摘要：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。
关键词：煤矿；信息化；智能化；关键技术
引言：煤炭是我国能源矿产资源之一，在钢铁、电力、化工等领域内发挥着重要作用。我国煤炭产量较高，但煤矿生产过程中安全事故频发，严重制约着煤矿行业的持续健康发展。煤矿信息化与智能化的实现，便于应用现代信息技术开展远程监控和井下实时监测，建立灾害预警机制，为煤矿安全、高效生产提供可靠的支持。
一、我国煤矿产业存在的发展问题
首先，由于井下环境的不可控性，导致煤矿安全问题时有发生；其次，从业一线操作人员普遍知识文化水平低，对于突发事件的处理不恰当导致引发更大的危险；再次，井下工作环境差，很多潜在性危险无法控制；最后，高科技水平在煤矿产业中的运用得不到充分的发挥，导致高水平技术人才不愿意留在煤矿产业。这些是煤矿发展中存在的问题，也是今后煤矿产业向信息化、智能化方向转变必须解决的问题。将智能化、信息化产业技术运用于煤矿发展过程中，有助于解决减少煤矿产业发生危害的可能性。与此同时，煤矿产业与现代化信息技术的结合，有助于推动煤矿产业的发展。
二、煤矿信息化与智能化的关键技术
（一）煤矿信息化、智能化技术的基本要求
第一，以避免煤矿井下工作的一线人员人身安全为指导思想，以实现煤矿高效生产为目的。采用尽量减少井下人员的人数为安全手段。实现地面智能化技术的远程控制，以及煤尘、水、火等方面的安全监控措施。第二，采用统一的数据监控系统，统一的信息处理方式，将智能化技术融入煤矿采集的数据分析步骤。避免大量的数据分析过度，一个小数据的漏洞，导致整个勘测采集煤矿信息的错误。第三，建立具有可调控性的检测系统，便于煤矿采集的过程中依据实际情况随机应变，解决突发状况[1]。第四，将远程监控系统与远程调控系统相结合。同时，输入远程监控系统的图像画面，以便分析人员操控和实时掌握最新井下状况。第五，建立有线与无线网络系统。由于煤矿井下工作的不确定性高，存在着危险的不可预测性。电力的供应是其中必不可少的设备。建立有线与无线网络的实时结合，在一般情况下使用有线电力设备与网络相结合。提高设备输出的稳定性。
（二）矿井人员定位技术
随着信息技术在煤矿行业内的广泛应用，煤矿信息化与智能化得以实现，基于矿井人员定位技术所组建的系统能够实现安全避免，在煤矿井下作业人员管理和煤矿事故应急救援等工作中发挥着重要作用。矿井人员定位技术作为煤矿信息化与智能化的关键技术之一，其在复杂环境下也具有良好的适用性，以场强和时间为主要参考因素对矿井人员进行定位，能够获得精准的定位参数，为煤矿安全生产提供可靠的数据支持。
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（三）矿用激光甲烷监测技术
煤矿作业中，瓦斯属于一种易燃易爆物质，存在极大的安全风险，矿用激光甲烷监测技术作为煤矿信息化与智能化的关键技术，其应用主要通过甲烷监测与断电控制对瓦斯进行有效防治，降低煤矿安全隐患。就矿用激光甲烷监测技术来看，其以热催化、热导、红外和激光为矿用甲烷传感器的主要工作原理，能够实现煤矿甲烷浓度的全方位监测，响应速度快且矿用甲烷传感器元件的使用性能优良，能够满足全程监测的应用需求。在煤矿信息化与智能化应用中，可应用可调谐半导体激光吸收光谱技术对矿用激光甲烷传感器进行自动调零，结合煤矿应用需求对甲烷标准气样设置灵敏度自动调节，从而在保证煤矿信息化与智能化的基础上，降低井下维护任务量，切实提高煤矿井下作业效率。为促进矿用激光甲烷监测技术应用价值的充分发挥，科学控制矿用激光甲烷传感器的投入成本，可在煤矿信息化与智能化的过程中，于煤矿分站设置激光器和光电探测器等，以光缆将检测气室与分站有序连接，充分发挥激光器与光电探测器的使用价值，推进煤矿生产活动的高效开展[2]。
（四）矿井传输技术
基于矿井通信及监视技术建立煤矿综合数据中心，通过身份认证、授权及加密等机制做好安全管理与防护，并建立调度指挥中心，准确显示煤矿安全、生产、运销等数据信息，完善报警、调度和记录等功能，进一步完善设备故障诊断与提示、应急救援指挥等功能，从而促进煤矿信息化与智能化的顺利实现。矿井传输技术是煤矿信息化与智能化的关键技术与系统之一，主要包括矿井有线传输网络和矿井无线宽带传输，二者的协调配合可以满足煤矿监控、通信、管理等多元化要求。就矿井有线传输网络来看，其应具备良好的抗故障能力和标准化程度，可实现远距离传输，并保证实际应用的安全性。矿井有线传输网络体系下，应保持办公网络与工业控制网络互相联通，采用网络安全设备隔离，配备路由器和防火墙等网络安全设备，以降低网络安全隐患。矿井有线传输网络应具备VPN联接功能，并可实现故障诊断与故障报警，从而将故障所造成的损害控制在最小范围内，提高煤矿信息化与智能化的整体水平。就矿井无线宽带传输来看，其设备体积应较小，具备良好的电磁兼容性，标准化与安全性程度高，工作稳定且故障率低，从而满足煤矿信息化与智能化的特殊要求。矿井无线宽带传输技术应采用4G技术、WIFI技术等来实现矿井图像监视，优先选用工业、科学及医疗设备频段等作为矿用无线电系统及设备频段，应用RFID、WIFI等技术来实现煤矿动目标的精准定位。矿井监控技术的应用，应科学应用WIFI技术、ZigBee技术等实现矿井移动监控和无线接入，采用千兆以上矿用以太光网络作为矿井监控主干网络，确保其具备良好的冗余功能，并应用网络隔离设备实现与其他网络的互相联通，从而确保矿井监控系统的稳定运行，改善煤矿信息化与智能化效果。由此可见，信息化智能化发展对煤矿安全方面带来的益处，这些技术渗透到煤矿事业中有着显著的成果，不但在很大程度上节约了人力、物力，而且也有效的避免人员发生伤亡的情况，在实际工作的时候仅仅依赖于现代化设备就可以对煤矿的实际情况做到实时监控，促使我国煤矿行业可以朝着更好的方向发展。
结论：
简而言之，现代社会经济飞速发展，煤矿行业安全、绿色开采理念下，煤矿行业应加大研发力度，在信息化与智能化的基础上，不断攻克技术难关，推进煤矿行业产业结构优化升级，创新产业发展技术手段，建立煤矿调度指挥中心和综合数据中心，完善通信系统与监控系统，加强安全生产管理，降低安全事故发生几率，推进煤矿行业的绿色化、高效化发展[3]。
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,2016,44(07):34-40.
[2]孙继平，煤矿信息化自动化新技术与发展[J].煤炭科学技术，2017,44（01）：19-23+83.
[3]毛善君.“高科技煤矿”信息化建设的战略思考及关键技术[J].煤炭学报,2014,39(08):1572-1583.
论文作者:刘国梁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/9
标签：煤矿论文; 矿井论文; 技术论文; 甲烷论文; 化与论文; 井下论文; 信息论文; 《电力设备》2018年第24期论文;