1前言 

　　煤礦安全生產(chǎn)關(guān)系到人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，各級政府一貫重視煤礦安全生產(chǎn)問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產(chǎn)工作。由于煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，工作場所黑暗狹窄，人員集中，采掘工作面隨時移動，地質(zhì)條件的變化會使移動的采掘工作面不斷出現(xiàn)新情況和新問題，如不及時采取相應(yīng)的有效措施，可能會導(dǎo)致重大災(zāi)害事故，這就給安全工作帶來了困難。如何加強煤礦安全生產(chǎn)管理模式，實現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化成為煤礦企業(yè)關(guān)心的問題?；诘V區(qū)信息化和智能化的“感知礦山”就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成功應(yīng)用在煤炭行業(yè)很好的例證。

　　“感知礦山”通過全面感知，對礦區(qū)的人(人員定位、無線通信)、設(shè)備(綜合自動化)、環(huán)境(安全監(jiān)控、礦壓監(jiān)控等)全面感知，并通過高速網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全面覆蓋，同時還具有直觀形象的應(yīng)用，通過3DGIS礦區(qū)全息展示，來全面感知礦山。

　　“感知礦山”可用于煤礦(地面、井下)安全生產(chǎn)、煤炭行業(yè)綜合信息化、稅務(wù)局、煤炭局、縣區(qū)煤炭產(chǎn)量監(jiān)控，也可用于林業(yè)系統(tǒng)監(jiān)控、電力系統(tǒng)高壓開關(guān)監(jiān)視和控制等多個場景，目前在全國有很多成功案例?！案兄V山”實施的重點是，所有與礦區(qū)安全、生產(chǎn)相關(guān)的感知層網(wǎng)絡(luò)的接入。因為在礦區(qū)建設(shè)過程中，不同傳感器的生產(chǎn)廠商不同，協(xié)議接口不統(tǒng)一，有些是早期建設(shè)項目，沒有智能接口。全面接入傳感網(wǎng)絡(luò)，是全面“感知”礦山的基礎(chǔ)。

　　“感知礦山”不僅提高礦山的安全管理水平，更多的是涉及到生產(chǎn)，如利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及傳感網(wǎng)絡(luò)對礦區(qū)煤運皮帶、煤倉、洗煤廠、水倉、變電站等各個生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的感知和控制，在很大程度上提升了礦區(qū)的自動化生產(chǎn)能力，是“兩化”融合的典范。

　　2“感知礦山”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　煤礦礦區(qū)綜合信息化系統(tǒng)是將先進的自動控制、通信、計算機、信息和現(xiàn)代管理等技術(shù)相結(jié)合，將企業(yè)生產(chǎn)過程的控制、運行與管理作為一個整體，提供整體解決方案，以實現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化運行、控制與管理，從而提高企業(yè)核心競爭力。綜合自動化是煤礦實現(xiàn)高產(chǎn)高效的有效手段，對提高煤礦的生產(chǎn)運行狀況、安全水平、事故災(zāi)害預(yù)測預(yù)報以及生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理具有重要的作用。

　　本方案就是針對目前煤礦的實際需求，推出高效、可靠、安全的自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本系統(tǒng)以礦井綜合自動化信息平臺為主體，采用礦用光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場總線等技術(shù)共同構(gòu)建綜合數(shù)字化信息傳輸平臺。

　　感知層設(shè)備由大量感知環(huán)境、機電、人員等的傳感器構(gòu)成，例如，風(fēng)速、風(fēng)量、溫度、轉(zhuǎn)速、振動、電壓、電流、功率等傳感器，甲烷、CO、CO2、O2、錨桿壓力、鉆孔應(yīng)力、頂板離層環(huán)境等傳感器，跑偏、堆煤、煙霧、皮帶打滑等傳感器，煤倉料位計、水位計等傳感器以及攝像機、RFID人員定位等。這些傳感器在礦區(qū)地面、井下構(gòu)建了一個龐大的傳感網(wǎng)絡(luò)層。

　　網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備主要有鋪設(shè)在地面、井下的吉比特光環(huán)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)交換機設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、路由器、防火墻、服務(wù)器等，以及用來實現(xiàn)無線覆蓋的PHS網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，共同構(gòu)建了覆蓋整個礦區(qū)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

　　應(yīng)用層是礦區(qū)綜合信息化系統(tǒng)，包含礦區(qū)3DGIS系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、短信管理平臺、礦區(qū)應(yīng)急指揮系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等。應(yīng)用層軟件提供各種通用的數(shù)據(jù)接口，在此之上，可以方便地將提升機監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、礦井通信系統(tǒng)、應(yīng)急救援通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、井下調(diào)度無線通信系統(tǒng)、大巷運輸系統(tǒng)、選煤廠計算機控制系統(tǒng)、主通風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)、中央泵房監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)等進行無縫鏈接，最后經(jīng)過工業(yè)以太網(wǎng)平臺統(tǒng)一傳輸?shù)綉?yīng)用層上進行統(tǒng)一的管理，如圖1所示。真正實現(xiàn)礦井“采、掘、運、風(fēng)、水、電、安全”等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息化和自動化，從而優(yōu)化生產(chǎn)和管理。

圖1感知礦山系統(tǒng)結(jié)構(gòu)