备，另外可以在设备表面涂抹防腐蚀剂，在设备表面形成一层保护膜，大大降低设备的腐蚀破坏率。
1.4监控设备移动性
随着煤矿井下作业地点、开采设备的不断移动，面对未知的环境，提前监测分析井下作业环境，对前方环境进行科学的预判，对作业场所进行实时监测监控，这就需要满足井下通信、监控设备终端移动的可变性，以及矿井中信号传输的足够距离。
2.煤矿智能化管理系统的整体构架
智能化系统是信息化系统和自动化系统的深度融合，煤矿智能化管理系统可以分为监控通信、智能决策、执行指令三个部分组成。
2.1监控通信
煤矿信息化智能化管理系统的监测监控系统主要用于监测矿井信息，矿井信息主要包括煤矿采掘进度、井巷参数、主要设施设备的运行状况以及矿工的实时定位、健康状况实时检测等。通信系统分为正常通信和特殊通信，正常通信用于正常工作状态下矿井内部各作业场所、各种设备与地面总控台，矿井内部信息的传递；特殊通信则是针对发生灾害情况时的特殊通讯系统。
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2.2智能决策
煤矿信息化智能化系统的智能决策系统根据在线监测系统现场采集信息自行进行分析处理做出的决策。近年来云计算发展迅猛，由于煤矿的信息收集数据规模巨大，需要云计算这样可以支撑海量数据存储和处理的基础设备，云计算在处理煤矿大数据方面具有性能和价格等多方面的优势，是煤矿安全生产信息化系统建设的得力助手。
2.3执行指令
煤矿信息化智能化系统的执行系统根据智能决策结果，依据智能决策系统下达的操作指令进行执行，包括在地面设置的远程操作室以及针对井下复杂状况做出及时决策的总控制系统，由相关的技术人员进行控制指导。
3.煤矿信息化智能化管理系统的关键技术
3.1信息传输网络线路
在井下架设有线及无线传输的通讯网络，为煤矿信息化智能化系统运行提供基本条件。在煤矿井下的通讯网络，可以采用WIFI、LoRa、ZigBee、4G等技术，有线接入首选CAN总线的工业级现场总线，并且传输网络应该满足以下需求。首先矿井的传输网络应该带宽足够大，才能够更好地实现无线接入；同时传输的距离应该足够远，抵抗故障的能力也要足够强，才能更好地面对突发事件。对于网络架构主要有两种方式，采用双树或者双环的冗余架构；而后者的自身的冗余功能是以无源或有源的光网络为基础的。再就是要求传输网络要具有中继设备更少，网络设备的体积要小，所用的发射功率也要更小，其标准为不大于6W；电磁的兼容性也要满足需求，稳定性也有着较高要求，这样才能保证性能的可靠。其自身的安全问题也很重要，所以要求在办公网络与工业控制之间，应该能够实现互联互通，同时在办公区域的网络与互联网相连接时，要配备相关的设备，例如路由器、防火墙等，来保证网络环境足够安全。最后就是相关的设备功能要足够强大，尤其是核心业务的服务器要有良好的冗余功能；也要对网络流量进行监测，具有掉电保护，故障报警等功能，才能更好地进行网络运作。
3.2在线监测系统
矿井关键路径设备处应安置监控设备，要求续航能力强，抗干扰性能好，具备夜拍能力。在煤矿井下的监测中，需要对井下温度、湿度、含氧量等参数进行测试，要求相关传感器具备超强的续航能力[1]，以及应对恶劣条件的抗压能力。同时，监控系统的传输距离要大于等于10km，安设备用电源，自身的连续工作时间不小于2h。主干网络也需要拥有冗余功能的矿用以太光网络，对于监控系统的系统软件，要采用相关的组态软件，尤其是国际先进的主流软件更好，要具有GIS功能才能够更好地为监控服务。
3.3数据分析设备
当井下情况传输回地面后，需要强大的信息分析处理系统对井下收集到的信息进行筛选处理，通过不同的算法进行数据的加工，得出相应的结论，方便技术人员进行进一步的决策判断。
3.4物联网技术
在互联网技术如此繁盛的今天，互联网可以提供的便利不言而喻，在各个行业借助互联网转型的今天，传统的煤矿行业借助互联网的力量，也能完成更加完美的转型改革，在一氧化碳传感器、温湿度传感器、RFID射频识别技术等多种传感器的作用下，系统会收集到大量的煤矿生产作业环境的数据信息，连接网络，将信息快速准确的传输出去，互联网的特色就是不受空间限制的进行信息的交换，完成信息的互动，满足井下对于信息传输穿透力强，传输宽度大、安全可靠性高、抗故障能力强等的实际需求。
结论：
简而言之，煤矿是我国的主要能源，煤矿总产量将近50t。随着煤矿需求量不断增大，各大企业更是加强了煤矿的采集力度。但随着煤矿产业的不断发展，煤矿采集引发的安全问题也越来越受到人们的重视。每年全国性危险事故导致数千人死亡，相比与其他国家，我国的煤矿危险发生率较高。我国的煤矿企业大多以机械化，人力为主要操作形式。由于井下环境的不确定性因素，导致煤矿安全性事故频发不断。如何有效降低煤矿产业的高危事故频发率，通过智能化信息化的远程控制，保证了煤矿产业的正常发展。
参考文献：
[1]李树刚，马莉，杨守国.互联网+煤矿安全信息化关键技术及应用构架[J].煤炭科学技术，2019，44（07）：34-40.
论文作者:杨锦峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
标签：煤矿论文; 井下论文; 矿井论文; 设备论文; 作业论文; 环境论文; 网络论文; 《电力设备》2019年第11期论文;