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1、物联网在煤矿信息化中的解决方案 1. 煤矿安全监控系统 美国安全工程师海因里希 （H.W.Hein-rich）通过对煤矿企业5000余起伤亡事故的经济损失统计分析，建立了安全管理的理论基础和模型，为安全管理提供了一套科学的方法和指导。著名的安全三角形（图1）理论告诉我们，在矿山企业中严重伤亡、轻伤和无伤害事故的比例为1：29：300，这就说明：矿山事故防止的关键并不 仅限于防止伤害人体的事故，而在于从根本上防止伤害未遂的事故。 矿井安全实时监测 在矿井中通过传感器实时采集到的瓦斯、主扇开停、副扇开停等数据指标，会随时在PC 上全屏滚动显示。 通风瓦斯系统：通风瓦斯系统可以对辖区内所有矿井的瓦斯
2、情况进行实时监控，以报表的形式显示每个瓦斯探头的工作状态，对异常情况进行报警。同时通过对于异常数据的分析，结合煤层情况及历史和近期的瓦斯状况，圈定重点监控区域，将设定的重点区域的瓦斯监测状况动态实时显示。同时监测矿井中各个风机的工作状态，保证瓦斯气体的 正常疏散。 采掘跟踪：根据上报的采掘进尺数据，生成最新的采掘现状图，将采掘现状的剖面图与煤层分布图叠加显示对比分析，判断是否有越层越界的情况或趋势。随之在这两个图种对比结果的基础上进行防越层作业规划，对于发生越层的位置或有越层趋势的位置进行标注，生成专题图。并对所在企业发出越层越界警告。 隐患监察：在巷道分布图上根据设备分布和采掘进展设定常规隐
3、患巡查路线、巡查手段方法，客户端可以在线将发现的隐患情况标注上报。管理层系统通过挂接现场图片，或三维模拟效果图，对全局隐患、企业隐患、矿井隐患分别进行显示，并可根据隐患类型或矿井、企业名称分别查询，形成隐患专题图。同时，根据隐患的类型、严重性、分布区域可以进行隐患的统计，统计结果以饼图的形式在地图上显示，便于根据 隐患巡查的结果，提供相应的解决方案。 抢险救护：抢险救护管理负责管理日常抢险救护演习，同时管理险情应急预案，包括紧急避难图的制作和调用，不同事故点的紧急避难图的调用和制作。一旦险情发生时，通过抢险救助管理子系统内置的地址结构分析功能，可以立刻根据地质构造图，确定事故发生地的地质构造，
4、同时依照救援队伍和设备的分布地图，可以根据事故类型和地 点迅速调配队伍和设备，调配最佳线路。 安全监控 目前挑战：传统解决方案只是采用视频监控，但仍不能完全保障矿井安全，存在人或牲畜混入矿井的隐患。 物联网解决方案：在矿井入口处安装不同类型的纳米级传感器，这些传感器可对声音、频率、图像等信息进行监控。任何人员接近入口，传感器都会对其进行扫描，并将数据交由数据处理单元进行处理。若其未持有合法员工ID，则会由动作单元发出警告，并自动通知矿井安保人员。 定位系统 目前挑战：传统定位系统受电源，井下信号等因素影响，定位效果并不显著，且维护成本过高。 物联网解决方案：利用物联网技术，将矿井分割成若干区域
5、，在每个区域都安装ID扫描传感器，用来扫描该区域内正在活动的员工ID，并通过数据传输单元向存储单元保存相关信息。 2. 煤矿信息管理系统 澳易斯所在的山西省是个以煤炭产业为核心的能源大省，先在正处于从能源大省向能源强省转型的关键阶段。2009年政府出台了山西省煤炭产业调整和振兴规划，明确了一系列发展目标、主要任务和政策措施，清晰地铺就了一条未来煤炭产业的转型发展之路。其中提到的提高矿井现代化水平目标的关键就是进一步引进信息化技术，实现工作面自动控制、远程控制、提高装备水平、减人提效，与世界先进水平接轨。 煤炭行业的管理信息形式标准化、信息传递规范化以及信息内容系统化、安全生产监测监控自动化、是
6、煤炭行业应用系统的必然趋势；为了适应现代企业集成化管理要求，同时结合煤炭行业自身的特点，能够使煤矿的办公效率和办公自动化水平得到有效的提高，更加迅速、方便地了解全国煤炭行业的市场信息，更加有效地利用煤 矿自身的信息资源，使各级领导决策更加科学、更加及时。澳易斯集团借鉴国外的先进经验，开发了煤矿信息管理系统，包括如下模块： 煤矿安全管理：矿井实时监控及安全生产管理系统 仓库、库存管理：材料存储、盘点、报表系统 成本管理：开采进度、产量等指标的管理系统 产品质量管理 财务管理 人事管理 机电管理；开采工具及生产用电管理系统 动态数据监控 目前挑战：现有数据监控系统功能单一，传输范围窄，不能对紧急状
7、况自动做出反应。 物联网解决方案：安装传感器，对每个矿井的瓦斯浓度、排风量等数据进行监控，通过数据传输单元将数据实时传输到数据处理单元进行处理并保存，当某一数据过高时，系统会自动采取措施，并通知井下工作人员，防止事故发生。 自动道岔系统 目前挑战：目前大多数井下交通都采用手动道岔，危险系数高，极易发生事故。现有自动道岔系统存在各种缺陷，可靠性不足。 物联网解决方案：运用物联网技术，实现井下智能交通。上车后，通过选择目的地，系统自动调整道岔，待道岔完全调整完毕之后，给车辆予以反馈，车辆方可运行。 3. 在线煤质分析管理系统 近年来， 随着经济下滑，生产优化和料堆控制变得尤为重要。煤炭业的持续下滑
8、导致该行业重新关注煤炭质量管理，从而提高客户满意度最终增加煤炭销量。同时也提高矿区资源的有效利用，使原先认为煤质不达标的资源可以有选择地开采。在线煤质分析仪应用于煤炭业已有20多年的历史，其稳定的销量足以证明其价值。 澳易斯的在线煤质分析系统通过提供实时信息为煤矿各煤种的质量控制和生产管理提供了极大的帮助，如果依赖化验室，这些数据只能在采样后的数小时甚至数天后才能得到。煤矿和洗煤厂可将这一实时数据用于装运或合同的监控，用于自动化混合不同品级的煤，用于通过质量分选，或提供关于硫和SO2的数据。通过准确的选 煤和混煤，煤的控制者能够实现重大的经济价值，同时生产稳定的产品。煤矿的控制人员能够避免或将
9、合同的赔偿降到最小，减少必须满足混合质量目标优质煤的使用比率，确保煤在火车和船装运过程中的质量更加稳定，甚至能够延长煤矿的寿命。 现有在线煤质分析技术和煤质管理器（CQM）如下： 双能量伽玛传输技术（DUET）：其优点是价格相对低廉，安装便捷。主要缺点是其标定与煤种有关。 自然伽玛射线技术：其优点是不需要放射源，对影响DUET系统的铁和钙元素的变化不敏感，在煤层很厚时，这仍然是测定灰 分的唯一技术。其缺点是作为一种“被动”的系统，精度大约只为1%2%，而且同样与煤种有关。 快速伽玛中子活化分析技术（PGNAA）：优点是除了测定人们通常感兴趣的灰分，水分，发热量以外，还可以测定灰分中的硫分。缺点
10、是分析仪本身价值数十万美金，而且配套的采样和传输系统也价格不菲，这就限制了分析仪的广泛使用。 煤质成分在线分析装置 澳易斯的在线煤质分析系统，是根据客户需求，以上述分析技术为基础，配以高速电脑处理芯片，形成的皮带在线煤质控制及自动化混煤系统。 目前挑战：大多数现有的煤质分析系统只分析煤的灰份，水份和重量，但是对于煤中的化学成分分析的不够，或存在分析不够精确的问题。特别是煤的含硫量是煤质及价格的重要指标，如系统不能作出准确的分析，则会导致煤质的不确定。 物联网解决方案：将传感器安装于煤传送带上，通过发射出RFID射线对煤的成份发生感应，将数据精确地传输会监控中心。这样对煤的所有化学成份通过系统的设定可以准确而全面的监控及保存。
