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矿山物联网体系及其应用

发布时间:2018-12-23 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    矿山物联网体系及其应用作者: 张长江 袁志金 王丽艳   摘 要:随着矿山企业的不时发展,现有的信息化和自动化系统已经难以满足矿山企业的生产需要。矿山物联网观念的提出,能够解决现有矿山企业的信息化、自动化难题,实现矿山企业的全面感知、智能抑制和综合管理,在一定程度上解决现有产品只流于表面主体功能需求,而细节方面较差的问题,消除矿山企业的“信息孤岛”现象。
  关键词:矿山物联网;感知矿山;抑制矿山;管理矿山;信息孤岛
  中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2012)09-0072-04
  IOT system for mine and its application
  ZHANG Chang-jiang, YUANG Zhi-jin, WANG Li-yan
  (Information and Control Center of Kailuan Group Corp., Tangshan 063018, China)
  Abstract: With the continuous development of mine enterprises, the existing information and automation system can not meet the needs of production. IOT-based mine system can solve the automation and information difficulty existing in the mine enterprises and realize the overall perception of mining enterprises, intelligent control and integrated management. To a certain extent, the system solves the problem that the existing products have superficial main functional requirements, but is lack of functions of some details, and thus eliminates the "information island" phenomenon.
  Keywords: IOT system for mine; mine perception; mine control; mine management; information
  0 引 言
  目前,在我国能源生产和消费中,煤炭仍是主要能源(约占73%)。据专家预测,煤炭作为主要能源的地位还会在非常长的历史时期中不会改变。虽然我国煤炭资源丰富,劳动力廉价,在国际市场竞争中本应占有优势,然而,我国煤炭储存条件复杂,煤矿自动化水平低,井下用人多,生产平安监控系统选取的技能较为落后,系统功能单一,再加上综合管理等因素,使得生产成本高,平安局势不容乐观。全国煤矿事故死亡人数居高不下,百万吨死亡率大大高于世界主要产煤国家的平均水平,严重影响了煤炭工业的可持续发展和社会的稳定。
  由于矿山开采的对象是分布于三维地理空间,且随着开采进程不时变化着的地质实体,矿山平安生产的一切过程都离不开三维空间,无论是矿层、构造等地质实体,还是纵横交错的井下巷道系统,各种监测监控信息都具有空间属性。不但如此,矿山生产活动又始终处于一种随时间动态变化的复杂系统之中,所以反映其实际状态的各种数据,如果得不到有效集成,就只可变成互相隔离的“信息孤岛”。探测同一地质实体的多数系统只可对其采集到的原始数据进行大略的转换、存储、显示和打印,而面向同一地质实体同时探测到的多源信息往往得不到有效地综合利用,更谈不上有效地为煤矿平安提供决策依据。
  随着开采深度的加大和储存地质条件的恶化,深部煤炭开采的力学环境、岩体组织结构、基本力学行为特征和工程响应与较浅局部明显不同,因而可能导致冲击矿压、顶板大面积来压和采空区失稳等动力灾害事故的明显增加,从而对深部煤炭资源的平安开采造成严重威胁。在重大灾害的预测方面,缺少实时、在线、连续的监测预警装备。而矿山物联网观念的问世,打破了之前的传统思想。基于物联网技能,能够对煤矿复杂环境下生产系统内的人员、机器、设备和基础设施实施更加实时有效的协同管理和抑制。
  1 矿山物联网的现状
  煤矿、铁矿、铝矿等各类矿山企业均涉及生产、成本、质量、人员、固定资产、物资、设备、工程项目、平安、环境等多方面的管理运营事务,通过实现各个环节的自动化和信息化来达到减员增效、平安生产是行业发展的必然选择。当前,在矿山生产管理平安方面的自动化、信息化系统众多,大中型矿山企业均不同程度地引入了综合管理系统平台,以提升企业的管理水平。在现有系统的建设中,工控设备、通讯设备、软件系统、传感器、以太网等均已经进入实用阶段,工业化与信息化两化融合的进程也显著加快。但是,各家矿山企业选取的系统平台、设备、数据格式、通讯方式与协议等各不相同,即便一家企业,在建设各个子系统时也不能做到与现有系统全面兼容和信息共享;同时,现有的平安生产监测监控系统,由于生产厂商和系统建设时期不同,各个系统之间没有统一的通讯协议和接入技能,系统之间的数据结构差异很大,呈现多源性和异构性。这就使得矿山企业难以实现全面的信息化、智能化管理。在物联网时代,瓦斯、CO等各类传感器、电缆、电气机械设备、钢筋混凝土等等,所有这些与芯片、宽带整合为统一的基础设施,对矿山企业的环境、人员、设备进行全面的感知、抑制和管理,才能全面实现感知矿山、抑制矿山和管理矿山的指标。
  实现感知矿山、抑制矿山和管理矿山的意义主要是如何利用物联网技能解决煤矿生产中人员平安环境的感知问题,解决矿山灾害状况的预测预报、削减或避免重大灾害事故的发生,解决平安生产的智能抑制问题。
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