基于物联网技术的智慧矿山研究

李世玺 徐燕 何光强

摘要：煤矿智慧矿山的建设以联网和信息时代为背景，信息互联互通，设备互联协同，与物联网技术的发展息息相关。由于行业门槛和技术限制，煤炭行业对互联网、物联网技术的了解不够充分，技术协同不足，很多企业仍然没有将物联网技术的应用到煤炭行业的实际工作中。在煤炭开采中，智能化掘进头、智能化工作面及智慧信息监测系统扮演着越来越重要的角色，这也是建设智慧矿山的必由之路。本文主要介绍了智能采矿的互联网发展现状，希望能对相关人士有所帮助。

关键词：物联网技术;智慧矿山;发展建议

前言

物联网是一门以信息技术为核心的多学科技术，需要不断的、流动的建设。在智能采矿系统中，物联网定义了软硬件接口，提供了真正的载体。每一个模块都能有效地检验经济系统的运行情况，展示挖掘物联网带来的场效应。

一、物联网技术与智慧矿山

物联网也是一个传感器网络。各种传感器根据商定的协议补充人、人和物、物和物的感知网络。它通过互联网传输和交换信息传感器采集的各种信息，通过智能计算机对数据进行分析和处理，提高对物理信息的感知，实现网络对材料的识别、跟踪、控制、管理和决策的意义。

基于物联网和地理信息系统的智能矿山是一个多层次的分布式计算机网络，利用这一系统对矿山企业所需数据进行采集、传输、可视化和操作，提高生产过程中的工作效率和安全标准，逐步实现生产管理智能化。

二、智慧矿山关键技术

1、系统跟踪技术

为了提高井下开采的安全性，应采用系统跟踪技术进行动态跟踪监测。这项技术还可以用来预测地下开采中的风险，以降低煤矿开采中发生事故的可能性，比如在煤矿开采中，监测工作分为两部分，一方面是对运输工具进行实时监测，在识别和定位地铁隧道环境时主要使用GPS技术，也称为全球定位系统，结合GIS技术，更多的是利用这些信息及时地传送到地下采矿，并对地下目标进行实时监控。

2、GPS技术

GPS技术指的全球定位系统，其中之一就是地面控制。这包括录音站、控制站和天线。您可以在太空中处理卫星信息，并将其移动到具有中间连接功能的信号接收器。第二部分是空间卫星，包括备用卫星和工作卫星，第三部分是GPS监视信息的接收、处理和呈现，以便更好地识别待测卫星。

3、到达时间差定位技术

采矿业是一个特殊的行业，其地下情况非常复杂，因此井下工作人员的安全是最重要的，为了保证对井下情况的实时了解，必须对井下进行精确定位，为了确保工人的安全，到达定位技术中的时差主要是记录从信号点发送到每个接收站的信号，以便收集到达时间数据，最后在定位数据中心进行收集，然后计算信号点的位置，即利用信号点发送到不同接收点的信号时差，对信号进行测距和定位，将该技术应用于井下定位，可以很好地控制井下突发事件，在井下作业过程中，及时下达指令，便于安全作业，在危机发生前，能有效组织人员疏散，最大限度地保障井下人员的安全。

4、GPRS通信技术

GPRS技术主要利用分组调解技术对全球移动通信系统进行更新和完善，以达到端到端的无线连接。在电子卡数据库系统上收集和集中挖掘地理信息。通过GPRS数据的连接，保证了井下与井下的实时连接，实现了智能矿井的建设。

5、智能化綜采工作面建设目标和功能

（1）、建设目标

基于先进可靠的电液控制系统、三机通讯系统、泵站和监测系统;保证工作人员身份识别系统、矿压监测系统、设备故障预警及诊断系统、安全监控系统和工作面实时视频系统;工业网络总线作为一个通道;基于大数据的分析与处理;以高质量的集中控制技术为平台。综采台式机各子系统通过1000M以太网或标准现场总线与Marco自动化软件平台相连。

（2）、实现功能：在地勤中心执行中央联络点检测及控制综采工作平台;在维修和自动控制系统发生故障的情况下，协调各子系统可独立启动综采工作区;地面调度中心和通道监控中心之间的“按钮-启动-停止”的工作过程。

（3）智能特性

各子系统自动化模块可以对井下工作空间的相关数据进行分析计算，集成剪辑、液压支架、刮板机等单个设备的工作，实现采煤机、刮板机、液压支架的协同控制、故障自诊断功能、在线监测;通过对设备状态的监控和分析，生成相应的评价报告和报告，为煤矿的预防性维修提供可靠的依据。为设备从计划维护过渡到运行维护提供辅助决策;根据液压支架的操作顺序，提前控制和调整协调设备。

三、智慧矿山建设的展望

1、在规划和设计统一的基础上逐步实验

我国的矿山种类繁多，不同类型的矿山又有各自的特点，因此有必要利用互联网技术对矿山进行智能化管理，并适应不同类型的矿山，似乎是规模的不同。公司可以选择合同的方式，将在统一规划、统一施工的基础上分步实施，确保矿工安全。

2、重视建设的同时重视应用

物联网是一种非常先进的技术，与当前时代发展的潮流相吻合，将其应用于矿山中可以有效的减少矿山的建设成本。物联网的重点在于应用，在建设智慧矿山的过程中，不能只重视建设物联网，更应该将其灵活的应用于矿山中。目前很多矿山在建成物联网之后，并没有发挥出物联网的真正作用。当物联网被有效应用之后，将会实现矿山的智能化管理，从而实现绿色、高效的开采，通过物联网，可以对矿山的动态实施实时监控，从而保证矿山经济的可持续增长。

3、应对标准建设引起重视

为了有效控制智能采矿的成本，管理者必须重视标准化建设。作为一个开放的物联网应用平台，我们应该为“智能矿山”系统构建一个单一的接入端口，让用户可以对现有平台进行添加、删除和访问。今天要为“智慧矿山”的关键技术和平台打造一个统一的标准，以突破上下游产业链。标准化建设对矿山物联网具有重要意义。在控制成本的同时，优化了控制和管理，节省了大量的人员，为企业创造了巨大的经济效益。

4、物联网系统的运行与管理

物联网技术在智能矿山的应用，将使我的运营模式发生重大变化，使组织的运营模式具体化，并将其传统管理模式改为先进的管理模式，每个子系统的运行首先由各个团队在不同的地点进行。比如，乐队的运营由乐队团队负责，物联网的智能化生产管理最终由监控室负责，对于区域团队的职能管理和工作，我们需要深入思考物联网，而相关公司必须定期召开会议，讨论最合适的区域团队管理方式。

四、智慧矿山的发展建议

目前，基于智能开采的物联网技术提高了煤矿开采效率，但在实际操作中也存在一些不足。一些智能矿山子系统建设较早，技术不够成熟，多个系统无法兼容，一些煤矿企业没有实现智能矿山建设的长期性和可持续性。

国有煤矿生产企业在规划建设大型智慧智能矿山时期也应切实做到合理安排规划制度统一，严格组织制定相关技术流程规范并予以落实。其次是逐步健全建立完善各管理接入点的子系统，在丰富综合信息数据来源的功能基础上，发挥我国智慧能源矿山的综合集成管理作用，通过综合数据分析与运用智慧管理判断将接入子系统直接集成于统一的综合管理操作界面，真正充分发挥我国智慧能源矿山的整体综合管理效益。

结束语

物联网技术的飞速发展可以说是信息产业的又一次革命，被广泛应用于物流监控、污染监测、智能电网等诸多领域。随着物联网技术的成熟，将物联网技术应用到智能矿山建设中，对煤炭行业是一个极大的推动。

参考文献：

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