（江西外語(yǔ)外貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江西 南昌 330099）

摘要：采煤生產(chǎn)是一項(xiàng)地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)工作，因地質(zhì)環(huán)境的特殊性而阻礙了礦井作業(yè)流程。從煤炭產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展需求考慮，分析了云時(shí)代聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于采煤指導(dǎo)的相關(guān)問(wèn)題，提出創(chuàng)建信息化采煤系統(tǒng)以輔助現(xiàn)場(chǎng)操作。

關(guān)鍵詞：云時(shí)代；聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；采煤指導(dǎo)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）30-7025-02

采煤工程是對(duì)自然資源開(kāi)發(fā)利用的主要途徑，煤炭也是當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊缺的資源之一。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)發(fā)利用，原有地表煤炭的存儲(chǔ)量急劇下降，現(xiàn)代采煤作業(yè)大部分是礦井生產(chǎn)的模式。企業(yè)不僅要結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)采煤方案，還要考慮審查過(guò)期間的各種調(diào)控措施，以協(xié)調(diào)煤炭生產(chǎn)階段的管理工作?；谛畔⒖萍佳芯咳〉昧诵碌某晒?，將云計(jì)算技術(shù)融入采煤生產(chǎn)指導(dǎo)是行業(yè)改革的必然趨勢(shì)。

1 礦井采煤?jiǎn)栴}的現(xiàn)狀調(diào)查

目前，礦井采煤生產(chǎn)已經(jīng)占據(jù)了行業(yè)的主流，無(wú)論是中小型或大型煤炭企業(yè)都開(kāi)始轉(zhuǎn)移生產(chǎn)方式，這是由于地表煤炭資源量日趨減少所致。煤炭經(jīng)濟(jì)報(bào)告顯示，我國(guó)68.4%的煤炭物資來(lái)源于礦井生產(chǎn)，而露天采礦僅有20%-30%，這充分說(shuō)明了礦井采煤對(duì)于資源供應(yīng)的重要性。結(jié)合礦井作業(yè)調(diào)查報(bào)告，因礦井采煤生產(chǎn)量持續(xù)上升，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作也出現(xiàn)了許多潛在的問(wèn)題。主要表現(xiàn)：

1） 信息問(wèn)題。采煤區(qū)日常作業(yè)會(huì)生成大量的數(shù)據(jù)信息，如何利用好數(shù)據(jù)資源是企業(yè)需重點(diǎn)解決的問(wèn)題。采煤信息是對(duì)礦井內(nèi)生產(chǎn)情況的真實(shí)反映。由于礦井與地表面之間相隔的距離較遠(yuǎn)，一般在300-1000米左右，給生產(chǎn)信息傳輸造成了較大的難度。例如，現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)提供的傳輸平臺(tái)易受外界干擾，文字、語(yǔ)音、數(shù)字等信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性偏低，誤導(dǎo)了采煤機(jī)械設(shè)備的正常動(dòng)作。此外，一些信息數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，也會(huì)誤導(dǎo)井內(nèi)采煤的流程。

2） 安全問(wèn)題。近年來(lái)國(guó)內(nèi)采煤區(qū)依舊存在著多種意外事故，井壁坍塌、人員傷亡、設(shè)備耗損等，這些都是煤炭企業(yè)長(zhǎng)期采掘過(guò)程中出現(xiàn)的安全隱患。突發(fā)安全事故對(duì)行業(yè)經(jīng)營(yíng)是很不利的，不僅增加了企業(yè)原有資金的支出額度，也減慢了煤炭物質(zhì)生產(chǎn)供應(yīng)的速度。導(dǎo)致安全事故發(fā)生的根源，主要是由于礦井內(nèi)、外尚未形成統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)，井內(nèi)生產(chǎn)缺少可靠的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為指導(dǎo)，設(shè)備動(dòng)作狀態(tài)、礦井采掘進(jìn)程等無(wú)法掌握，誤導(dǎo)了采煤流程的執(zhí)行。

2 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能特點(diǎn)

云時(shí)代特指云計(jì)算時(shí)代，這是信息科技發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，也是影響社會(huì)信息化發(fā)展的關(guān)鍵因素?；谠茣r(shí)代發(fā)展趨勢(shì)下，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐漸呈現(xiàn)了其獨(dú)特的功能優(yōu)勢(shì)，用其輔助各種設(shè)備的調(diào)控生產(chǎn)，可擺脫人工作業(yè)模式的缺陷，如圖1。煤炭科技改革之后，專(zhuān)家提出將云計(jì)算與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)共同應(yīng)用于采煤工程，最終提供的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式更加廣泛。

1） 多樣性。云計(jì)算是借助原有互聯(lián)網(wǎng)模式實(shí)施地改造升級(jí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、信息交替、資源互換等模式重新調(diào)整，拓寬了用戶(hù)使用虛擬化資源的空間范圍。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把不同事物之間利用虛擬關(guān)系實(shí)施編排，擴(kuò)大了互聯(lián)服務(wù)的范圍。而聯(lián)網(wǎng)是將無(wú)處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，包括：傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，組裝設(shè)備樣式多，決定了云時(shí)代聯(lián)網(wǎng)操作功能的多樣性，同時(shí)可以采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制進(jìn)行調(diào)控。

2） 安全性。分布式計(jì)算機(jī)是云時(shí)代的一個(gè)典型應(yīng)用，由一臺(tái)主控計(jì)算機(jī)與多臺(tái)子計(jì)算機(jī)共同聯(lián)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的宏觀控制。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有顯著的安全特點(diǎn)，不僅是對(duì)已存儲(chǔ)資源的安全保護(hù)，更是對(duì)網(wǎng)絡(luò)流通數(shù)據(jù)的綜合檢測(cè)。例如，聯(lián)網(wǎng)可提供安全可控乃至個(gè)性化的在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理等功能，用于企業(yè)辦公管理也具備了遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面等服務(wù)功能。

圖1 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)

3） 共享性。大量計(jì)算機(jī)組建成一個(gè)云網(wǎng)絡(luò)，每一臺(tái)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)庫(kù)相互融通，使互聯(lián)網(wǎng)的資源共享特性更加優(yōu)越，滿(mǎn)足了用戶(hù)對(duì)所有數(shù)據(jù)資源的使用要求。煤炭企業(yè)建立數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，利用云網(wǎng)絡(luò)對(duì)采煤生產(chǎn)信息科學(xué)地調(diào)度分配，及時(shí)傳輸至計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，采煤生產(chǎn)人員或管理人員隨時(shí)可以查詢(xún)數(shù)據(jù)。資源共享減小了采煤作業(yè)指導(dǎo)的難度，協(xié)調(diào)了礦井內(nèi)采煤操控的流程，防止人為操作失誤引起的突發(fā)性事故。

3 云時(shí)代聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于采煤指導(dǎo)的研究

信息科技涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)等三大核心科技，先進(jìn)技術(shù)成果適用于多個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)，保證了企業(yè)執(zhí)行項(xiàng)目的收益水平。鑒于上述礦井采煤生產(chǎn)存在的種種弊端，煤炭企業(yè)必須注重科學(xué)技術(shù)的靈活應(yīng)用，設(shè)計(jì)更加科學(xué)可行的采煤方案，維持井內(nèi)煤炭采掘活動(dòng)的有序進(jìn)行。云時(shí)代倡導(dǎo)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用，能夠?qū)?shí)際采煤生產(chǎn)提供多項(xiàng)指導(dǎo)服務(wù)。

1） 資源配置動(dòng)態(tài)化。云計(jì)算為客戶(hù)提供的資源配置能力是無(wú)限的，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)資源利用的可擴(kuò)展性。我國(guó)煤炭市場(chǎng)每年的需求量不穩(wěn)定，企業(yè)對(duì)采煤量指標(biāo)的控制難度較大，無(wú)法根據(jù)市場(chǎng)行情擬定采煤生產(chǎn)指標(biāo)。云時(shí)代聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具備了市場(chǎng)預(yù)測(cè)功能，根據(jù)煤炭市場(chǎng)的需求動(dòng)態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當(dāng)增加一個(gè)需求時(shí)，可通過(guò)增加可用的資源進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)資源的快速?gòu)椥蕴峁蝗绻脩?hù)不再使用這部分資源時(shí)，可釋放這些資源。

2） 需求服務(wù)自助化。云計(jì)算為客戶(hù)提供自助化的資源服務(wù)，用戶(hù)無(wú)需同提供商交互就可自動(dòng)得到自助的計(jì)算資源能力。將其應(yīng)用于采煤生產(chǎn)系統(tǒng)中，聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)內(nèi)存儲(chǔ)了大量的服務(wù)信息，如圖2，包括：采煤設(shè)備、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、產(chǎn)量指標(biāo)等，這些都可以利用云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步查詢(xún)，獲得數(shù)據(jù)后可指導(dǎo)煤炭生產(chǎn)活動(dòng)的有序性。另外，同時(shí)云系統(tǒng)為煤炭企業(yè)提供一定的應(yīng)用服務(wù)目錄，企業(yè)可采用自助方式選擇滿(mǎn)足自身需求的服務(wù)項(xiàng)目和內(nèi)容，保證了采煤活動(dòng)的持續(xù)運(yùn)作。

圖2 采煤數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理

3） 網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)便捷化。采煤信息化是煤炭科技改革的主要方向，信息化建設(shè)應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)為操作平臺(tái)，向用戶(hù)提供了更大范圍的操作空間。礦井采煤生產(chǎn)時(shí)，管理人員利用網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能及時(shí)了解生產(chǎn)信息，以提醒采煤人員控制好機(jī)械設(shè)備及采集流程；井內(nèi)作業(yè)人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)查詢(xún)企業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)，控制好煤炭產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量。可借助不同的終端設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的可用能力，使對(duì)煤炭網(wǎng)絡(luò)信息的訪問(wèn)無(wú)處不在。

4） 服務(wù)可計(jì)量化。在提供云服務(wù)過(guò)程中，針對(duì)客戶(hù)不同的服務(wù)類(lèi)型，通過(guò)計(jì)量的方法來(lái)自動(dòng)控制和優(yōu)化資源配置。資源的使用可被監(jiān)測(cè)和控制，是一種即付即用的服務(wù)模式。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于采煤指導(dǎo)，根據(jù)不同地域的礦物儲(chǔ)存情況，建立數(shù)學(xué)模型以分享采煤方案是否可行，對(duì)采煤工藝流程適當(dāng)?shù)貎?yōu)化處理。例如，中小型礦井采煤中，設(shè)置單一計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)即可滿(mǎn)足生產(chǎn)指導(dǎo)的要求，大型礦井開(kāi)采則要使用分布式網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定站點(diǎn)后對(duì)應(yīng)管理采煤流程。

5） 操作的虛擬化。借助于虛擬化技術(shù)，將分布在不同地區(qū)的計(jì)算資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的共享。分布式控制是云時(shí)代的常用技術(shù)，適用于大范圍信息傳遞的分布調(diào)控，與采煤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)是相互匹配的。煤炭礦井涉及到井巷、硐室、裝備、地面構(gòu)筑物等多項(xiàng)內(nèi)容，若某一項(xiàng)控制失誤則有可能影響到煤炭開(kāi)采的作業(yè)質(zhì)量。云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤方案的模擬生產(chǎn)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供虛擬化模型，預(yù)演出采煤流程是否符合作業(yè)要求，減小了實(shí)際采煤的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

科學(xué)技術(shù)是保證煤炭生產(chǎn)活動(dòng)的基本條件，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信科技輔助采煤指導(dǎo)是行業(yè)的需求。云時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了新的功能升級(jí)，企業(yè)采煤指導(dǎo)功能的難度進(jìn)一步降低。因此，未來(lái)煤炭生產(chǎn)要積極采用聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把分布在各采煤點(diǎn)的計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)，建立科學(xué)可行的采煤指導(dǎo)工作計(jì)劃，為管理者提供更加全面的控制平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 孫繼平.基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦瓦斯爆炸事故防范措施及典型事故分析[J].煤炭學(xué)報(bào)，2011（7）.

[6] 任志宏.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤礦智能安全管理系統(tǒng)研究[J].價(jià)值工程，2011（33）.

[7] 胡家瑛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與煤礦相關(guān)度研究[J].科技資訊，2011（31） .

[8] 隋德森.物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的淄川煤礦[J].山東煤炭科技，2011（5）.endprint

圖2 采煤數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理

3） 網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)便捷化。采煤信息化是煤炭科技改革的主要方向，信息化建設(shè)應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)為操作平臺(tái)，向用戶(hù)提供了更大范圍的操作空間。礦井采煤生產(chǎn)時(shí)，管理人員利用網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能及時(shí)了解生產(chǎn)信息，以提醒采煤人員控制好機(jī)械設(shè)備及采集流程；井內(nèi)作業(yè)人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)查詢(xún)企業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)，控制好煤炭產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量?？山柚煌慕K端設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的可用能力，使對(duì)煤炭網(wǎng)絡(luò)信息的訪問(wèn)無(wú)處不在。

4） 服務(wù)可計(jì)量化。在提供云服務(wù)過(guò)程中，針對(duì)客戶(hù)不同的服務(wù)類(lèi)型，通過(guò)計(jì)量的方法來(lái)自動(dòng)控制和優(yōu)化資源配置。資源的使用可被監(jiān)測(cè)和控制，是一種即付即用的服務(wù)模式。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于采煤指導(dǎo)，根據(jù)不同地域的礦物儲(chǔ)存情況，建立數(shù)學(xué)模型以分享采煤方案是否可行，對(duì)采煤工藝流程適當(dāng)?shù)貎?yōu)化處理。例如，中小型礦井采煤中，設(shè)置單一計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)即可滿(mǎn)足生產(chǎn)指導(dǎo)的要求，大型礦井開(kāi)采則要使用分布式網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定站點(diǎn)后對(duì)應(yīng)管理采煤流程。

5） 操作的虛擬化。借助于虛擬化技術(shù)，將分布在不同地區(qū)的計(jì)算資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的共享。分布式控制是云時(shí)代的常用技術(shù)，適用于大范圍信息傳遞的分布調(diào)控，與采煤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)是相互匹配的。煤炭礦井涉及到井巷、硐室、裝備、地面構(gòu)筑物等多項(xiàng)內(nèi)容，若某一項(xiàng)控制失誤則有可能影響到煤炭開(kāi)采的作業(yè)質(zhì)量。云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤方案的模擬生產(chǎn)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供虛擬化模型，預(yù)演出采煤流程是否符合作業(yè)要求，減小了實(shí)際采煤的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

科學(xué)技術(shù)是保證煤炭生產(chǎn)活動(dòng)的基本條件，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信科技輔助采煤指導(dǎo)是行業(yè)的需求。云時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了新的功能升級(jí)，企業(yè)采煤指導(dǎo)功能的難度進(jìn)一步降低。因此，未來(lái)煤炭生產(chǎn)要積極采用聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把分布在各采煤點(diǎn)的計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)，建立科學(xué)可行的采煤指導(dǎo)工作計(jì)劃，為管理者提供更加全面的控制平臺(tái)。

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[8] 隋德森.物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的淄川煤礦[J].山東煤炭科技，2011（5）.endprint

圖2 采煤數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理

3） 網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)便捷化。采煤信息化是煤炭科技改革的主要方向，信息化建設(shè)應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)為操作平臺(tái)，向用戶(hù)提供了更大范圍的操作空間。礦井采煤生產(chǎn)時(shí)，管理人員利用網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能及時(shí)了解生產(chǎn)信息，以提醒采煤人員控制好機(jī)械設(shè)備及采集流程；井內(nèi)作業(yè)人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)查詢(xún)企業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)，控制好煤炭產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量?？山柚煌慕K端設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的可用能力，使對(duì)煤炭網(wǎng)絡(luò)信息的訪問(wèn)無(wú)處不在。

4） 服務(wù)可計(jì)量化。在提供云服務(wù)過(guò)程中，針對(duì)客戶(hù)不同的服務(wù)類(lèi)型，通過(guò)計(jì)量的方法來(lái)自動(dòng)控制和優(yōu)化資源配置。資源的使用可被監(jiān)測(cè)和控制，是一種即付即用的服務(wù)模式。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于采煤指導(dǎo)，根據(jù)不同地域的礦物儲(chǔ)存情況，建立數(shù)學(xué)模型以分享采煤方案是否可行，對(duì)采煤工藝流程適當(dāng)?shù)貎?yōu)化處理。例如，中小型礦井采煤中，設(shè)置單一計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)即可滿(mǎn)足生產(chǎn)指導(dǎo)的要求，大型礦井開(kāi)采則要使用分布式網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定站點(diǎn)后對(duì)應(yīng)管理采煤流程。

5） 操作的虛擬化。借助于虛擬化技術(shù)，將分布在不同地區(qū)的計(jì)算資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的共享。分布式控制是云時(shí)代的常用技術(shù)，適用于大范圍信息傳遞的分布調(diào)控，與采煤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)是相互匹配的。煤炭礦井涉及到井巷、硐室、裝備、地面構(gòu)筑物等多項(xiàng)內(nèi)容，若某一項(xiàng)控制失誤則有可能影響到煤炭開(kāi)采的作業(yè)質(zhì)量。云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤方案的模擬生產(chǎn)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供虛擬化模型，預(yù)演出采煤流程是否符合作業(yè)要求，減小了實(shí)際采煤的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

科學(xué)技術(shù)是保證煤炭生產(chǎn)活動(dòng)的基本條件，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信科技輔助采煤指導(dǎo)是行業(yè)的需求。云時(shí)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了新的功能升級(jí)，企業(yè)采煤指導(dǎo)功能的難度進(jìn)一步降低。因此，未來(lái)煤炭生產(chǎn)要積極采用聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把分布在各采煤點(diǎn)的計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)，建立科學(xué)可行的采煤指導(dǎo)工作計(jì)劃，為管理者提供更加全面的控制平臺(tái)。

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