基于物联网技术的智慧矿山建设刍议

实，本着对工作负责的态度，提出优质地质报告。4

结语

在当前地质勘查市场化的形势下，地质勘查单位的信誉靠质量，质量体现在提交的报告。只有建立在

依法勘查编制好勘查设计、发挥监理作用，加强质量管理，并要保证安全生产的基础上，煤田地质勘查项目才能顺利完成，并提交质量可靠的优质报告。

基于物联网技术的“智慧矿山”建设刍议

裴卫华

（肥城矿业集团公司科技信息中心，山东肥城271608）

摘

要

该文论述了煤矿物联网、智慧矿山的概念以及行业发展趋势，介绍了智慧矿山的体系结构、组成部分，指出了煤炭企业建设智慧矿山的必要性、存在问题，提出了几点建设性建议。关键词

物联网

智慧矿山

体系结构

问题

建议

中图分类号C931．6

文献标识码

A

Discussion based on the Internet of Things technology “intelligent mines ”building

Pei Wei －hua

Abstract

That paper discusses the Internet of Things of coal mine ，“intelligent mines ”concept as well as the development trend of the industry ，discus-ses the intelligent mines system structure ，components ，pointed out the necessity of coal mine company construction ，problems ，put forward some con-structive suggestions．Key words

Internet of things

intelligent mines

architecture

problems

suggestions

*收稿日期：2012－08－23

作者简介：裴卫华（1970－），男，工程师，1991年毕业于山东矿业学院计算机专业，大学学历，现在肥城矿业集团科技信息中心工作。

1物联网“智慧矿山”的概念与内涵

物联网也称传感网。其定义是：通过射频识别

（RFID ）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把特定物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

“智慧矿山”建立在矿山数字化基础上，运用物联网技术实现矿山企业所需信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。是采矿技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S （GIS ，GPS ，RS ）技术、物联网技术和软件技术的总集成。

智慧机主要包括基础网络平台、矿山数据仓库、矿山工业自动化系统、安全生产监测系统、四维地理信息系统与可视化集成平台、本质安全保障系统、本质安全保障体系与软件系统、生产技术管理系统、矿山ERP 系统、综合调度指挥系统等。

2基于物联网技术的“智慧矿山”建设的必要性2．1

健全完善井下避险系统的需要

国家安全监管总局下发的《金属非金属地下矿山

安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》明确要求煤矿在2013年6月底前完成安全避险“六大系统”（即监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络系统）建设。目前全国已有相当数量的矿井完成了建设任务，但系统建成后能否正常工作，灾后能否继续有效发挥作用，对于指导井下人员避险则具有极端重要性。通过采用物联网技术，健全完善六大系统，实现灾后井下人员能够随时掌握“六大系统”工作状况，及时接收正确的避灾路线指示，实现安全避灾，同时还可为灾后井上人员施救提供双向交流工具，为救援工作创造条件。2．2

矿井灾害监测、预警的现实需求

由于井下现场情况时刻处于动态变化之中，且危险源分散，规律难以把握。为确保井下作业人员安全，需要加大井下危险源监测力度，及时发现灾害征兆并通知作业人员避险。由于目前煤矿已建设的各种监测

系统（瓦斯监测系统、冲击地压监测系统、电磁幅射监测系统等）功能较为单一，数据格式不统一，每个系统都是一个信息孤岛，监测预报效果不理想。如果将不

同系统的监测数据进行有效集成，统筹考虑、综合分析，则井下灾害预测、预警效果会得到显著提高。2．3

是煤矿领导决策支持的现实需求

由于煤矿井下灾害具有突发性的特点，当煤矿井下险情发生时，

带班领导身在井下，了解现场情况，因此在迅速、正确作出停产撤人及一系列施救决策方面发挥着不可替代的作用。但带班领导迅速作出正确决策的前提是要具有便捷的通迅和指挥手段，充分掌握井下现场情况。这就需要不断完善井下人员定位、井下无线通讯及各类监测预警系统，

带班领导随时掌握井下现场状况，与井下人员进行双向沟通，指挥人员迅速撤离。

3“智慧矿山”体系结构

概括的讲，基于物联网技术的“智慧矿山”自下而上可分为感知层、传输层、应用层三层体系结构。感知层主要解决的是煤矿井下环境数据采集问题，传输层主要解决的是感知层所获数据的传输问题，应用层主要解决的是信息识别、处理、综合分析、三维展现、虚拟现实问题。示意图如图1

。

图1

智慧矿山体系结构

4现状及建议

目前，全国已有部分煤炭企业初步建成智慧矿山，

实现了两化融合、智能开采和安全管理，如兖矿集团大型矿区网络地理信息系统、

肥矿集团梁宝寺公司智慧矿山、枣矿集团井上下3G 无线通讯等，为其它煤炭企业起到了示范作用，也为企业安全生产、高效管理奠定了基础。4．1

存在问题和不足

（1）各煤炭企业“智慧矿山”是在已建相关子系统基础上建设的，由于部分子系统建设时间早，技术不够先进成熟，

数据格式不统一，多系统并存但互不兼容，给智慧矿山系统数据集成带来一定困难。

（2）目前大多数“智慧矿山”子系统不健全、不完善，所需底层数据缺乏，管理者通过对单一参数判断实

现超限报警，

有时并不是真实情况的反映。由于缺乏足够的信息支撑，致使不能完整展现矿山真实面貌。

（3）部分煤炭企业管理者在“智慧矿山”建设上存在

“毕其功于一役”或“一劳永逸”的思想，没有认识到“智慧矿山”建设是一个不断发展的过程，没有认识到建设任务的长期性和艰巨性。

（4）少数煤炭企业存在着管理和系统运行“两张皮”或体外运行的现象，无法达到提升管理、保障安全的目标；另一方面，部分企业管理者过度依赖项目实施单位，

建设过程中没有组织人员及时跟进，实施单位撤离后，就会出现这样那样的使用问题，影响了系统使用效果。4．2

几点建议

（1）煤炭企业在“智慧矿山”建设上必须做到科学、合理，统一规划，统一技术规范，并严格落实；预留数据接口，

为新系统的接入创造条件。（2）要不断健全、完善各接入子系统，丰富信息来源，通过智慧矿山系统的“强集成”作用（即有机集成、综合分析、智慧判断，而不是只将各子系统集成到一个统一界面上展示），

发挥综合使用效益。（3）智慧矿山建设和运行过程中必须确保新管理思想、管理理念、新工艺、新技术的不断融入，不断提升系统技术水平。如应用3G 无线通讯技术升级井下小灵通，实现语音通话、视频传输、移动办公应用，为井下人员提供更加安全、便捷的通讯、移动办公手段；应用光纤传感技术，

建立井下光纤安全综合监测系统，替换、

升级现有数据采集系统，使采集数据更加丰富、采集手段更加安全，成本更低、效率更高。

（4）在智慧矿山建设过程中必须及时组织相关业务人员和技术人员深度融入，把建设过程作为理顺管理、优化流程、人才培养的过程，实现与实施单位共同建设、

共同提高。（5）由于智慧矿山各子系统在煤炭企业分属不同的部门管理，系统建成后，要进一步理顺管理体制，落实管理责任，

加强智慧矿山系统及各接入子系统的维护管理，确保系统维护及时、运行正常。参考文献：

［1］卢新明，尹红．数字矿山的定义、内涵与发展．煤炭科学技术，2010，（1）

［2］张申，丁恩杰，徐钊等．物联网与感知矿讲座之三———感知矿山物联网的特征与关键技术．工矿自动化，

2010，（12）［3］孙彦景，钱建生，李世银等．煤矿物联网络系统理论与关键技术．煤炭科学技术，

2011，（2）