面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术_孙彦景
物联网在煤炭行业的应用
物联网在煤炭行业的应用随着科技的不断发展和应用的不断深化，物联网（Internet of Things，IoT）的概念逐渐进入人们的生活，为各行各业带来了深远的影响。
煤炭行业作为我国能源行业的支柱，也在逐渐探索并应用物联网技术，以提高煤炭生产效率、降低生产成本并提升运营安全性。
本文将就物联网在煤炭行业的应用进行探讨。
一、智能矿井监测系统煤矿是煤炭行业的核心，传统矿井监测方式存在监控范围狭窄、数据采集困难、及时性差等问题。
而物联网技术的应用，可以构建智能矿井监测系统，通过传感器、无线通信等技术手段，实现对矿井内环境、瓦斯浓度、温湿度、风速等参数的实时感知和数据采集。
这样可以提高矿井内的安全性能，防范事故的发生，并及时采取措施进行应对。
同时，这些数据也可以被传输到监管机构，实现对整个矿井生产环境的远程监控。
二、智能无人采煤系统在传统的煤炭开采过程中，由于煤矿工作环境恶劣、工种繁重危险，工人的生命安全总是面临着巨大的挑战。
而物联网技术的应用可以构建智能无人采煤系统，通过激光测量、图像识别等技术手段实现对矿山开采过程的智能化管控。
智能无人采煤系统可以实现对开采场景的自动感知，判断矿石、岩石、煤炭等物质的性质，并通过机器人、导航系统实现自主导航、自动操作，大大提高采煤的效率和安全性。
三、智能煤炭物流管理系统物流管理是煤炭行业中一个重要的环节，传统的人工管理方式容易出现问题，如信息不对称、效率低下、资金浪费等。
而物联网技术的应用可以构建智能煤炭物流管理系统，通过RFID技术、传感器等设备，实现对煤炭运输车辆、货物的追踪和管理。
这样可以使得物流管理更加智能化和高效化，提升煤炭运输的效率，减少资源浪费，并提供数据基础，为煤炭企业优化运输路线和节约成本提供依据。
四、智能能源监控与管理系统煤炭作为我国主要能源之一，在能源生产和利用过程中也面临一系列的问题，如能耗高、排放大等。
而物联网技术的应用可以构建智能能源监控与管理系统，通过传感器、监控设备等技术手段，实时监测能源生产和使用情况。
煤矿信息化与智能化要求与关键技术
煤矿信息化与智能化要求与关键技术发布时间：2021-06-25T10:05:22.537Z 来源：《中国电业》2021年7期作者：郭元敬[导读] 当今时代，互联网与信息技术高度发达郭元敬西安华光信息技术有限责任公司 710075摘要：当今时代，互联网与信息技术高度发达，科技的进步影响了各行各业，产业结构的不断优化与升级已经成为了大势所趋。
煤炭资源作为社会日常运作所需基础能源之一，其重要性不言而喻，而煤矿行业同样存在着激烈的市场竞争，能够脱颖而出的关键就在于是否能够紧跟时代脚步，积极利用先进科技。
本文首先指出我国煤矿行业的主要问题所在，也就是频发的安全事故，要想解决这一问题，就必须从管理层面出发，通过先进的网络与信息化技术，能够促进煤炭生产管理系统的智能化，并在此基础上结合实际工作分析要点、难点。
关键词：煤矿企业；信息化；智能化；创新技术 1、前言煤炭资源可以称得上是我国社会进步与发展的支撑性资源，是人们日常工作与生活必不可少的，然而从现状来看，煤矿行业的蓬勃发展之下，其生产安全状况十分堪忧，整个行业乱象频出，许多小型煤矿企业为了追求迅速获利，置安全生产观念于不顾，在操作上违规现象频出。
除此之外，一些煤矿企业的管理人员也并没有认识到安全生产的重要性，对于可能发生的安全隐患甚至没有应对措施，煤矿开采过程中造成的严重污染也并没有治理能力。
因此，为了尽可能减少这些主观因素所造成的安全隐患，就必须从管理角度入手，进一步利用现代科技改善煤矿管理的智能化和信息化功能，从根源出发塑造安全生产的行业新风向。
2、煤炭产业的发展方向煤炭工业是历史悠久的传统工业之一。
长期以来，煤炭行业一直是低浓度，单一产业，低水平的机械化和自动化，小煤矿，低水平的标准化，煤炭企业面临更大的经营风险，面对现实，改革创新是唯一的出路。
在新时代，煤矿企业发展成为信息化和智能化的矿山是必然的趋势，即实现矿山的信息化、机械化、自动化、高效率、高安全性和高利润水平。
应用物联网技术促进铜川市煤矿安全生产
应用物联网技术促进铜川市煤矿安全生产作者：兰占涛来源：《物联网技术》2013年第06期摘要：指出了传统煤矿企业面临的安全问题，给出了基于物联网技术的智能矿山解决方案，并结合考察感受，总结了物联网技术应用于煤矿安全生产的优势。
最后，为铜川的煤矿安全生产提出了建议。
关键词：物联网；煤矿企业；安全生产；“感知矿山”0 引言煤矿安全生产，关系到人民群众的生命和财产安全。
由于煤炭生产系统复杂，工作场所黑暗狭窄、人员集中、采掘工作面随时移动，加之地质条件差，在生产中不断出现新情况和新问题，如不及时采取相应的有效措施，可能会导致重大灾害事故，这些给安全工作带来了极大的困难。
近年来，由于政府对煤炭生产技术的重视，铜川市煤矿安全生产形势呈现逐年好转，但与其他地方相比仍有一定差距，安全形势亦不容乐观。
如何利用先进的信息技术手段，扼杀煤矿事故，提高煤矿的安全生产水平，成为目前摆在我市煤矿监管部门和煤炭生产企业面前的一道难题。
1 物联网技术与“感知矿山”为了更好地推进铜川市煤炭产业的可持续发展和社会的稳定，信息化将成为其必然选择。
目前，由于资金、观念等因素的制约，铜川市煤炭行业数字化进程缓慢，企业数字化装备缺乏，管理手段落后，安全问题尤为突出。
为了改善煤炭工业这种落后的安全监测及管理手段，必须引入新的技术进行改造。
物联网技术是当前大家公认的首选技术。
传统煤矿管理信息系统一直是将物理基础设施和信息基础设施分开，物联网概念的引入打破了传统的思维模式。
对煤矿安全生产而言，在物联网时代，人员、设备、矿井基础设施等将借助物联网技术形成一个互相通信、互相协同的整体，从而实现智能高效的矿山安全生产管理。
物联网概念为建立煤矿安全生产与预警救援新体系提出了新的思路和方法。
物联网就是“物物相连的互联网”，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。
通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器及信息传感设备，按约定的协议，把任何物品和互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络称为物联网。
物联网技术在煤矿管理中的应用研究
次信息产业浪潮。其 目的是实现智能化识
具有感知能力、 计算 能力和通信能力， 也 就是 在传统感应器基础上， 增加了协同、 计算 、 通 信功能， 构成了感 应器节点 。 １ ． ３Ａ Ｉ 技术 Ａ Ｉ 技术是指将智能系统植入物体， 使物 体 能够 主动或被 动地与 用户进行 沟通 与交 流， 从 而具备一定 的智能性 。Ａ Ｉ技术的发展 很 大程度 地促进 了人们所 处物 质世界 的数 字化、网络化和智能化。 １ ． ４互联网技术 感 应器依 托互 联 网技 术实 现感知信 息 的传递 和协 同。 感应器的网络技术分为两类： 广域网络通信和近距离通信。 在广域 网路通 信方面， Ｉ Ｐ 互联 网、 ２ Ｇ ／ ３ Ｇ移动通信、 卫星通 信技术等 实现 了信息 的远 程传输 ， 特别是 以 Ｉ Ｐ ｖ ６ 为核心的下一代 互联 网的发展， Ｉ Ｐ ｖ ６较 现行版本 Ｉ Ｐ协议具有更 大的地址空间， Ｉ Ｐ ｖ ６ 使为每个感应器都分配 Ｉ Ｐ地址成为可 能， 也 为传感网的发展创造 了良好的基础网条件 。 以Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４为代表 的通信技术 是 目 前 近距离通信的主流技术， 具有低功耗 、 低 速率 和 短距 离传输 的特 点， 应用 于支持计算 和存 储能力有限的简单器件 。 ２ 煤矿 物联 系统 的架构 本文 提出应用 于煤矿 的物联 系统， 按 照 统一规划、统一部署、统一管理、统—接 口与 统一标准的要求进行设计， 设计分成三个层次， 分别是感知层、网络层、应用层。感知层主要 由感应器 、Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 读卡器、条形码只读器、视 频摄像头等组成， 将感知层获取到的数据通过
相 互通讯 ， 从 而实现煤矿 的智能化识别 、定位、跟踪、监控和 管理 。物联网技 术是煤矿企业 实现集约式生产和低碳化 目标的重要 手段 。
煤矿生产监控系统控制软件的测试方案设计
图3计算机煤矿安全生产自动检测系统工作流程足，"信息孤岛"现象依然严重存在。
由于计算机应用技术的供应商相对较多，应用系统繁多，型号、性能很不规范；煤矿安全生产实现有效联动，就需要检测系统、控制系统和管理系统实现无缝对接；而现实是，一些信息不能共享，系统应用价值大打折扣。
[3]（2）重建设、轻维护现象依然严重。
由于计算机应用技术系统在实际应用过程中也需要及时维护，避免出现各种隐患，毕竟煤炭生产直接关系到生命财产安全。
一旦计算机检测系统自身出现故障，为整个煤炭生产带来不可预知的后果。
因此，要对煤炭安全生产起着至关重要的计算机检测设备进行经常性检修，要有相应的制度、相应的人员进行专门维护。
3结语煤矿安全生产责任重于泰山。
只有将先进的计算机技术应用到煤炭安全生产过程中，加强计算机应用技术管理、加快计算机与煤矿安全生产相结合的技术研发力度，才能充分实现现代计算机技术为安全生产服务，实现煤矿生产安全化、人性化、效益化。
参考文献：[1]姜志萍，李冰.综合监控系统在新景矿中的应用[J].煤矿机械，2011（12）:230-231.[2]张治斌，王玉芬，李长江.ZigBee 无线传感器网络在瓦斯监测系统中的应用[J].煤矿机械，2007.(11).208-210.[3]钱建生，马姗姗，孙彦景.基于物联网的煤矿综合自动化系统设计[J].煤炭科学技术，2011.(2)：205-207.（责任编辑张欣）0前言在煤矿生产过程中，组态软件监控系统是实现安全生产过程的控制指挥中心，也是该产品监控系统的开发中心。
随着我国开始重视煤矿安全生产工作，并实现现代化管理，煤矿安全生产检测系统逐渐收稿日期:2012-05-25;修订日期:2012-10-16作者简介:张燕宁（1979-），女，北京人，讲师，硕士，研究方向：计算机应用、软件开发。
第32卷第2期2013年2期煤炭技术Coal TechnologyVol.32,No.02February,2013煤矿生产监控系统控制软件的测试方案设计张燕宁，杜辉（北京电子科技职业学院电信工程学院，北京100015）摘要:为了保证煤矿生产过程中的安全，在煤矿生产过程中，不仅增加了监测系统，还增加了对监控系统的软件测试。
物联网技术在煤矿综合信息化建设中的应用探讨
I G I T C W技术 应用Technology Application134DIGITCW2023.100 引言物联网是当今世界最具发展潜力的信息技术之一，它的出现极大地促进了社会生产率的提升，并加快了社会经济的发展速度，在全世界范围内受到了越来越多的关注。
在我国，物联网技术的应用和发展受到了越来越多的关注，并且各行业还加强了对该技术的研究和开发，因此，在煤矿信息化建设中也逐渐开始对物联网技术进行使用。
从目前的发展状况来看，在煤矿综合信息化建设中，各类型物联网技术都得到了较好的使用，从而使煤矿生产设备实现了远程维修、实时管理以及煤矿工作环境信息化管理的发展需要。
1 物联网技术在煤矿行业的应用前景物联网技术在煤矿行业的广泛运用，为煤矿安全生产问题带来了技术支撑，通过物联网技术可以实现对煤矿生产过程的准确感知，从而保证采矿人员的生命安全，这也是关系到民生的重要问题。
在煤矿行业中对物联网技术进行有效使用，不仅可以提高我国煤矿行业的生产效率，还能保障煤矿行业的生产安全。
在开展煤矿综合信息化的建设中，通过对物联网技术的充分使用，能够在控制成本的同时，提高经济收益，在煤矿信息化平台的构建中发挥着重要的作用。
由此可见，物联网技术在煤矿行业中的应用有着广阔的发展前景。
2 煤矿综合信息化建设中物联网关键技术分析2.1 射频技术在对物联网技术进行使用的过程中，射频技术是重要的组成部分之一。
射频系统由电子标签、阅读器、数据管理系统组成。
在目标对象上贴上电子标签，然后再对标签进行扫描，就能得到相应对象的信息数据，射频技术是一种高效的数据采集方法。
而电子标签是识别过程中的数据载体，主要由标签专用芯片和作者简介：李自杰（1983-），男，汉族，内蒙古鄂尔多斯人，高级工程师，本科，研究方向煤矿智能化、信息化。
物联网技术在煤矿综合信息化建设中的应用探讨李自杰（新能矿业有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000）摘要：将物联网技术在煤矿行业中进行应用推广，能够促进煤矿行业的整体信息化建设，物联网技术作为一种新的驱动力量，可以推动煤矿行业的进一步发展。
物联网在煤矿应用410
物联网在煤矿应用410【正文】一：引言随着技术的进步和发展，物联网（IoT）在各个行业中的应用日益普遍。
尤其在煤矿行业，物联网技术被广泛应用，以提高煤矿的生产效率和工作安全性。
本文将详细介绍物联网技术在煤矿应用的相关内容。
二：物联网在煤矿中的应用2.1 传感器技术传感器是物联网系统的核心组件之一，它可用于获取煤矿中各种参数的信息。
比如，温度传感器可以监测矿井中的温度变化，气体传感器可以监测煤矿中有害气体的浓度等。
2.2 数据采集与传输采集到的各种传感器数据需要进行处理和传输。
通过物联网技术，可以将这些数据实时发送到监测中心或云服务器进行分析和存储。
同时，物联网技术也能够实现数据的远程监控和控制。
2.3 安全监测与预警系统物联网技术可以实现煤矿中的安全监测与预警系统。
通过部署传感器和摄像头等设备，可以实时监测矿井内的工作环境和人员状况。
一旦发现异常情况，系统将自动报警并采取相应措施。
2.4 机械设备管理与维护物联网技术也可应用于煤矿中的机械设备管理与维护。
通过传感器监测设备的工作状态和性能指标，可以及时发现设备故障并进行维修和保养。
2.5 资源调度与能耗监控通过物联网技术，煤矿可以实现对资源的智能调度与能耗的监控。
系统可以根据实时采集的数据分析煤矿的生产情况，并进行合理的资源分配，从而提高煤矿的生产效率。
三：附件本文档涉及的附件包括但不限于：1. 物联网在煤矿应用相关的可行性研究报告；2. 物联网在煤矿应用的技术方案与设计文档；3. 物联网在煤矿应用的实施计划与进度表；4. 物联网在煤矿应用的监测与评估报告。
四：法律名词及注释1. 物联网（IoT）：物联网是指通过网络连接，将各种物理设备与互联网连接起来，实现数据共享和智能控制的技术系统。
2. 传感器：传感器是一种用于检测和测量物理量的装置，能够将测量结果转化为电信号输出。
3. 有害气体：指煤矿中的一些有毒有害气体，如瓦斯、一氧化碳等。
4. 监测中心：指专门用于接收和处理物联网系统传输的数据，并进行实时监测和预警的中心。
基于物联网的煤矿综合自动化系统设计
基于物联网的煤矿综合自动化系统设计
钱建生;马姗姗;孙彦景
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2011(039)002
【摘要】为了实现煤矿井下复杂生产环境下的人员、物资、设备和基础设施等的实时有效的监控和管理,综合利用传感器技术、射频技术、智能嵌入技术等,结合工业以太网、无线传感器网、互联网和移动通信网,把物联网技术拓展到煤矿井下.并在此基础上设计基于IE浏览的煤矿综合自动化软件平台,从而解决煤矿安全生产综采工作面的协同管理问题、井下重大灾害预警问题、矿井灾害有效救援等亟待解决的问题.
【总页数】4页(P73-76)
【作者】钱建生;马姗姗;孙彦景
【作者单位】中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221116;中国矿业大学,计算机科学与技术学院,江苏,徐州,221116;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221116
【正文语种】中文
【中图分类】TD655
【相关文献】
1.基于物联网的煤矿综合自动化方案的实现 [J], 盛彬
2.物联网下的煤矿综合自动化系统设计研究 [J], 朱彤;赵娟;周凯丽
3.基于物联网煤矿综合自动化控制系统研究 [J], 赵明光
4.基于物联网的煤矿综合自动化控制系统分析 [J], 丁海英
5.基于物联网的煤矿综合自动化控制系统 [J], 尹瑞光
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
物联网在煤矿安全生产中的应用
【摘 要】为保障煤矿安全生产，提升煤矿安全监管水平，文章提出了煤矿安全生产物联系统，阐述了系统方案的设计与实施。
系统的设计与实施分为感知层、网络层和应用层三个层次，可实现数据采集与检测、现场监测与控制、远端监控指挥等功能。
【关键词】煤矿安全生产物联系统 专用APN 煤矿安全管理 物联网收稿日期：2010-07-02林曙光 钟 军 王建成 中国联通福建省分公司物联网在煤矿安全生产中的应用1 引言尽管我国煤矿安全生产已取得了不小的进步，但是从横向比较，其总体水平还比较低，与国际上煤矿安全生产先进水平相比还有较大差距，尤其是重特大煤矿安全事故还屡有发生。
如何利用信息化产品，保障煤矿安全生产，预防事故发生，在事故发生后快速、准确定位，进行应急抢救抢修，成为摆在我们面前的重大课题。
2 煤矿安全监测监控存在的问题我国大多数煤矿安全监测监控系统存在的问题不容忽视，主要有以下问题：（1）煤矿井下作业远离地面，地形复杂、环境恶劣，与地面人员间沟通不便、不及时，地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；（2）煤矿事故发生后，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差；（3）大部分煤矿安全监测监控设备落后且老化，不能很好地适应井下环境，不能很好满足煤矿安全生产需要；（4）现有煤矿安全监测监控系统各成体系，没有统一标准和接口，造成了监测工程中数据漏报、系统间无法正常通信等问题，导致安全隐患的出现。
3 煤矿安全生产物联系统方案设计针对以上问题，本文提出一种煤矿安全生产物联系统，按照统一规划、统一部署、统一管理、统一接口与标准的要求进行设计，其设计分成三个层次，分别是感知层、网络层、应用层，如图1所示。
感知层主要由传感器组成，将传感器检测到的数据通过通讯模块传送至控制计算机，实现数据检测与采集。
感知层包括：1）传感器等数据采集设备，如地面井口、煤台、井下等场所安装的视频监控和传感设备；2）数据接入到网关之前的传感器网络，包括矿井传感设备的数据接入、传输和汇总。
现代互联网科技在矿井安全管理中的应用
108 /矿业装备 MINING EQUIPMENT现代互联网科技在矿井安全管理中的应用□ 孟繁华 大同煤矿集团华盛万杰煤业有限公司1 现代互联网科技在矿井安全管理的主要特点1.1 现代互联网平台的直观性与便捷性智能手机作为互联网的终端具备可随身携带的特点，而煤矿企业的工作场地具有分散特点，整体办公区域较大，移动终端可以提供较为灵活的工作模式，将人员信息以互联网模式方式进行排列建立交流渠道，员工可以借助平台随时随地进行信息采集与发布，确保企业内部协调，使工作失误率达到最低，从而提高工作人员的时间效率，使管理与办公两不误，从而提高企业整体的办公效率。
互联网的可移动性可以直接承载多种方式的信息化交流，规范在信息化时代的信息编辑流程，将可视化界面进行标准化、数据化，提高使用频率及使用过程中的精准度，从而可以采集到更多的安全信息。
1.2 对于现代互联网的信息化大平台的数据可视化互联网的管理系统是通过数据的可视化累积对于现有的煤矿企业中，已经有较大一部分公司在整个煤矿采集过程中实现了信息采集和科技推广，面对煤矿安全生产标准化质量、财务、煤矿基本信息等数据采集上，均有较为完备的管理方式。
然而，在软件操作系统层面上，虽然信息系统的功能相对完备，但是很多功能对于公司内部的各个职能部门及管理人员来说还没有达到熟练及上手操作的效果，对于实际操作上的数据及资料搜集、业务开展管理方面仍然差强人意。
为了将公司各层面进行科技化信息系统对接，适应现有的创新科技模式，就要将日新月异的互联网理念逐步融入，转化为适应矿山安全生产实际情况，且更为合理的平台管理模式，以适应基层人员的日常工作，实现企业的信息化管理及运营成本合理化，提高实际工作效率，从而进一步提升煤矿安全管理水平。
与设计贮藏的，主要是云端的整体服务，对于岗位、设备、流程的数据收藏与贮存可以实现永久化，当积累到一定程度时，就可以实现大数据的挖掘，这可以具体到各个岗位、设备与流程的完善与优化上，对于矿山各类安全管理制度的不断更新与改进更能说明问题。
面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术
2、物联网技术在煤矿安全生产 中的应用
在人员定位方面，物联网技术主要通过射频识别和GPS等技术实现矿工的实 时定位和监控。此外，还可以与智能手环等设备配合使用，实现矿工进出矿井的 监控和考勤管理。
在设备监测方面，物联网技术主要通过各种传感器和监测设备对矿用设备进 行在线监测和故障诊断。例如，可以通过部署在电机、水泵等设备上的传感器监 测设备的运行状态和参数，及时发现设备故障和隐患。
未来展望
1、物联网技术在煤矿安全生产中的发展前景
随着技术的不断进步和普及，物联网技术在煤矿安全生产中的应用将越来越 广泛。未来，我们可以预见到以下一些趋势：
首先，人员定位和环境监测的精度和覆盖范围将不断提高。通过更先进的传 感器技术和算法，可以实现更精确的人员定位和环境监测，从而更好地保障矿工 的安全和生产效率。
其次，物联网技术可以应用于生产优化和节能减排。通过实时监控设备的运 行状态和能耗情况，可以优化生产流程和降低能源消耗，实现绿色生产和可持续 发展。
谢谢观看
其次，设备的在线监测和故障诊断将更加智能化。通过利用人工智能和机器 学习等技术，可以对设备进行更精准的故障预测和诊断，从而及时发现设备隐患， 避免事故发生。
最后，物联网技术将与大数据、云计算等其他先进技术相结合，为煤矿安全 生产提供更全面、更智能的解决方案。通过与其他技术的融合，可以实现数据的 更深层次分析和挖掘，为煤矿安全生产提供更有价值的信息和建议。
面向煤矿安全生产的物联网应用模 式及关键技术
01 引言
03 关键技术
目录
02 物联网应用模式 04 未来展望
引言
煤矿安全生产是煤炭行业的生命线，事关人民生命安全和企业可持续发展。 近年来，煤矿事故的频发使得煤矿安全生产问题备受。为了提高煤矿安全生产水 平，减少事故发生，降低风险，物联网技术正逐渐被应用于煤矿安全生产管理中。 本次演示将探讨面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术。
8.8m特大采高综采工作面顶板管理技术
手 段 ，有 效 控 制 了 巷 道 围 岩 变 形 和 顶 板 下 沉 ，保 证 了 工 作 面 顶 板 安 全 ，实 现 了 工 作 面 的 安 全 高 效 回 采 。
１ 矿 井 概 况
上湾 煤 矿 位 于 内 蒙 古 鄂 尔 多 斯 境 内，为 中 国 神 华神东煤炭集团骨 干 矿 井 之 一，也 是 中 国 神 华 千 万 吨矿井之一。煤矿井田面 积 为 ６１．８ｋｍ２，地 质 储 量 为１４．１７亿ｔ，可采储量为１０．２０亿ｔ，主采 １２、２２、３１ 煤 层 。 上 湾 煤 矿 １２４０１ 综 采 工 作 面 为 世 界 上 第 １ 个 ８．８ｍ 超大采高工作面，也 是 上 湾 煤 矿 １２ 煤 四 盘 区 第１个工作面。 工 作 面 宽 度 为 ２９９．２ ｍ，推 进 长 度 为 ５ ２５４．８ ｍ，煤 层 倾 角 为 １～３°，煤 层 厚 度 为 ７．５６～１０．７９ｍ，平均厚度为９．１６ｍ，埋深 为１２４～ ２４４ ｍ，回 采 面 积 为 １．５７２ ｋｍ２，地 质 储 量 为 ２ ０５９．４万ｔ，可 采 储 量 为 １ ９３０ 万 ｔ，服 务 年 限 为 １３．７个月。工作面地面标 高 为 １ １８８～１ ３００ ｍ，煤 层底板标高 为 １ ０４３～１ ０６６ ｍ。 工 作 面 伪 顶 为 泥 岩，厚 度 为０．２０～０．５２ ｍ，抗 压 强 度 为 １１．３～ １３．２ ＭＰａ，坚固性系数 约 为 １．３２；直 接 顶 为 灰 白 色 细粒砂 岩，厚 度 为 ２．１０～８．０７ ｍ，抗 压 强 度 约 为 １３．３～１５．２ ＭＰａ，坚固 性 系 数 约 为 １．３５；基 本 顶 为 灰白色粉砂岩，厚度为５．６８～２０．３４ ｍ，抗 压强度 为 １４．５～３６．６ ＭＰａ，坚 固 性 系 数 约 为 ２．３２；直 接 底 为
互联网+煤矿安全信息化关键技术及应用构架 孟健
互联网+煤矿安全信息化应用构架，综合应用了煤矿物联网、煤矿云计算和煤矿大数据技术，通过煤矿物联网采集并传输煤矿安全生产相关的各类数据，然后采用云平台对煤矿各种监控系统数据进行统一存储和分析处理，最后通过煤与瓦斯突出、冲击地压等预警模型对煤矿大数据进行分析与处理，实现煤矿安全事故的预测预警，为煤矿管理人员提供科学决策。该应用构架主要由信息感知层、数据传输层、云计算资源层、应用服务层、用户接口层5个部分组成（图1），为煤矿防灾、减灾，改善矿井安全现状提供高效、科学的决策依据与技术手段。
关键词：互联网+；煤矿；安全信息化；关键技术
引言：煤炭生产是我国传统产业，而煤矿开采的安全对于煤炭行业的发展具有重要的意义。目前，煤矿所使用的传统安全系统难以适应现实需要，导致我国煤矿行业安全事故频发。因此，必须积极引进网络信息技术，建立互联网支持下的安全信息系统，才能更好地对各种危险因素进行监控。本文将对煤矿安全信息系统的技术应用构架进行分析。
（三）建设云计算的资源层
应用架构最重要的组成部分就是云计算的资源层，这也是智能矿山信息化建设的基本保障，主要有硬件层、通信的适配层和资源的驱动层以及中间件层所组成，中间件的平台集成云计算的能力后成为云中间层，负责管理及建设煤矿整体信息的基础设施虚拟价的资源池。
（四）建设应用的服务层
应用的服务层面对的主要是煤矿企业的管理人员以及相关的监管部门，为他们的决策提供数据的分析结果，从而使各级监管人员能够实时掌握所管辖范围以内的安全生产的情况和各种相关业务的流程处理，还包括了可视化的平台服务等。另外，还能实现对用户进行身份认证和权限控制的功能，并满足用户进行个性化的设置的需求。
一、互联网+框架下煤矿安全的信息化的关键技术
基于多视窗的一体化煤矿安全与监测系统
基于多视窗的一体化煤矿安全与监测系统贺致芬;孙久运;邱银国【摘要】现阶段我国煤矿生产行业信息化程度较低,安全监察人员工作任务繁重,这对于煤矿安全的实时化监督管理带来了巨大困难.针对这一问题,在对国内外煤矿安全问题解决措施深入分析的基础上,将物联网技术与虚拟现实技术有机结合,开发出一种能够对煤矿安全进行实时感知和预警的新系统.物联网技术发展可获取多样安全信息,如何实现整个煤矿安全信息的一体化监测是目前亟需解决的问题.该系统充分利用了Unity3D开发平台的多相机操纵特性,采用3 Dmax进行模型搭建并进行渲染烘焙构建三维虚拟场景,借助多线程技术实现各传感器参数的同步更新,能够实现对矿井环境的多视窗一体化监控.研究表明,该系统不仅能够对煤矿的各类环境与设备参数进行实时化监控,而且能对井下人员运动轨迹进行分析与定位.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P99-102)【关键词】煤矿安全;多线程;多视窗;同步监控;Unity3D【作者】贺致芬;孙久运;邱银国【作者单位】中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221116;中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221116;安徽科技学院城建与环境学院,安徽滁州233200【正文语种】中文【中图分类】TD76煤炭作为我国的主要能源，约占一次性能源的70%[1]，煤炭既是我国能源的主要支柱，又是能源开采中的高危行业。
目前我国矿山领域的事故和灾害较多，我国原煤产量约占世界的35%，但每年矿难死亡人数千人以上，占全世界80%[2]。
我国与其他国家相比安全问题突出，事故频发，主要原因在于：一方面煤矿开采过程中井下空间狭窄，环境十分恶劣，并且随时存在坍塌与瓦斯泄漏等危险；另一方面我国煤炭企业安全技术与装备水平落后，技术人员匮乏，信息化程度低。
总体来看，我国煤炭安全生产较发达国家而言，存在较大差距。
为解决这一现状，进一步加强煤炭企业安全管理，我国除建立国家级重大事故预防与分析鉴定中心与相应的安全监管信息系统外，还对井下作业人员进行系统化、周期性的安全培训。
面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术_孙彦景
第41卷第1期煤炭科学技术Vol.41No.12013年1月Coal Science and TechnologyJan．2013机电与自动化面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术孙彦景，左海维，钱建生，赵甫胤（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116）摘要：针对煤矿安全生产过程中人、物、环境等事故致因要素，提出基于物联网的煤矿安全生产监控系统建设模式，以及有线/无线混合结构煤矿移动设备无线宽带传输与控制模式。
在突破移动设备宽带无线监控、故障诊断技术、移动设备检测识别、“三机”协同控制等关键技术的基础上，将各类传感器、生产环境、生产过程及设备、信息获取与传输、信息智能处理与决策等安全生产的全过程进行关联融合，实现事故的超前感知、预测预警、智能处置和生产环节的可视可控。
关键词：安全生产；物联网；联动控制；可视可控；煤矿中图分类号：TD76文献标志码：A文章编号：0253－2336（2013）01－0084－05Application Mode and Key Technology of Internet ofThings Faced to Coal Mine Safety ProductionSUN Yan-jing ，ZUO Hai-wei ，QIAN Jian-sheng ，ZHAO Fu-yin（School of Information and Electric Engineering ，China University of Mining and Technology ，Xuzhou 221116，China ）Abstract ：According to the men ，object ，environment and other factors to cause the accidents during the mine safety production process ，based on the internet of things ，a building mode of the mine safety production monitoring and control system was provided including the wireless wide －band transmission and control mode of the mine mobile equipment with a wire /wireless combined structure．Based on the wide －band wireless monitoring and control of the mobile equipment ，trouble diagnosis technology ，detection and recognition of the mobile equipment ，three equipment coordinated control and key technology ，the relevant integration was conducted on each sensor ，production envi-ronment ，production process and equipment ，information acquisition and transmission ，information intelligent processing and decision ，and other safety production full process．Thus the advance perception of the accident ，prediction and early warning ，intelligent processing and production visual and controllable could be realized．Key words ：safety production ；internet of things ；linkage control ；visual and controllable ；coal mine收稿日期：2012－10－09；责任编辑：赵瑞基金项目：国家自然科学基金资助项目（50904070，51274202）；国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2012AA062103）；中国博士后基金资助项目（20100471412）；中央高校基本科研业务费专项基金资助项目（2010QNA48）；江苏省青蓝工程资助项目（2010JS002）；国家大学生创新性实验计划资助项目（121029031）作者简介：孙彦景（1977—），男，山东滕州人，博士，教授，博士生导师，现任中国矿业大学矿山物联网研究所所长。
煤矿信息物理融合系统模型
煤矿信息物理融合系统模型孙彦景;于满;何妍君【期刊名称】《计算机研究与发展》【年(卷),期】2011(048)0z2【摘要】Aiming at the problems in work safety and accident rescue occurred in coal mine, cyber-physical system is introduced into underground coal mine. According to environmental parameters and considered special applications of coal mine, a model of cyber-physical systems for coal mine, which has the ability of sensing surroundings, auto warning, intelligent control and personnel orientation, is constructed. Based on relative theoretical researches, three major technologies for complicated environment are presented, which are information acquisition, computing and cooperation control. In addition, an electricity and gas locking system is analysed and interpreted. The implementation of this coal mine oriented cyber-physical system will improve the safety in coal mine production and promote the development of informational coal mine.%针对煤矿安全生产与事故救援的需求,提出将CPS系统引入煤矿井下.根据井下环境参量,结合矿井特定应用,定制面向煤矿的CPS系统,构建具有环境监测、自动预警、智能控制和人员定位等功能的煤矿信息物理融合系统模型.在相关理论研究的基础上,提出并分析了复杂环境信息感知、计算和协同控制技术,并以风电瓦斯闭锁系统为原型进行分析阐释.煤矿信息物理融合系统的实现将提高煤矿生产安全性,促进煤矿信息化的发展.【总页数】7页(P295-301)【作者】孙彦景;于满;何妍君【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008;煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学),江苏徐州221008;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.煤矿信息物理融合系统的模型与技术研究 [J], 张文2.面向煤矿应用的信息物理融合系统模型 [J], 何雄伟;袁学松3.煤矿信息物理融合系统架构及其感控节点研究 [J], ZHANG Mei;NIU Shihui;LI Jingzhao4.信息物理融合系统语义模型 [J], 曹宏杰;陈娜;耿生玲5.一种面向煤矿的信息物理融合系统模型 [J], 白鱼秀;郑欢欢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第41卷第1期煤炭科学技术Vol.41No.12013年1月Coal Science and TechnologyJan．2013机电与自动化面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术孙彦景，左海维，钱建生，赵甫胤（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116）摘要：针对煤矿安全生产过程中人、物、环境等事故致因要素，提出基于物联网的煤矿安全生产监控系统建设模式，以及有线/无线混合结构煤矿移动设备无线宽带传输与控制模式。
在突破移动设备宽带无线监控、故障诊断技术、移动设备检测识别、“三机”协同控制等关键技术的基础上，将各类传感器、生产环境、生产过程及设备、信息获取与传输、信息智能处理与决策等安全生产的全过程进行关联融合，实现事故的超前感知、预测预警、智能处置和生产环节的可视可控。
关键词：安全生产；物联网；联动控制；可视可控；煤矿中图分类号：TD76文献标志码：A文章编号：0253－2336（2013）01－0084－05Application Mode and Key Technology of Internet ofThings Faced to Coal Mine Safety ProductionSUN Yan-jing ，ZUO Hai-wei ，QIAN Jian-sheng ，ZHAO Fu-yin（School of Information and Electric Engineering ，China University of Mining and Technology ，Xuzhou 221116，China ）Abstract ：According to the men ，object ，environment and other factors to cause the accidents during the mine safety production process ，based on the internet of things ，a building mode of the mine safety production monitoring and control system was provided including the wireless wide －band transmission and control mode of the mine mobile equipment with a wire /wireless combined structure．Based on the wide －band wireless monitoring and control of the mobile equipment ，trouble diagnosis technology ，detection and recognition of the mobile equipment ，three equipment coordinated control and key technology ，the relevant integration was conducted on each sensor ，production envi-ronment ，production process and equipment ，information acquisition and transmission ，information intelligent processing and decision ，and other safety production full process．Thus the advance perception of the accident ，prediction and early warning ，intelligent processing and production visual and controllable could be realized．Key words ：safety production ；internet of things ；linkage control ；visual and controllable ；coal mine收稿日期：2012－10－09；责任编辑：赵瑞基金项目：国家自然科学基金资助项目（50904070，51274202）；国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2012AA062103）；中国博士后基金资助项目（20100471412）；中央高校基本科研业务费专项基金资助项目（2010QNA48）；江苏省青蓝工程资助项目（2010JS002）；国家大学生创新性实验计划资助项目（121029031）作者简介：孙彦景（1977—），男，山东滕州人，博士，教授，博士生导师，现任中国矿业大学矿山物联网研究所所长。
引用格式：孙彦景，左海维，钱建生，等．面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术［J ］．煤炭科学技术，2013，41（1）：84－88．0引言据2005—2010年煤矿安全生产事故统计分析，人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全条件、管理缺陷等事故致因4要素中，人、物、环境3大因素导致的事故起数占总事故起数的89%。
2011年煤矿各类安全事故1201起，死亡1973人。
目前，国内外矿井现有的监测监控系统主要针对井下固定设备如：水泵、变电所、通风机等的控制，而针对各类移动设备，如工作面采掘机、斜巷绞车、无极绳绞车等的监控技术还不完善，其根本原因是目前的有线传输方式因各种因素造成传输电缆损坏和扯断的现象时有发生，很难适应矿山开采不断移动变化的工作现场，需要解决移动语音和图像通信的问题，煤矿现有信息化装备仍然不能满足安全管理和监管监察繁重任务的需求［1－3］。
因此有必要结合煤矿生产条件和工艺特征，针对人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全条件、管理缺陷等事故致因要48DOI ：10.13199/j.cst.2013.01.87.sunyj.026孙彦景等：面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术2013年第1期素进行超前感知、预测预警、智能处置，为防范事故提供重要的技术保障［4］。
结合神华集团、中煤能源集团“矿井安全生产物联网技术应用试点示范工程”，为提高对人、物、环境3大因素实时监测、监控、提早预警和处置，解决采掘等生产作业过程和斜巷、绞车等辅助运输生产环节中的安全问题，笔者提出基于物联网的煤矿安全生产监控系统建设模式，以及有线/无线混合的煤矿移动设备无线宽带传输与控制模式，达到对相关生产环节可视可控的目的，有效提高事故防范能力。
为物联网技术在煤矿规模化发展提供有效的产业支撑，形成煤矿安全生产物联网技术应用标准、规范和实施模式。
1矿山物联网与煤矿安全生产物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的［5－6］。
作为物联网应用的一个重要领域，矿山物联网将矿山地理、地质、矿山建设、矿山生产、安全管理、产品加工与运输、矿山生态等综合信息全面数字化，将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现代信息管理等与现代采矿技术紧密结合，构成矿山中人与人、人与物、物与物相连的网络，动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程，以高效、安全、绿色开采为目标，保证矿山的可持续发展和保护自然生态环境［7－8］。
目前，我国大多数煤矿安全生产系统仍不完善，还没有从顶层形成适应矿山特点的技术标准体系框架，其中存在的问题不容忽视，主要有以下4个方面［9］：①矿山安全感知技术落后，难以达到对人员、设备、设施和环境等信息的全面感知，比如，矿山采掘工作面生产监测与关键设备的工作状况缺乏可靠的在线感知技术手段。
②普通传感设备的密封性、耐用性、安全性等技术性能尚未满足井下特殊工况要求。
③安全生产各子系统之间关联不够，不具有互操作性。
④井下无线通信系统信号传输距离短，多业务支持能力不够。
2面向煤矿安全生产的物联网应用模式矿山物联网应用于煤矿的各种信息平台，范围较大，为解决安全问题，一次性的统筹规划，完善所有安全生产、监测监控、预防事故及事故发生后的抢救抢修等环节的工程量浩大，且容易出现漏洞。
因此，矿山物联网的应用需要细化。
针对煤矿安全生产过程中人、物、环境等事故致因要素，笔者提出面向安全生产的物联网应用模式，重点解决生产过程中安全问题，发现并消除事故隐患，预防事故发生。
面向煤矿安全生产的物联网应用模式与矿山物联网共性支撑技术［10］的比较，如图1所示。
图1面向煤矿安全生产的物联网模式与共性支撑技术比较3面向煤矿安全生产的物联网关键技术1）煤矿分布式灾害感知技术。
影响矿山安全的动力灾害的因素繁而复杂，如应力、变形、电磁幅射、声发射、矿震、顶板离层、水压、采动压力等，为实现基于矿山物联网的分布式动力灾害监测，完善综合测量导致灾害因素的能力，增加获取数据源的渠道，煤矿分布式灾害感知技术的研发必不可少。
煤矿分布式灾害感知技术以感知煤矿瓦斯、粉尘、透水、冲击地压等灾害为重点，运用各类传感器技术、微震技术、激光技术和有线、无线通信技术等感知技术，利用相应的监测与信息融合软件，通过集成各类安全监测系统、人员管理系统、生产自动化控制系统，建立矿山灾害预警分析模型和经验知识库［10－11］。
利用该技术对各种可导致灾害的因素进行分析，并结合地质构造、生产进程的多源灾害信息融合系统，增加灾害预警模型数据源的获取渠道，提升整体安全生产的感知层次。
2）煤矿生产过程及辅助运输环节无线宽带技术，其主要解决采掘等生产作业过程和斜巷、绞车等582013年第1期煤炭科学技术第41卷辅助运输生产环节中的人员、设备的安全问题，提高对人、物、环境3大因素实时监测、监控、提早预警和处置能力。
该技术以移动终端无线定向漫游与切换技术和无线/有线网络融合技术为基础，与现有的人员定位等各种子系统之间互联互通，达到对相关生产环节和人员、设备移动可视可控的目的，有效提高事故防范能力。
移动终端无线定向漫游与切换技术通过对煤矿井下复杂巷道无线信号传输理论、抗衰落技术、中继宽电压波动供电技术、中继覆盖方式、端漫游支持、故障中继自动旁路、无线数据传输平台拓扑结构等关键理论技术的研究，研制开发矿用高防护无线中继装置、矿用高防护无线发射终端、矿用高防护通信电源、无线通信系统管理软件等核心设备，构建适合矿井移动通信特点，具备定向无线漫游、切换技术的移动无线宽带传输系统。