互联网时代下煤矿信息化技术建设探析

张乘风 王广龙

陕西延长石油巴拉素煤业公司 陕西 榆林 719000

引言

我国作为煤矿生产与消费的大国，伴随产业结构的调整和经济变革，煤炭行业的需求增长速度逐渐放缓，然而就长期而言，煤炭仍然是我国的主要能源。根据国家安检组织网站的统计信息来看，我国煤炭的安全问题有所改观，死亡率呈下降趋势，然而煤矿安全生产工作仍然是一项长期不可松懈的工作。在煤炭开采领域，众多企业为了降低生产风险，减少管理成本，逐渐将管理方向放在了生产信息化建设上面，因此加速进行安全生产信息化是推动行业安全发展、和谐发展的必由之路。

1 煤矿信息化的含义与类别

煤矿信息化是煤矿等能源产业中提及的一个新的定义，其主要的内涵即以现代化和完善的信息化技术与煤矿安全生产、管理工作相结合，借助现代信息技术软硬件实现对煤矿生产的稳定、精准、高效管理[1]。煤炭信息化的类别以及改进对象主要包括以下几个方面：

1.1 现场管理

现场管理即针对煤矿开采、生产现场的管理。通过运用信息化技术可以快速排查安全风险，对现场的生产情况进行实时远程监控。利用现代化的高科技设备，由接受过信息化培训的专业人员监控开采、生产现场，从而降低生产风险，消除隐患。

1.2 设备管理

煤矿的生产关联到各种大小型的采矿、加工设备，井下交通设备以及安全维护的工程系统等等。设备的信息化管理即在确保设备关键功能不被影响的前提下，通过各类传感器实现对设备使用情况、人员操作、安全级别的实时监控[2]。

1.3 生态管理

随着人们环保意识的增强，各行各业都在寻找低碳、节能的生产路径。煤矿生产对土壤、水源、植被都会造成明显的破坏，只有坚持生态管理理念的引导，利用各类环境检测装置全天候监测煤炭生产现场对大气、地质的破坏情况，方能将对生态系统的破坏降到最低。生态管理同样也是保护自然环境和职工健康的必然要求，不仅能够降低煤矿开采对自然的破坏，也能满足国家环境法的相关要求。

1.4 人员管理

人员管理是煤矿生产监管的重点，包括对工作人员工作规范和人身安全的管理。大型煤矿企业要管理的人员众多且管理难度大，采用信息化的管理方式可以简化人员管理工作，大大提高企业的管理效率。

2 互联网时代下煤矿信息化技术

作为两化融合的升级，“互联网＋”突出体现了互联网同传统行业的融合，并在此基础上促进了行业的创新发展。“互联网＋”促进了工业的发展，特别是物联网、大数据以及云计算的应用，使得工业生产、产品研发发生了天翻地覆的改变[3]。物联网能够将物和物之间衔接，整合实际资源后转化为大数据信息，但是若想充分发挥数据信息的作用，提高其利用率，必须通过采用具有规模大、可拓展性高的云计算技术等手段来推进。互联网时代下的煤矿信息化技术便是充分利用了“互联网＋”技术，将煤矿生产与互联网相结合，形成了生产过程中的数据共享，因此煤矿资源的现代智能化具体有以下内容：

2.1 煤矿物互联网

煤矿物互联网就是把频率识别与定位技术相结合，使用传感设备提取其中的信息，进而实现信息的共享。煤矿管理人员通过获取实时监测信息，能够及时掌握井下环境各个气体的成分、施工人员的具体位置、施工设施的工作状态，通过充分利用智能化的信息资源，掌控已有的安全风险，且做出及时的处理对策，从而促进生产安全的最大化[4]。其详细作用为：

2.1.1 不同种类的传感设施构成感知层，因此可以将井下的CH4、CO等成分辨识出来，检测环境的温度和湿度，精确定位施工人员的具体位置，感知层内包含的无线传感器以及RFID射频科技，可以搜集到煤矿生产任务中各类环境信息和设备运作现状。

2.1.2 传送层的主要功能为传送信息和数据，借助对这些信息的了解，使用煤矿企业的3G、4G、5G等这些网络来完成共享信息，从而建立起相互连接的通道。传送层具有丰富的物联网络普及层面，可以保证煤矿生产物联网信息传递的时效性。

2.1.3 连接层能够实现煤矿使用者以及煤矿物联网的有效链接，实现了以煤矿物联网智能化应用为中心的一体化建设工作。

2.2 煤矿云计算

随着学术界对云计算技术的重视以及市场经济不断发展，云计算技术发展前景越来越广阔，使得人们在低成本的条件下便能享受到信息化服务。云计算将范围计算、网格计算等技术充分利用，获得了成本方面独特的优势，夯实了煤矿资源信息化与智能化的基础[5]。监测与预知是保证煤矿生产安全的重要手段，如今很多矿井采用的全矿井综合自动化系统由于各监控接口间互不协调，很难实现使用、系统、数据的集成。利用煤矿云计算将煤矿生产数据一体化、规范化，便可以得到有关的选择依据，从而让生产变得更加安全。

2.3 煤矿互联网

一般来说，高频率采样收集的信息数量都较多，并且涵盖的类别和结构复杂，若想实现对煤矿信息的有效提取，便可以使用煤矿互联网技术来提取煤矿生产时的价值信息，从而提升监控预报的质量。感知层作为煤矿互联网的信息收集库，通过井下物联网的监控设施就能够获取到相应的资源，例如CO、CH4、温度、湿度、风力、压力等具体有效的资源，通过对数据的精细化分析，及时采用科学举措规避障碍[6]。煤矿互联网具有数据容量大且变化快的特点，因此在煤矿生产中可以利用这项特点来充分发挥煤矿互联网的关键价值。

3 我国煤矿安全生产信息化实施过程中面临的问题

虽然当前我国在煤矿信息化建设中已经迈出了重要的一步，但是其在运行标准、技术实施以及建设内容等多个方面较建设的标准仍然存在比较明显的区别，详细内容如下。

3.1 技术滞后

由于煤矿生产过度关注硬件的开发，缺乏对系统的优化，因此并没有完善灵活的信息研究与挖掘工具，对于许多数据仅仅是简要地收集、传送，疏忽了对数据内在关联与价值的深入分析，导致不能及时预报并处理生产中遇到的问题，降低了煤矿生产的效率。

3.2 缺乏规范和标准

由于企业在早期信息化建设的过程中未能予以统一的规划，各个部门均按照自身的业务需求来构建相应的信息系统，便造成了软件、硬件接口的标准未能保持统一，各个系统之间配合难度增大，无法实现资源的共享与互动，构成了一座信息孤岛，割裂了生产、安全与管理的内在关联[7]。若出现事故没有办法及时掌握更多的信息，有效进行救援，便会造成不必要的人员伤亡。

3.3 建设内容存在漏洞

煤矿生产活动涉及人员、设备以及现场的管理等多个方面，内容较为繁杂。煤矿安全生产信息化建设不仅要引入高科技设备，同时也要明确管理内容，做好风险预警工作。而如今我国大部分煤矿公司信息化建设内容相对单一，只监测而不进行控制，技术潜力还没有得到全面的发挥。

4 互联网时代下煤矿信息化技术建设的策略

推进煤矿安全生产信息化建设，首先应当围绕“互联网＋”对各类信息要素进行整合，将大数据、云计算技术以及物联网的特点充分发挥出来，积极开发出适合本企业的管理系统，集成煤炭生产信息，从而形成对煤矿生产状态、业务数据、人员信息的集成与动态化管理，建成预防、管控一体化机制[8]。其次，必须以煤矿生产特点为依据，在坚持战略性、时效性、正确性的原则基础上，建设能体现“互联网 +”优势的各类信息化平台，例如实现预警系统、移动监督系统、数据档案系统。具体策略如下：

5 建立煤矿安全生产监控系统

伴随着科学技术的广泛应用，许多行业和领域均逐渐重视对信息化技术的运用，现如今众多煤矿企业已经逐步实现将信息化技术应用到各个生产过程中的目标，从而在一定程度上推动了煤矿安全生产管理方式由单一封闭向着现代化、技术化、资源化、全面化的方向发展。煤矿生产信息化不仅推动了煤矿企业智能化、信息化改革，而且也高效全面地实现了对信息管理系统的建设，尤其是煤矿安全生产管理系统中的危险辨识系统、信息管理系统、安全检测系统等便利用数据库对数据的高效整合作用实现了建设目标。

煤矿安全生产的工作中，可以充分利用监控系统，实现对煤矿生产的实时监督，从而对煤矿生产中的具体参数第一时间获取和分析，例如设备状态、技术手段和矿井内部环境等，并且还需提高煤矿监控系统影像的信息化水平，使得相关职工可以直观便捷地对有关资源和数据进行提取，促进煤矿生产效率的提高。其次，信息管理系统作为煤矿信息化建设的关键组成部分，其一般由处理应急问题模块和预知防范事故模块组成。通过对有关生产信息资源的收集、传递、分析、应用等，同时利用互联网、遥感、GIS等技术，确保信息资源的真实性、时效性，因此，煤矿生产信息系统的管理人员必须将各类信息进行整合，第一时间明确生产过程中面临的各种问题，并分析事故发生的原因，从而规避此类事故的再次发生，排除安全生产中的隐患，其次还需依据各类生产问题制定合理的管理方案，保证通过煤矿生产安全信息化建设能够进一步增强管理系统的高效性和实用性。

建立煤矿安全生产信息化制度。

当今信息化技术被大范围应用于煤矿安全生产的过程中，构建煤矿信息化系统也逐渐发展成为煤矿企业的主要目标，近年来，煤矿生产过程中火灾、爆炸、塌陷等安全事故频发，不仅给煤矿企业带来了很大的经济损失，而且严重危及了采矿人员的生命安全。为了使煤矿企业满足互联网时代背景下的发展需求，应当在广泛应用信息技术的同时健全和完善安全生产信息化制度[9]。通过运用电子平台对煤矿生产的整个过程进行监督和管理，从而增强安全生产的有效性。与此同时，还需对安全生产信息管理系统进行规范化管理，健全安全生产信息化的制度，具体分配生产过程中的职责，对整个生产过程中存在的安全隐患重点监控和防范，规避各类事故的发生。此外，还需建立相应的激励与惩罚机制，严格管控煤矿生产管理人员，在最大程度上降低由于人为原因所引起的安全事故发生概率。

6 结束语

煤炭作为全球重要的能源，其具有悠远的使用历史，随着社会信息化进程的加快，为了增强煤矿生产安全性，我国应当将煤矿行业的重点放在信息化建设方面。与此同时，煤矿企业也应当提高对信息化建设的重视，利用信息化技术来构建煤炭安全生产信息化模式，大幅度提升煤矿企业安全生产的效率和水平，从而加强煤矿企业在市场经济中的竞争力，实现煤炭安全生产的可持续性目标。参考文献

[1] 牛莉霞,赵蕊.大数据时代煤矿安全风险治理模式研究[J].煤矿安全,2022,53(7):241-245.

[2] 张强.煤矿信息化现状及深入探讨[J].矿业装备,2022(3):158-159.

[3] 刘杰.煤矿信息化、智能化应用与关键技术分析[J].矿业装备, 2022(3):12-13.

[4] 苏志万.煤矿机电信息化管理的实现及应用[J].能源与节能,2022 (5):172-174.

[5] 武晓波.煤矿信息化在煤矿安全生产中的应用探析[J].矿业装备, 2022(1):174-175.

[6] 董国梁.煤矿信息化与智能化技术的应用架构及关键技术探究[J].中国新通信,2022,24(2):54-55.

[7] 高万普.信息化协同管控平台在煤矿的应用[J].矿业装备,2021(5): 172-173.

[8] 夏伟.基于信息化技术的煤矿安全生产管理长效机制建设研究[J].中国管理信息化,2020,23(8):89-90.

[9] 郑海山.流程优化技术在煤矿综合信息化平台建设中的应用[J].同煤科技,2018(6):29-31,34.