摘要：随着时代的进步，信息技术逐渐渗透于社会生产生活的各个领域中，煤矿行业也不例外。煤矿信息化与智能化的实现，满足社会生产生活对煤矿能源的多样化需求，为煤矿产业发展提供可靠支持，是煤矿安全生产的重要条件。本文就煤矿信息化与智能化应用及关键技术进行简要分析，仅供相关人员参考。
关键词：煤矿信息化；煤矿智能化；关键技术
引言：煤矿矿井下的工作环境存在的着明显的特殊性，其中含有大量的甲烷、一氧化碳等易燃易爆气体。同时还伴有矿尘、淋水等情况。工作环境潮湿而狭小，电磁波无法正常使用，电网电压十分容易出现波动等情况。由于煤矿矿井具有特殊性，严重制约着地面自动化、信息化、智能化技术的使用。
一、煤矿信息化与智能化应用结构
煤矿信息化与智能化应用结构主要分为三个部分，一是监控监视与通信层，主要包括监控系统及其子系统、通信系统和监视系统，具有煤炭产量监测、井下人员定位、移动通信、图像监视与智能识别等多种功能。二是生产与安全管理层，对生产、调度、地测和机电进行管理，其中包含节能环保管理子系统、煤质管理子系统和三维展示子系统等，各自在煤矿信息化与智能化中发挥着重要作用。三是经营管理与决策支持层，主要包括销售管理、财务管理、人力资源管理、项目管理、审计管理等多个子系统，为煤矿产业发展提供可靠的技术支持，全面提高煤矿信息化与智能化的整体水平。
不仅仅如此，相关人员还需要对煤矿生产调度通信内容进行科学的分析，通过使用TD-SCDMA矿用无线通信与当前企业信息化平台结合的方式，来满足企业生产的实际需要，进而可以在特殊的情况下能够为企业提供新型的通信手段。
二、煤矿信息化智能化要求
2.1由于煤矿矿井下有大量的甲烷、一氧化碳等易燃易爆型气体，因此在煤矿矿井下所使用的机械电气设备必须要满足防爆的需求。煤矿矿井所使用的监控、通信等小功率设备应该更加偏向选择安全型，电缆上传输的信号必须要是本质安全信号。所使用的无线通信设备的发射功率应该要地域6W，以防止矿井下瓦斯与电雷管出现爆炸的情况。
2.2由于煤矿矿井下空间范围较小，电磁波的传输情况与地面存在明显差异。电磁波收到巷道横截面大小、横截面形状、分支、倾斜、支护等情况，从而导致电磁波的传输效果大大降低。
2.3煤矿矿井的空间狭窄，机械设备、电子设备的摆放相对集中，机电设备的功率较大，有的单一台设备的功率就达到上千瓦。并且，煤矿井下的电磁环境十分复杂，大量的大功率变频设计、电气设备启停等严重影响着矿井监控、通信等设备的正常使用。
2.4煤矿矿井的采掘工作面始终处于不断推进的过程中，需要使用移动监控设备、通信设备与监控终端设备来对其进行控制。然而煤矿井下工作场所比较分散，距离比较远，因此矿井无中继无线传输距离难以满足10km的使用需求。
因此，总的来说，煤矿矿井需要使用更加符合环境需求的设备与技术。
三、煤矿信息化与智能化的关键技术
3.1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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3.2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。
3.3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。
结束语：
伴随着经济的发展与科技技术的进步，我国煤矿开采技术与设备已经达到了国际领先水平。煤矿采煤设备的信息智能化技术大大提升了煤矿采煤的工作效率，节约了采煤时间，有效提升了煤矿企业的经济效益。然而另一方面，由于煤矿矿井环境的特殊性导致煤矿矿井中无线传输功能受限，使得地面信息化与智能化无法在煤矿矿井下正常使用，因此信息化与智能化技术需要被应用在实现远程控制、矿井通信以及监控等功能上。不论信息化与智能化技术应用在煤矿生产中的哪一方面，其都将会给煤矿生产带来积极作用。
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论文作者:王承贺
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
标签：煤矿论文; 矿井论文; 化与论文; 甲烷论文; 技术论文; td-scdma论文; 信息论文; 《基层建设》2019年第8期论文;