浅析矿山信息化和智能化建设

任文华

（神华乌海能源信息技术有限公司，内蒙古 乌海 016000）

目前，矿山安全事故频频发生，给工人的生命财产安全带来了极大的隐患，其中有许多事故的发生是由于矿山的信息化和智能化水平不足，有关生产安全的数据信息不能够及时地传送到生产指挥中心所导致的。鉴于此，必须加强矿山信息化和智能化的建设与完善，采取有效策略，提高矿山的安全管理水平[1]。

1 矿山信息化和智能化建设中存在的问题

（1）信息化和智能化终端采集信息的能力差。目前在矿山的信息化和智能化的建设中，存在的源头问题就是智能终端采集信息的能力较差，例如对于井下烟雾和一氧化碳浓度的测量不准确，这样有可能导致地面信息处理中心不能够很好地作出相应的判断，从而对井下工作人员的生命安全产生潜在的威胁。

（2）信息化和智能化终端设备的耐用性差。由于井下的环境条件比较恶劣，像空气湿度过大，以二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和二氧化硫为代表的各种腐蚀性气体浓度较高，空气中的各种可吸入颗粒物浓度较大，这些对人体有着很大伤害的各种气体和固体颗粒物对于智能化终端设备的腐蚀作用很强，造成终端设备的耐用性较差。

（3）信息化和智能化传输系统运载信息的能力差。在矿山井下的智能化终端设备进行各项信息采集之后，需要将收集到的信息进行传输，在这个过程中，由于井下特殊的物理环境，导致信息传输过程中存在部分失实现象，造成了井下实际数据与信息处理中心接收到的数据有所出入的现象发生，对矿山的安全生产有着很大影响。

（4）信息化和智能化控制中心处理信息的能力差。在井下数据被传输到信息化和智能化系统处理中心之后，处理中心需要继续对数据信息进行相应的处理加工，把各项实际数值与安全临界数值进行比对，据此判断井下工作的安全性。

2 矿山信息化和智能化建设中的关键技术分析

（1）及时对智能化终端设备进行技术更新维护，保证采集质量和效率。所谓矿山信息化和智能化终端就是指相应的各项环境数据的采集专业设备，由硬件系统和软件系统两大部分构成。硬件系统主要是指包括传感器、分站等在内的原始数据采集设备，而软件系统主要是指以微型电子计算机为代表的数据电子化设备，负责将收集到的原始数据进行电算化处理，从而实现一定距离的输送。为了加强终端采集数据的速度和质量，保证数据的即时性，应该在购入时进行价值判断以及及时对终端设备进行技术方面更新和维护，确保采集数据的速度和质量。

例如，为了解决矿山信息化和智能化终端采集信息的速度慢和质量低的问题，在智能化终端的采购方面，应该选择核心技术水平较高的芯片，保证终端数据采集和计算过程的快捷有效。智能设备在研发和使用方面良莠不齐，选择智能化终端时应对设备性能进行严格的论证、测试和试用，保证在大面积推广使用智能设备前确保设备运行可靠稳定、采集数据真实有效，经过对智能化终端进行综合分析之后，判断其能否适应矿山井下的恶劣环境，再对是否使用此类智能化终端和购入的数量作出决定[2]。在智能化终端设备的更新和维护方面，矿山应该建立完善的智能化设备更新维护制度，加大培养技术人员，定期地对井下工作的终端设备进行信息采集速度、准确度等方面的性能测试，科学判断其能否继续胜任数据采集和环境监测工作，对于性能不达标的终端设备，应该进行及时维修或更换，确保智能化终端采集数据的准确高效。

（2）适时对智能化终端进行技术保养，保证设备的长时间使用。在矿山井下的恶劣环境中，存在着许多腐蚀性气体和可吸入颗粒物，不仅对人体产生有害作用，而且严重缩短智能化终端的使用寿命，造成资源的浪费。对此，矿山应该结合实际情况，加强矿山信息化和智能化终端设备的耐用性，保证其质量的稳定性。

例如，为了适应矿山井下恶劣的生产环境，提高智能化终端设备的使用年限，应该选择有质量保障的大厂商产品，并对产品进行模拟井下环境的检验，观察终端在此类环境中的抗腐蚀和抗干扰的能力。在日常保养方面，矿山应该派专人进行智能化终端的保养，可以采取给智能化终端例如气体分析仪外壳覆盖防腐蚀薄膜的形式，防止二氧化硫等腐蚀性气体对终端的危害，还可以给相应智能化终端的表面喷涂有机涂料，也可以起到防腐蚀的作用。在环境的改善方面，矿山应该减少巷道内像二氧化氮、二氧化硫和一氧化氮等腐蚀性气体的含量，不仅有助于减少对于工人的身体危害，还可以减少对智能化终端的损害，有利于增强终端的使用时间，提高质量。对此，应该加强对于井下的通风管理，降低有害气体浓度，采取适时开闭通风管道的方式，科学控制空气进入量和输出量，保证井下环境有害气体浓度维持在一定水平，一般情况下一氧化碳最高允许浓度为0.0024%，二氧化氮、二氧化硫、氨气、硫化氢的最高允许浓度分别为0.00025%、0.0005%、0.004%、0.00066%，这需要通过智能化终端的采集并通过传输送至控制中心进行比对分析，然后进行具体操作，实现了智能化终端的自我保护。

（3）使用光纤传输和无线传输相结合的综合技术，保证信息及时送达。由于井下环境和地面环境之间存在着巨大的物理差异，严重影响着数据的传输，造成了数据传输速度慢和真实性降低的问题出现。为了解决这一问题，应该加强对于数据传输线路的建设和完善，包括有线传输和无线传输，并结合上行传输频率高和下行传输频率低的相关特点，进行各类数据传输线路的建设，完善各种传输协议标准，使用传导效率较快的光纤传输材料并注意对其进行保护，实现促进信息化和智能化传输系统运载信息能力的提升，促进信息的高效传递。

对于网络系统中涉及到的硬件设备必须能适应井下特殊的工作环境并具备煤安标准，同时网络系统必须制定数据保护安全策略，以确保系统稳定传输网络的稳定、通畅和完整。在有线传输网络敷设方面，要做好线路和设备的保护，对此，矿山应该对于数据有线传输线路进行外壳加固处理，给线路的外皮额外覆盖力学和电学性能优良且耐酸碱腐蚀和化学稳定性好的聚氯乙烯绝缘材料，保证线路传输过程中不会因一定程度的外力破坏而导致线路外皮破碎的现象出现，保证信息传输的可靠性和高效性。针对线路内部材质的选择，应该使用传输速度较快的光导纤维，这种材质的传输具有损耗小、接线容易和传输速度快等优势。光导纤维传输的线路应该避免折叠，这样容易导致光在线路内的折射出现偏差，从而出现无法传输数据信息的问题。对于此，应该采取一定的光纤防折弯措施，应该对光导纤维的线路进行光纤的保护结构包覆，多采用绕线槽和橡胶圈贴合的绕盘弯曲放置形式进行光纤传输线路的保护，能够有效防止光纤弯折现象的发生。另一方面应该做好大型电力设备接地的保护，促进由于较长时间的工作而产生的较多聚集在电气设备表面的正负电荷流入大地，从而减少这些正负电荷形成的电势差，有利于有效抑制电磁波的产生，从而减少对无线传输信号的干扰作用，促进矿山智能化和信息化传输系统运载信息能力的提高。

（4）加强控制中心软硬件设备的技术更新，保证信息得到妥善处理。在井下的数据信息越过层层障碍被运输到处理中心时，需要进行及时的分析处理，确保信息分析的时效性，以针对不同情况进行妥善处理。所以说，为了走好井下信息处理的最后一步，应该切实提高控制中心的信息处理能力，可以采取加强智能化分析设备进行及时更新和改造的方式，促进其信息处理能力的提高。矿山也应该在控制中心工作人员的调配和管理上采取科学化的措施，制定各种工作管理办法促进工作人员对于工作态度和专业水平的提升，从而加强控制中心信息处理能力。

例如，为了解决矿山智能化和信息化系统控制中心处理数据信息效率低的问题，应该采取更新改造智能设备的方式促进技术的提升，从而加速数据的分析和计算。矿山应该给控制中心配备处理器性能最优良的计算机，保证数据运算的物质基础。在硬件设施方面，应该定期对相应的计算设备进行数据的清理和释放，确保其有足够的内存和外存，能够每天处理流量庞大的数据信息。在软件设施方面，应该对于数据处理软件进行及时的更新，积极引进当前先进的矿山数据处理软件算法，构建更加完善的计算流程，对于井下二氧化碳、二氧化硫等有害气体的数据分析和呈现进行更快的计算和比对，从而判断是否达到安全临界值，以及发生安全事故的概率大小。在工作人员的专业水平培养方面，应该使其在具体工作中学习进步，在实践中掌握各项数据的分析和把握，从而根据实际情况进行相应决策的判断，促进控制中心数据处理的快捷高效化，有利于矿山的发展。

3 矿山信息化和智能化建设的意义分析

（1）有利于促进矿山的安全生产，保证工人生命财产安全。通过各种有效措施加强矿山的信息化和智能化建设，可以在很大程度上促进井下信息采集传输分析的效率和质量，有利于加强地面控制中心对于井下采、掘、机、运、通的实时监测，在各种数据达到临界点时可以及时发出提醒，确保工人的生命财产安全，促进矿山的安全生产。

（2）有利于矿山业提高生产效率，实现与时俱进开拓创新。矿山井下工作具有一定的危险性，需要进行井下环境的安全判断才能够下井生产，加强对于矿山信息化和智能化建设有利于及时进行井下工作环境的判断，从而科学选择下井工作时间，可以在很大程度上提高煤炭生产的效率。

4 总结

综上所述，为了解决矿山信息化和智能化系统对于井下信息的采集、传输、处理存在的问题，切实保障煤炭生产的安全有序，矿山应该进行信息从采集到处理过程的全方位科学建设，积极投入人力物力财力，确保信息化和智能化水平能够为日常的安全生产保驾护航，促进矿山的稳定长远发展。