黃征宇

信息化是安全生產(chǎn)必然的選擇，安全生產(chǎn)是走新型工業(yè)化道路的重要內(nèi)容，而安全生產(chǎn)又是工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本保障。當(dāng)前我國(guó)工業(yè)尚處在重化工業(yè)階段，是生產(chǎn)安全事故的“易發(fā)期”和“高發(fā)期”。隨著“感知礦山”等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用從設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，為有效保障安全生產(chǎn)筑起一道屏障。

一網(wǎng)盡知

“感知礦山物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就如同把整個(gè)礦山推進(jìn)了醫(yī)院的高級(jí)監(jiān)護(hù)室，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。”這是來自中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的專家對(duì)“感知礦山”的形象描述。

在“感知礦山”應(yīng)用下，煤礦井下人員在什么位置，礦車運(yùn)行到哪里，礦井里的溫度、濕度、一氧化碳含量、甲烷含量、礦井氣壓、風(fēng)速等處于什么水平？在徐礦集團(tuán)夾河煤礦調(diào)度中心，通過感知礦山物聯(lián)網(wǎng)GIS4.0系統(tǒng)，工作人員可以隨時(shí)知道。

2011年11月23日，中國(guó)工程院院士王子才、中國(guó)科學(xué)院院士宋振騏等國(guó)內(nèi)知名專家組成的專家組，在國(guó)家安監(jiān)總局科技規(guī)劃司副司長(zhǎng)施衛(wèi)祖帶領(lǐng)下，對(duì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)感知礦山物聯(lián)網(wǎng)示范工程關(guān)鍵技術(shù)研究成果進(jìn)行鑒定，并對(duì)徐州礦務(wù)集團(tuán)夾河煤礦物聯(lián)網(wǎng)示范工程一期工程進(jìn)行驗(yàn)收。并一致認(rèn)為，該項(xiàng)目首次提出了具有擴(kuò)充性、重用性、共享性的感知礦山物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，完成了物聯(lián)網(wǎng)示范工程，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果良好，為物聯(lián)網(wǎng)在煤礦應(yīng)用提供了范例，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

據(jù)了解，2010年以來，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)與徐州市采取“政產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的方式共同建立了徐州市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心。經(jīng)過近一年的努力，徐礦集團(tuán)夾河煤礦感知礦山物聯(lián)網(wǎng)示范工程一期項(xiàng)目于2011年9月投入試運(yùn)行。科研人員經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在感知礦山安全領(lǐng)域的一系列突破創(chuàng)新，研制成功可感知井下人員周圍環(huán)境信息的智能終端，提出并設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)空數(shù)據(jù)模型，建立了統(tǒng)一的時(shí)空信息交換平臺(tái)等突破性成果。

作為全國(guó)首個(gè)“感知礦山”，此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)著重解決了“三大感知”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山深井的立體式“一網(wǎng)盡知”：感知環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)重大災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)、防治；感知設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)知維修；感知人員安全環(huán)境，把現(xiàn)在被動(dòng)式安全變成一種主動(dòng)式安全。從而構(gòu)筑起井下安全屏障，科學(xué)有效地感知著千米井下的每一絲安全脈動(dòng)。

把脈“千米”深井

夾河煤礦1969年投產(chǎn)，是徐礦集團(tuán)的幾個(gè)老礦井之一，開采深度已達(dá)～1200m，高瓦斯、高地溫、高地壓對(duì)開采技術(shù)要求越來越高。隨著徐州市與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)共同建立物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心研制成功可感知井下人員周圍環(huán)境信息的智能終端，2011年9月，夾河煤礦感知礦山物聯(lián)網(wǎng)示范工程一期項(xiàng)目投入試運(yùn)行，它的應(yīng)用給井下安全帶來了更科學(xué)的技術(shù)保障。

在夾河煤礦井下，隨著豎井罐籠的不斷下降，-100米、-280米……四周也逐漸暗下來。下了罐籠，穿過-600米大巷，乘坐人行小火車穿行1000多米后又騎上“猴車”吊下斜巷……經(jīng)過一個(gè)多小時(shí)的摸索穿行，到達(dá)深度達(dá)-800米工作區(qū)。推開兩道厚重的風(fēng)門進(jìn)入了該礦7426A面的掘進(jìn)工作面。在巷道壁上，可以看到一個(gè)一尺見方的黃色盒子，據(jù)掘進(jìn)區(qū)的工作人員介紹，這就是夾河礦感知礦山物聯(lián)網(wǎng)GIS系統(tǒng)中的“礦用本安型無線接收器”，可以接收100米范圍內(nèi)包括環(huán)境、礦車、線路、人員等所有已安裝信號(hào)發(fā)射裝置的井下設(shè)備的信息，并即時(shí)傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度控制中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該區(qū)域工作環(huán)境的全方位監(jiān)控。“像這樣的接收器每隔100米就有一套，就如整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的觸角一樣實(shí)現(xiàn)了全工作面的信息接收”。

在該工作面的掘進(jìn)“迎頭”（即采掘工作最前線），正用鐵鍬往刮板運(yùn)輸機(jī)上清理煤塊的工作人員解下腰上的定位儀展示：“指示燈閃爍表示信號(hào)正常?！彼钢虚g的紅色報(bào)警鍵說：“遇到緊急情況，一按這個(gè)，上面就知道你的位置，方便組織營(yíng)救。”安全科技術(shù)員表示，在感知礦山物聯(lián)網(wǎng)試運(yùn)行后，現(xiàn)在井下每位工作人員均配有一個(gè)無線定位儀，地面控制室便可以通過無線信號(hào)對(duì)每位工人進(jìn)行定位，知道其具體位置及所處環(huán)境。

井下有的礦工在使用一種新型礦燈，“這是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研制的新一代多功能信息礦燈，礦工利用信息礦燈可以實(shí)現(xiàn)瓦斯監(jiān)控報(bào)警、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)、礦工生命信號(hào)探測(cè)、人員精確定位（定位精度3米至5米）、緊急呼救等多種功能，而這些數(shù)據(jù)通過遍布井上井下的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互通，超前感知?！?/p>

而在夾河煤礦的調(diào)度控制中心，眼前是一面屏幕墻，顯示著整個(gè)礦區(qū)的各種監(jiān)控影像。通信科技術(shù)人員任毅在電腦上打開感知礦山物聯(lián)網(wǎng)GIS系統(tǒng)，展示了它的井下人員定位、網(wǎng)絡(luò)診斷、主副井提升檢測(cè)、通風(fēng)機(jī)房監(jiān)控、-600泵房監(jiān)控等11個(gè)感知控制系統(tǒng)。他打開井下實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)面大屏幕上顯示出三維井下巷道分布圖?！皥D上的人頭像分別代表一個(gè)礦工。”

值班安全員指著GIS系統(tǒng)“樹狀圖”介紹說，“目前井下已布置了72個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)；待物聯(lián)網(wǎng)三期工程結(jié)束，探測(cè)點(diǎn)將達(dá)到200多個(gè)。這些節(jié)點(diǎn)采集的多功能信息，通過井下千兆網(wǎng)傳到地面控制中心，在地面就可以實(shí)現(xiàn)井下瓦斯安全監(jiān)控、設(shè)備故障診斷、通風(fēng)排水遠(yuǎn)程操控等?！?/p>

“作為物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)煤礦應(yīng)用中的典型范例，徐礦總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平接下來還要進(jìn)行第二期和第三期工程，我們的最終目標(biāo)是形成‘智慧礦山?！?/p>

目前物聯(lián)網(wǎng)在安全生產(chǎn)方面的應(yīng)用已經(jīng)是徐州的一個(gè)特色和重點(diǎn)，徐州也將建設(shè)成為全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)先行區(qū)。根據(jù)規(guī)劃，力爭(zhēng)3至6年徐州市將建成物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用的先導(dǎo)基地；建成國(guó)家礦山安全物聯(lián)創(chuàng)新示范區(qū)，引導(dǎo)全市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，成為全國(guó)先行區(qū)，并在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)力、人才隊(duì)伍和示范作用上達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。預(yù)計(jì)到2012年，全市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值100億元，2015年將達(dá)到400億元。

下一步，徐州市將進(jìn)一步拓展“感知礦山”物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)在全市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，研究制定智能交通、智能安保、智能物流等領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)專題規(guī)劃，構(gòu)建“智慧徐州”的主體框架；打造物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)支撐集聚區(qū)，在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)國(guó)家大學(xué)科技園、徐州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等區(qū)域重點(diǎn)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)基地，使之成為支撐物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟件、傳感器件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及節(jié)點(diǎn)專用操作系統(tǒng)等研發(fā)和制造的先導(dǎo)集聚區(qū)等。