煤礦安全生產管理研究

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摘要：物聯網技術在煤礦生產中的應用，較大程度降低了井下事故的發生率，提高了工作人員在井下生產作業的安全性。但是與其他技術發達國家相比，我國煤礦仍然存在著較高的安全事故發生率。因此，筆者分析了現階段煤礦安全生產管理中存在的問題，研究了物聯網技術在煤礦生產管理中的應對方案，為相關工作人員提供了參考。

關鍵詞：物聯網技術；生產管理；工礦自動化；煤礦安全

煤炭作為我國重要的能源之一，對于我國發展有著重要作用。但是在煤礦安全生產過程中，存在著環境、人為、物力等多方面不安全因素。物聯網技術作為一種高新技術，有效整合了無線通信、傳感器、嵌入式等技術[1-2]，能夠通過圖像、溫度、氣體等相關傳感器完成礦井信息數據的采集、處理與傳輸，實現人物互通，進而實時有效發現煤礦生產中存在的不安全因素，并進行及時處理，有利于降低礦井事故發生概率，實現煤礦生產智能管理[3-4]。

1煤礦物聯網應用現狀分析

1.1煤礦物聯網定義。煤礦物聯網是指在礦井生產管理中使用物聯網技術，構建產生一套完整的網絡系統，通過多類別傳感器節點構成的無線傳感器網絡采集、處理與傳輸礦井生產的相關信息數據，實現井下資源的定位與識別，實時掌控整個煤礦企業的生產細節，最終實現整合網絡數據的互通[5]。其中煤礦物聯網結構如圖1所示。圖1煤礦物聯網結構該架構符合傳統物聯網體系，主要包括感知層、傳輸層、數據層、應用層四個方面。其中感知層由各種型號的傳感器、全球衛星定位系統（GlobalPositioningSystem，GPS）、地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）等組成，主要用來對礦井環境、人員信息、企業倉儲物流信息進行監測；網絡層主要負責通過互聯網、局域網、無線傳感器網絡將感知層采集監測的煤礦數據信息上傳至企業信息管理系統，以便完成井下作業人員的安全監控；數據層包含了礦井基本信息庫、井下作業人員實時定位數據庫、人員信息數據庫等數據庫，用來為應用層數據分析處理做準備；應用層則包括云計算、數據存儲、可視化等技術，用來處理分析數據層數據，實現數據的精準預測與分析并進行可視化展示，為管理人員提供直觀有效的信息，便于企業生產安全管理。1.2煤礦物聯網應用存在問題。現階段煤礦信息化建設尚未完善，存在一系列的問題與弊端[6]，主要內容如下。1.2.1難以實時監控煤礦生產的過程。煤礦生產作業主要在井下，巷道環境十分惡劣，同時，井下地形比較復雜，生產管理人員很難實時掌控礦井地形，給井下作業人員下達正確指示，在這樣的情況下，難以保證煤礦生產作業順利進行。1.2.2無法實現礦業檢測、監控安全生產的標準與管理系統的兼容。我國煤礦企業較多，各企業之間采用的生產管理系統具有很大的差異，且現階段煤礦生產管理系統大都功能單一，無法達到礦業檢測、監控安全生產的新標準。1.2.3缺少專業生產管理人才。生產管理系統具有很強的專業性，監管人員無法熟練把控業務流程，導致信息出現偏離，為后期的管理工作帶來弊端，因此，需要專業的生產管理人才。

2基于煤礦物聯網技術的生產管控應用

為進行煤礦企業安全生產管控，提出基于煤礦物聯網技術的生產管控應用系統建設方案，如圖2所示，其中主要包括井下智能救援系統建設、智能物流體系建設、智能傳感技術應用三個方面。2.1智能險情預測系統建設。智能險情預測系統主要針對井下作業環境危險進行預測分析，通過井上定位裝備、網絡傳送裝備、系統軟件交互設施、各種傳感報警設施的搭建，組成便捷式的報警信息終端，依托煙霧、氣體、紅外等多種傳感設備[7-8]，監測井下作業人生存環境，對井下作業環境進行實時的監控與預測，當井下作業環境發生潛在異常與危險時，系統及時發出預警并通過網絡終端提醒井下工作人員，使井下工作人員能夠及時安全撤離出危險區域。2.2智能救援系統建設。智能救援系統是在指井下發生緊急狀況時，系統能夠以最快的速度對人員的傷亡情況以及環境進行分析，其主要原理在于通過軟硬件系統、網絡設備以及各種傳感報警裝備等組成便捷式的報警信息終端，覆蓋巷道環境，實時采集、處理與傳輸生產人員的相關信息，并將獲得的信息利用有線網絡傳送至生產管控系統終端。通常井下人員定位過程如下所示[9-10]：井下工作人員隨身攜帶定時發射信息的傳感器節點，生產管控系統及時接收到這些信息，并依據所接收到信號的強弱程度來計算得出生產人員的具體方位，實時監控井下作業人員的安全性，一旦井下作業人員發生緊急事故，管理人員能夠及時根據定位信息，以最快的速度制訂出有效的應急方案，以此避免出現人員傷亡事件發生。2.3智能物流體系建設。在煤礦企業中，煤炭開采屬于極其繁雜的工程，安全生產中不可或缺的就是經濟、高效、標準的物流體系。物流系統[11]在基于物聯網技術的平臺中，也可被稱作智能化物流，主要借助二維碼、識別、定位、射頻定位等相關的技術，通過信息處理與網絡技術，根據倉儲貨物的數量、時間、地點將其投放在指定的區域。煤礦企業在日常生產中，需要大量的炸藥等危險物品，雖然有專業的部門管理危險物品，但是這些危險物品在車輛運輸過程中缺乏有效的管控，利用物聯網技術來分析與定位危險品的運輸數量與運輸路線精確性，能夠對其運輸、使用中是否存在違規、超載情況進行準確的分析。2.4智能傳感技術應用。基于物聯網發展現狀，應針對有限的井下作業空間、惡劣的井下作業環境，研發相關的基于嵌入式技術的智能感知裝備[12]，以滿足礦山作業使用的相關需求。在井下通過搭建智能感知化的感知設施，實施井下信息的有效傳遞。智能化的感知設備可以實時根據執行命令感知工作環境參數與安全性方面的數據，從而為判斷井下設備的安全運行情況提供有效的信息支撐，以此來有效提升設備在實際工作中的安全性。

3結語

當前，物聯網技術在煤礦生產中得到了廣泛的應用，但是仍然有許多需要改進的地方。隨著不斷的實踐摸索以及新型研究成果的逐漸使用，實際生產中存在的問題得到了進一步解決，未來，物聯網技術將成為煤礦安全生產中不可或缺的一部分，將有效提高礦井安全管理的效率，降低礦井安全事故發生的概率。

參考文獻

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[10]馬春光,張成龍.基于UWB技術的礦井資源實時定位系統設計[J].信息與電腦(理論版),2017(19):98-100.

[11]肖林京,文藝成,孫傳余,等.礦井物流管理和人員定位系統的信息采集[J].工礦自動化,2015,41(6):18-21.

[12]何嘉武,吳迪,雷震.基于物聯網的智能裝備信息感知科研實驗平臺構建研究[J].物聯網技術,2015,5(7):16-19,23.

作者:馬春光 單位:貴州林東礦業集團有限責任公司