任文華

（神華烏海能源信息技術(shù)有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

目前，礦山安全事故頻頻發(fā)生，給工人的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的隱患，其中有許多事故的發(fā)生是由于礦山的信息化和智能化水平不足，有關(guān)生產(chǎn)安全的數(shù)據(jù)信息不能夠及時(shí)地傳送到生產(chǎn)指揮中心所導(dǎo)致的。鑒于此，必須加強(qiáng)礦山信息化和智能化的建設(shè)與完善，采取有效策略，提高礦山的安全管理水平[1]。

1 礦山信息化和智能化建設(shè)中存在的問題

（1）信息化和智能化終端采集信息的能力差。目前在礦山的信息化和智能化的建設(shè)中，存在的源頭問題就是智能終端采集信息的能力較差，例如對(duì)于井下煙霧和一氧化碳濃度的測(cè)量不準(zhǔn)確，這樣有可能導(dǎo)致地面信息處理中心不能夠很好地作出相應(yīng)的判斷，從而對(duì)井下工作人員的生命安全產(chǎn)生潛在的威脅。

（2）信息化和智能化終端設(shè)備的耐用性差。由于井下的環(huán)境條件比較惡劣，像空氣濕度過大，以二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和二氧化硫?yàn)榇淼母鞣N腐蝕性氣體濃度較高，空氣中的各種可吸入顆粒物濃度較大，這些對(duì)人體有著很大傷害的各種氣體和固體顆粒物對(duì)于智能化終端設(shè)備的腐蝕作用很強(qiáng)，造成終端設(shè)備的耐用性較差。

（3）信息化和智能化傳輸系統(tǒng)運(yùn)載信息的能力差。在礦山井下的智能化終端設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)信息采集之后，需要將收集到的信息進(jìn)行傳輸，在這個(gè)過程中，由于井下特殊的物理環(huán)境，導(dǎo)致信息傳輸過程中存在部分失實(shí)現(xiàn)象，造成了井下實(shí)際數(shù)據(jù)與信息處理中心接收到的數(shù)據(jù)有所出入的現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)礦山的安全生產(chǎn)有著很大影響。

（4）信息化和智能化控制中心處理信息的能力差。在井下數(shù)據(jù)被傳輸?shù)叫畔⒒椭悄芑到y(tǒng)處理中心之后，處理中心需要繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理加工，把各項(xiàng)實(shí)際數(shù)值與安全臨界數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，據(jù)此判斷井下工作的安全性。

2 礦山信息化和智能化建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）及時(shí)對(duì)智能化終端設(shè)備進(jìn)行技術(shù)更新維護(hù)，保證采集質(zhì)量和效率。所謂礦山信息化和智能化終端就是指相應(yīng)的各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集專業(yè)設(shè)備，由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。硬件系統(tǒng)主要是指包括傳感器、分站等在內(nèi)的原始數(shù)據(jù)采集設(shè)備，而軟件系統(tǒng)主要是指以微型電子計(jì)算機(jī)為代表的數(shù)據(jù)電子化設(shè)備，負(fù)責(zé)將收集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行電算化處理，從而實(shí)現(xiàn)一定距離的輸送。為了加強(qiáng)終端采集數(shù)據(jù)的速度和質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的即時(shí)性，應(yīng)該在購(gòu)入時(shí)進(jìn)行價(jià)值判斷以及及時(shí)對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行技術(shù)方面更新和維護(hù)，確保采集數(shù)據(jù)的速度和質(zhì)量。

例如，為了解決礦山信息化和智能化終端采集信息的速度慢和質(zhì)量低的問題，在智能化終端的采購(gòu)方面，應(yīng)該選擇核心技術(shù)水平較高的芯片，保證終端數(shù)據(jù)采集和計(jì)算過程的快捷有效。智能設(shè)備在研發(fā)和使用方面良莠不齊，選擇智能化終端時(shí)應(yīng)對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行嚴(yán)格的論證、測(cè)試和試用，保證在大面積推廣使用智能設(shè)備前確保設(shè)備運(yùn)行可靠穩(wěn)定、采集數(shù)據(jù)真實(shí)有效，經(jīng)過對(duì)智能化終端進(jìn)行綜合分析之后，判斷其能否適應(yīng)礦山井下的惡劣環(huán)境，再對(duì)是否使用此類智能化終端和購(gòu)入的數(shù)量作出決定[2]。在智能化終端設(shè)備的更新和維護(hù)方面，礦山應(yīng)該建立完善的智能化設(shè)備更新維護(hù)制度，加大培養(yǎng)技術(shù)人員，定期地對(duì)井下工作的終端設(shè)備進(jìn)行信息采集速度、準(zhǔn)確度等方面的性能測(cè)試，科學(xué)判斷其能否繼續(xù)勝任數(shù)據(jù)采集和環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，對(duì)于性能不達(dá)標(biāo)的終端設(shè)備，應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)維修或更換，確保智能化終端采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確高效。

（2）適時(shí)對(duì)智能化終端進(jìn)行技術(shù)保養(yǎng)，保證設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間使用。在礦山井下的惡劣環(huán)境中，存在著許多腐蝕性氣體和可吸入顆粒物，不僅對(duì)人體產(chǎn)生有害作用，而且嚴(yán)重縮短智能化終端的使用壽命，造成資源的浪費(fèi)。對(duì)此，礦山應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，加強(qiáng)礦山信息化和智能化終端設(shè)備的耐用性，保證其質(zhì)量的穩(wěn)定性。

例如，為了適應(yīng)礦山井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，提高智能化終端設(shè)備的使用年限，應(yīng)該選擇有質(zhì)量保障的大廠商產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬井下環(huán)境的檢驗(yàn)，觀察終端在此類環(huán)境中的抗腐蝕和抗干擾的能力。在日常保養(yǎng)方面，礦山應(yīng)該派專人進(jìn)行智能化終端的保養(yǎng)，可以采取給智能化終端例如氣體分析儀外殼覆蓋防腐蝕薄膜的形式，防止二氧化硫等腐蝕性氣體對(duì)終端的危害，還可以給相應(yīng)智能化終端的表面噴涂有機(jī)涂料，也可以起到防腐蝕的作用。在環(huán)境的改善方面，礦山應(yīng)該減少巷道內(nèi)像二氧化氮、二氧化硫和一氧化氮等腐蝕性氣體的含量，不僅有助于減少對(duì)于工人的身體危害，還可以減少對(duì)智能化終端的損害，有利于增強(qiáng)終端的使用時(shí)間，提高質(zhì)量。對(duì)此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于井下的通風(fēng)管理，降低有害氣體濃度，采取適時(shí)開閉通風(fēng)管道的方式，科學(xué)控制空氣進(jìn)入量和輸出量，保證井下環(huán)境有害氣體濃度維持在一定水平，一般情況下一氧化碳最高允許濃度為0.0024%，二氧化氮、二氧化硫、氨氣、硫化氫的最高允許濃度分別為0.00025%、0.0005%、0.004%、0.00066%，這需要通過智能化終端的采集并通過傳輸送至控制中心進(jìn)行比對(duì)分析，然后進(jìn)行具體操作，實(shí)現(xiàn)了智能化終端的自我保護(hù)。

（3）使用光纖傳輸和無(wú)線傳輸相結(jié)合的綜合技術(shù)，保證信息及時(shí)送達(dá)。由于井下環(huán)境和地面環(huán)境之間存在著巨大的物理差異，嚴(yán)重影響著數(shù)據(jù)的傳輸，造成了數(shù)據(jù)傳輸速度慢和真實(shí)性降低的問題出現(xiàn)。為了解決這一問題，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸線路的建設(shè)和完善，包括有線傳輸和無(wú)線傳輸，并結(jié)合上行傳輸頻率高和下行傳輸頻率低的相關(guān)特點(diǎn)，進(jìn)行各類數(shù)據(jù)傳輸線路的建設(shè)，完善各種傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使用傳導(dǎo)效率較快的光纖傳輸材料并注意對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)信息化和智能化傳輸系統(tǒng)運(yùn)載信息能力的提升，促進(jìn)信息的高效傳遞。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中涉及到的硬件設(shè)備必須能適應(yīng)井下特殊的工作環(huán)境并具備煤安標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須制定數(shù)據(jù)保護(hù)安全策略，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、通暢和完整。在有線傳輸網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)方面，要做好線路和設(shè)備的保護(hù)，對(duì)此，礦山應(yīng)該對(duì)于數(shù)據(jù)有線傳輸線路進(jìn)行外殼加固處理，給線路的外皮額外覆蓋力學(xué)和電學(xué)性能優(yōu)良且耐酸堿腐蝕和化學(xué)穩(wěn)定性好的聚氯乙烯絕緣材料，保證線路傳輸過程中不會(huì)因一定程度的外力破壞而導(dǎo)致線路外皮破碎的現(xiàn)象出現(xiàn)，保證信息傳輸?shù)目煽啃院透咝?。針?duì)線路內(nèi)部材質(zhì)的選擇，應(yīng)該使用傳輸速度較快的光導(dǎo)纖維，這種材質(zhì)的傳輸具有損耗小、接線容易和傳輸速度快等優(yōu)勢(shì)。光導(dǎo)纖維傳輸?shù)木€路應(yīng)該避免折疊，這樣容易導(dǎo)致光在線路內(nèi)的折射出現(xiàn)偏差，從而出現(xiàn)無(wú)法傳輸數(shù)據(jù)信息的問題。對(duì)于此，應(yīng)該采取一定的光纖防折彎措施，應(yīng)該對(duì)光導(dǎo)纖維的線路進(jìn)行光纖的保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，多采用繞線槽和橡膠圈貼合的繞盤彎曲放置形式進(jìn)行光纖傳輸線路的保護(hù)，能夠有效防止光纖彎折現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面應(yīng)該做好大型電力設(shè)備接地的保護(hù)，促進(jìn)由于較長(zhǎng)時(shí)間的工作而產(chǎn)生的較多聚集在電氣設(shè)備表面的正負(fù)電荷流入大地，從而減少這些正負(fù)電荷形成的電勢(shì)差，有利于有效抑制電磁波的產(chǎn)生，從而減少對(duì)無(wú)線傳輸信號(hào)的干擾作用，促進(jìn)礦山智能化和信息化傳輸系統(tǒng)運(yùn)載信息能力的提高。

（4）加強(qiáng)控制中心軟硬件設(shè)備的技術(shù)更新，保證信息得到妥善處理。在井下的數(shù)據(jù)信息越過層層障礙被運(yùn)輸?shù)教幚碇行臅r(shí)，需要進(jìn)行及時(shí)的分析處理，確保信息分析的時(shí)效性，以針對(duì)不同情況進(jìn)行妥善處理。所以說，為了走好井下信息處理的最后一步，應(yīng)該切實(shí)提高控制中心的信息處理能力，可以采取加強(qiáng)智能化分析設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更新和改造的方式，促進(jìn)其信息處理能力的提高。礦山也應(yīng)該在控制中心工作人員的調(diào)配和管理上采取科學(xué)化的措施，制定各種工作管理辦法促進(jìn)工作人員對(duì)于工作態(tài)度和專業(yè)水平的提升，從而加強(qiáng)控制中心信息處理能力。

例如，為了解決礦山智能化和信息化系統(tǒng)控制中心處理數(shù)據(jù)信息效率低的問題，應(yīng)該采取更新改造智能設(shè)備的方式促進(jìn)技術(shù)的提升，從而加速數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算。礦山應(yīng)該給控制中心配備處理器性能最優(yōu)良的計(jì)算機(jī)，保證數(shù)據(jù)運(yùn)算的物質(zhì)基礎(chǔ)。在硬件設(shè)施方面，應(yīng)該定期對(duì)相應(yīng)的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的清理和釋放，確保其有足夠的內(nèi)存和外存，能夠每天處理流量龐大的數(shù)據(jù)信息。在軟件設(shè)施方面，應(yīng)該對(duì)于數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行及時(shí)的更新，積極引進(jìn)當(dāng)前先進(jìn)的礦山數(shù)據(jù)處理軟件算法，構(gòu)建更加完善的計(jì)算流程，對(duì)于井下二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的數(shù)據(jù)分析和呈現(xiàn)進(jìn)行更快的計(jì)算和比對(duì)，從而判斷是否達(dá)到安全臨界值，以及發(fā)生安全事故的概率大小。在工作人員的專業(yè)水平培養(yǎng)方面，應(yīng)該使其在具體工作中學(xué)習(xí)進(jìn)步，在實(shí)踐中掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析和把握，從而根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)決策的判斷，促進(jìn)控制中心數(shù)據(jù)處理的快捷高效化，有利于礦山的發(fā)展。

3 礦山信息化和智能化建設(shè)的意義分析

（1）有利于促進(jìn)礦山的安全生產(chǎn)，保證工人生命財(cái)產(chǎn)安全。通過各種有效措施加強(qiáng)礦山的信息化和智能化建設(shè)，可以在很大程度上促進(jìn)井下信息采集傳輸分析的效率和質(zhì)量，有利于加強(qiáng)地面控制中心對(duì)于井下采、掘、機(jī)、運(yùn)、通的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在各種數(shù)據(jù)達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)可以及時(shí)發(fā)出提醒，確保工人的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)礦山的安全生產(chǎn)。

（2）有利于礦山業(yè)提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)開拓創(chuàng)新。礦山井下工作具有一定的危險(xiǎn)性，需要進(jìn)行井下環(huán)境的安全判斷才能夠下井生產(chǎn)，加強(qiáng)對(duì)于礦山信息化和智能化建設(shè)有利于及時(shí)進(jìn)行井下工作環(huán)境的判斷，從而科學(xué)選擇下井工作時(shí)間，可以在很大程度上提高煤炭生產(chǎn)的效率。

4 總結(jié)

綜上所述，為了解決礦山信息化和智能化系統(tǒng)對(duì)于井下信息的采集、傳輸、處理存在的問題，切實(shí)保障煤炭生產(chǎn)的安全有序，礦山應(yīng)該進(jìn)行信息從采集到處理過程的全方位科學(xué)建設(shè)，積極投入人力物力財(cái)力，確保信息化和智能化水平能夠?yàn)槿粘５陌踩a(chǎn)保駕護(hù)航，促進(jìn)礦山的穩(wěn)定長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。