文/王慧芳

1 礦山信息化建設(shè)中存在的各項(xiàng)問題

隨著我國各項(xiàng)技術(shù)快速發(fā)展，在礦山信息化建設(shè)中仍舊缺乏相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各類系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲、描述以及分類編碼中存在較大差異性。我國多數(shù)地區(qū)在礦山信息化建設(shè)過程中只重視硬件，對軟件處于忽視態(tài)度。致使煤炭企業(yè)信息資源難以全面開發(fā)?，F(xiàn)階段礦山信息化建設(shè)中諸多構(gòu)成系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化集成發(fā)展，但是由于較多因素影響，不同構(gòu)成系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)難以有效共享，大多數(shù)都停留在子系統(tǒng)數(shù)據(jù)獨(dú)立化分析階段，各個(gè)層級建設(shè)的信息化系統(tǒng)難以有效對應(yīng)，導(dǎo)致信息化系統(tǒng)組成更加復(fù)雜，系統(tǒng)管理效率難以提升，有諸多礦山企業(yè)信息化系統(tǒng)應(yīng)用功效未能全面發(fā)揮，在信息化系統(tǒng)長期建設(shè)維護(hù)中仍需消耗較多成本投入與人力資源。

2 智慧礦山建設(shè)架構(gòu)體系分析

智慧礦山建設(shè)過程中需要全面保障礦山建設(shè)多領(lǐng)域綜合發(fā)展，在智慧礦山建設(shè)過程中主要是以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)為主，集中各類傳感器、控制器、傳遞網(wǎng)絡(luò)等，建立感知能力與自動分析能力較強(qiáng)的數(shù)據(jù)知識庫，完善決策模型并能自動化執(zhí)行，使得設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等多個(gè)環(huán)節(jié)相互統(tǒng)一，能建立高效綠色化的礦山體系。針對現(xiàn)階段智慧礦山信息化發(fā)展過程中存在的各項(xiàng)問題進(jìn)行集中優(yōu)化。

第一層建設(shè)主要是數(shù)據(jù)采集與決策執(zhí)行層。此層在建設(shè)過程中主要目的是全面收集整合礦山信息數(shù)據(jù)，保障各項(xiàng)決策信息能有效執(zhí)行。其中主要有生產(chǎn)管理、環(huán)境監(jiān)控、安全管理、經(jīng)營管理系統(tǒng)信息收集獲取等。在綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)中主要有開發(fā)、決策、機(jī)電生產(chǎn)、水文、探測等。在環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中主要有人員定位、礦壓監(jiān)測、安全監(jiān)控、各類突發(fā)事故監(jiān)控、水環(huán)境監(jiān)控、大氣環(huán)境監(jiān)測、各類廢棄物處理監(jiān)控等。

在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，要結(jié)合礦山不同生產(chǎn)階段現(xiàn)狀強(qiáng)化礦山生產(chǎn)技術(shù)管理、調(diào)度管理、設(shè)備管理等。在安全管理系統(tǒng)建立中有應(yīng)急救援管理、質(zhì)量規(guī)范化管理、安全問題排查管理、工種管理等。在經(jīng)營管理系統(tǒng)中主要有人力資源管理、物資供應(yīng)保障管理、運(yùn)營銷售管理、倉儲管理、合同管理等。

在第二層建設(shè)中主要是傳輸層，在此層建設(shè)中需要依照傳輸網(wǎng)絡(luò)一體化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，整合多種形式網(wǎng)絡(luò)資源擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

第三層是存儲層中，儲存層要基于礦山信息數(shù)據(jù)全過程實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，在提升數(shù)據(jù)安全基礎(chǔ)上應(yīng)用云存儲，能對礦山信息進(jìn)行高效化管理與存儲。并且要基于統(tǒng)一化、開放化程度較高的平臺上，完善礦山安全生產(chǎn)與智慧決策專家知識庫建立。

第四層是智慧決策與控制層，是智慧礦山建設(shè)架構(gòu)體系中重要的一層，其中覆蓋了礦山生產(chǎn)運(yùn)行發(fā)展各個(gè)階段的軟件系統(tǒng)。不僅要對各項(xiàng)智慧數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析，還需要建立指揮調(diào)度、綜合演練、應(yīng)急救援系統(tǒng)。發(fā)揮出云計(jì)算與大數(shù)據(jù)各項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)、多個(gè)專業(yè)有效聯(lián)合，能對智慧礦山生產(chǎn)階段多項(xiàng)決策進(jìn)行調(diào)控，使得各項(xiàng)指令能自動化執(zhí)行。同時(shí)系統(tǒng)要具備自學(xué)習(xí)功能，從而不斷拓展，完善存儲層知識庫。

第五層是展示層，借助三維技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對通過全面處理的礦山信息，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)平臺或是移動顯示設(shè)備進(jìn)行集中展示。

3 智慧礦山建設(shè)中要應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 空間信息技術(shù)與智慧采煤技術(shù)

空間信息技術(shù)主要是以遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、定位技術(shù)為核心，為全面實(shí)現(xiàn)空間信息技術(shù)應(yīng)用提供重要保障。礦山行業(yè)發(fā)展中要對空間信息技術(shù)相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行著重分析，再整合調(diào)度指揮系統(tǒng)與辦公自動化系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值，保障礦山安全生產(chǎn)過程中能保障多項(xiàng)數(shù)據(jù)有效獲取，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速分析與整理，能建立完善的礦山信息管理機(jī)制，建立三維立體的信息展示平臺。在智能采煤設(shè)備與各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用中，主要有記憶割煤技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)、智能設(shè)別技術(shù)、工作面監(jiān)控系統(tǒng)、輸送機(jī)控制系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、煤層生產(chǎn)跟蹤系統(tǒng)等。

3.2 礦山真三維地質(zhì)模型與集成技術(shù)

當(dāng)前在巷道設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用三維地質(zhì)模型，對各項(xiàng)物探活動以及測量操作進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾與整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息動態(tài)化調(diào)整，對礦井生產(chǎn)中井下作業(yè)環(huán)境進(jìn)行有效展示。礦井生產(chǎn)過程中諸多環(huán)節(jié)會產(chǎn)生較多不同的安全生產(chǎn)問題，針對此類安全問題需要強(qiáng)化仿真模擬，以地質(zhì)體為基礎(chǔ)構(gòu)建有限元剖分模型。再分析礦井環(huán)境以及不同監(jiān)控系統(tǒng)獲取具有針對性的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對井下生產(chǎn)環(huán)境危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合評價(jià)。

3.3 礦用傳感器技術(shù)

礦井生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境條件較為惡劣，所以煤礦傳感器應(yīng)用受限。當(dāng)前為了適應(yīng)煤礦生產(chǎn)中對生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)監(jiān)控的基本要求，需要研發(fā)更多應(yīng)用周期較長的礦用傳感器。在煤礦采空區(qū)自燃問題監(jiān)控過程中，應(yīng)用較多的是光纖測溫系統(tǒng)與束管系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)在應(yīng)用中都各有優(yōu)缺點(diǎn)。所以當(dāng)前要全面研發(fā)一氧化碳、氧氣、二氧化碳、乙炔、乙烯、溫度遙測傳感器，分析煤自燃變化方向。在煤礦生產(chǎn)區(qū)域水文地質(zhì)環(huán)境監(jiān)控過程中，要合理研究水化學(xué)參數(shù)傳感器等。

3.4 礦山數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)通信技術(shù)

礦山生產(chǎn)發(fā)展過程中多個(gè)階段都會產(chǎn)生較多信息，為了促使信息能有效傳遞與更新，便于信息發(fā)布與交流，需要保障元數(shù)據(jù)以及分類編碼能規(guī)范化發(fā)展，組建更加完善的信息數(shù)據(jù)資源目錄，能建立更加完善的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。在數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)用過程中要對數(shù)據(jù)傳輸格式進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備能有效對接。選用先進(jìn)性更高的技術(shù)和設(shè)備，提升數(shù)據(jù)獲取精確性。當(dāng)前要發(fā)揮出高效數(shù)據(jù)傳輸算法應(yīng)用價(jià)值，優(yōu)化井下生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞實(shí)效性。

4 結(jié)語

在煤炭工業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展實(shí)踐過程中，要整合信息化建設(shè)成效，對各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，為新時(shí)期智慧礦山全面發(fā)展建設(shè)提供重要參考，推動我國煤炭行業(yè)全面發(fā)展。