煤矿安全生产管理研究

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摘要：物联网技术在煤矿生产中的应用，较大程度降低了井下事故的发生率，提高了工作人员在井下生产作业的安全性。但是与其他技术发达国家相比，我国煤矿仍然存在着较高的安全事故发生率。因此，笔者分析了现阶段煤矿安全生产管理中存在的问题，研究了物联网技术在煤矿生产管理中的应对方案，为相关工作人员提供了参考。

关键词：物联网技术；生产管理；工矿自动化；煤矿安全

煤炭作为我国重要的能源之一，对于我国发展有着重要作用。但是在煤矿安全生产过程中，存在着环境、人为、物力等多方面不安全因素。物联网技术作为一种高新技术，有效整合了无线通信、传感器、嵌入式等技术[1-2]，能够通过图像、温度、气体等相关传感器完成矿井信息数据的采集、处理与传输，实现人物互通，进而实时有效发现煤矿生产中存在的不安全因素，并进行及时处理，有利于降低矿井事故发生概率，实现煤矿生产智能管理[3-4]。

1煤矿物联网应用现状分析

1.1煤矿物联网定义。煤矿物联网是指在矿井生产管理中使用物联网技术，构建产生一套完整的网络系统，通过多类别传感器节点构成的无线传感器网络采集、处理与传输矿井生产的相关信息数据，实现井下资源的定位与识别，实时掌控整个煤矿企业的生产细节，最终实现整合网络数据的互通[5]。其中煤矿物联网结构如图1所示。图1煤矿物联网结构该架构符合传统物联网体系，主要包括感知层、传输层、数据层、应用层四个方面。其中感知层由各种型号的传感器、全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）、地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）等组成，主要用来对矿井环境、人员信息、企业仓储物流信息进行监测；网络层主要负责通过互联网、局域网、无线传感器网络将感知层采集监测的煤矿数据信息上传至企业信息管理系统，以便完成井下作业人员的安全监控；数据层包含了矿井基本信息库、井下作业人员实时定位数据库、人员信息数据库等数据库，用来为应用层数据分析处理做准备；应用层则包括云计算、数据存储、可视化等技术，用来处理分析数据层数据，实现数据的精准预测与分析并进行可视化展示，为管理人员提供直观有效的信息，便于企业生产安全管理。1.2煤矿物联网应用存在问题。现阶段煤矿信息化建设尚未完善，存在一系列的问题与弊端[6]，主要内容如下。1.2.1难以实时监控煤矿生产的过程。煤矿生产作业主要在井下，巷道环境十分恶劣，同时，井下地形比较复杂，生产管理人员很难实时掌控矿井地形，给井下作业人员下达正确指示，在这样的情况下，难以保证煤矿生产作业顺利进行。1.2.2无法实现矿业检测、监控安全生产的标准与管理系统的兼容。我国煤矿企业较多，各企业之间采用的生产管理系统具有很大的差异，且现阶段煤矿生产管理系统大都功能单一，无法达到矿业检测、监控安全生产的新标准。1.2.3缺少专业生产管理人才。生产管理系统具有很强的专业性，监管人员无法熟练把控业务流程，导致信息出现偏离，为后期的管理工作带来弊端，因此，需要专业的生产管理人才。

2基于煤矿物联网技术的生产管控应用

为进行煤矿企业安全生产管控，提出基于煤矿物联网技术的生产管控应用系统建设方案，如图2所示，其中主要包括井下智能救援系统建设、智能物流体系建设、智能传感技术应用三个方面。2.1智能险情预测系统建设。智能险情预测系统主要针对井下作业环境危险进行预测分析，通过井上定位装备、网络传送装备、系统软件交互设施、各种传感报警设施的搭建，组成便捷式的报警信息终端，依托烟雾、气体、红外等多种传感设备[7-8]，监测井下作业人生存环境，对井下作业环境进行实时的监控与预测，当井下作业环境发生潜在异常与危险时，系统及时发出预警并通过网络终端提醒井下工作人员，使井下工作人员能够及时安全撤离出危险区域。2.2智能救援系统建设。智能救援系统是在指井下发生紧急状况时，系统能够以最快的速度对人员的伤亡情况以及环境进行分析，其主要原理在于通过软硬件系统、网络设备以及各种传感报警装备等组成便捷式的报警信息终端，覆盖巷道环境，实时采集、处理与传输生产人员的相关信息，并将获得的信息利用有线网络传送至生产管控系统终端。通常井下人员定位过程如下所示[9-10]：井下工作人员随身携带定时发射信息的传感器节点，生产管控系统及时接收到这些信息，并依据所接收到信号的强弱程度来计算得出生产人员的具体方位，实时监控井下作业人员的安全性，一旦井下作业人员发生紧急事故，管理人员能够及时根据定位信息，以最快的速度制订出有效的应急方案，以此避免出现人员伤亡事件发生。2.3智能物流体系建设。在煤矿企业中，煤炭开采属于极其繁杂的工程，安全生产中不可或缺的就是经济、高效、标准的物流体系。物流系统[11]在基于物联网技术的平台中，也可被称作智能化物流，主要借助二维码、识别、定位、射频定位等相关的技术，通过信息处理与网络技术，根据仓储货物的数量、时间、地点将其投放在指定的区域。煤矿企业在日常生产中，需要大量的炸药等危险物品，虽然有专业的部门管理危险物品，但是这些危险物品在车辆运输过程中缺乏有效的管控，利用物联网技术来分析与定位危险品的运输数量与运输路线精确性，能够对其运输、使用中是否存在违规、超载情况进行准确的分析。2.4智能传感技术应用。基于物联网发展现状，应针对有限的井下作业空间、恶劣的井下作业环境，研发相关的基于嵌入式技术的智能感知装备[12]，以满足矿山作业使用的相关需求。在井下通过搭建智能感知化的感知设施，实施井下信息的有效传递。智能化的感知设备可以实时根据执行命令感知工作环境参数与安全性方面的数据，从而为判断井下设备的安全运行情况提供有效的信息支撑，以此来有效提升设备在实际工作中的安全性。

3结语

当前，物联网技术在煤矿生产中得到了广泛的应用，但是仍然有许多需要改进的地方。随着不断的实践摸索以及新型研究成果的逐渐使用，实际生产中存在的问题得到了进一步解决，未来，物联网技术将成为煤矿安全生产中不可或缺的一部分，将有效提高矿井安全管理的效率，降低矿井安全事故发生的概率。

参考文献

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[2]白剑.物联网技术及其应用[J].电子技术与软件工程,2013(15):50.

[3]胡婷.物联网模式下煤矿安全监管影响因素研究[D].徐州:中国矿业大学,2016.

[4]孙皓月,赵翊君,李薇.基于物联网的煤矿安全监测系统[J].煤炭技术,2013,32(12):95-96.

[5]马丽丽.煤矿井下物联网监控框架及关键技术研究[J].煤炭技术,2017,36(9):264-266.

[6]于曙光.矿井安全监控电子信息化技术应用与探究[J].中国新通信,2016,18(2):101.

[7]于同亚.煤矿井下机电设备的物联网监测系统开发[J].煤矿机械,2013,34(12):251-254.

[8]刘健,李国民.煤矿井下物联网UHF射频识别标签天线设计[J].煤炭科学技术,2012,40(9):95-98.

[9]霍振龙.矿井定位技术现状和发展趋势[J].工矿自动化,2018,44(2):51-55.

[10]马春光,张成龙.基于UWB技术的矿井资源实时定位系统设计[J].信息与电脑(理论版),2017(19):98-100.

[11]肖林京,文艺成,孙传余,等.矿井物流管理和人员定位系统的信息采集[J].工矿自动化,2015,41(6):18-21.

[12]何嘉武,吴迪,雷震.基于物联网的智能装备信息感知科研实验平台构建研究[J].物联网技术,2015,5(7):16-19,23.

作者:马春光 单位:贵州林东矿业集团有限责任公司