计算机技术在煤炭开采当中的应用不仅能够极大的升煤炭开采工作的效率,而且也可以保障煤炭开采工人的安全。文章在这种背景下,首先综合概述了煤矿开采的计算机技术应用,进而探讨了煤矿开采系统的应用内容。
关键词计算机技术;煤炭开采;应用;内容
煤炭是我国的主能源和重工业原料。煤炭产业是我国重的基础产业,煤炭产业的可持续发展关系国民经济健康发展和国家能源安全。然而随着煤 炭开采时间延长,部分矿井的地质条件变化更加复杂、恶劣,为了高回采上限,对边缘地区的开发及复采,矿井的开采环境也变得更加艰难,突发事件频频发生, 煤矿的安全生产及突发灾难的救援也就成了困扰煤矿管理方的一个重大问题。计算机技术的应用将为煤矿企业的安全生产和经营管理上台阶、上水平带来新的契机, 将为煤矿的安全生产和事故后的抢险救灾发挥积极作用。
1 煤矿开采的计算机技术应用概述
近些年,我国在信息化煤矿的建设与安全系统的构建方面取得了显著成绩,这为煤矿供安全可靠的信息系统供了保证,也确保煤炭能够在安全监控 的环节下得到开采,这些系统也被应用在煤矿开采流程的各个方面,不仅有事前的控制项,也包括事后的紧急处理项。经过近几年的努力,目前物联网的各项技 术已经能够被很好的应用在煤矿的开采运营当中,从而在井下工作人员的信息化定位。煤矿工作环境的有效监控及无线通讯方面,都可以借助于具有可视化操作界面 的系统来加以实现。这不仅使得煤矿的开采工作能够得到及时的监控,也可以及时的对可能存在的风险因素加以分析,从而为煤矿的安全运行供有效的信息,进而 将由安全隐患带来的损失降到一个比较低的水平。
煤矿信息化安全系统是信息技术在煤矿开采运行中的有效应用,也就是基于三维可视的系统框架平台,将网络信息传输与开采过程的自动化技术与这一 平台进行很好的融合,借助于在煤矿井上与井下已搭建好的信息化通信网络,将系统在井下所检测到的各种信息进行视频或音频的转化,从而确保信息可以为各人员 所充分运用,升系统利用的同时,也确保煤矿的运行能够安全可靠。具体而言,煤矿开采系统的应用目标包括如下两个方面的内容一是借助互联网技术,对煤矿 的总体境况进行系统的分析,并及时将所得到的地感信息加以反馈,从而确保监测的有效性,最终升开采水平;二是应用三维可视化的系统平台来对所收集到的信 息加以分析,采用科学的方式对开采进行监控,并根据这些信息资料来对可能发生的灾害进行推演,进而制定出各种可行的应急方案,在确保日常开采不受很大影响 的前下,做好紧急救援的组织、指挥与协调工作。
2 煤矿开采系统的应用内容
煤矿开采是一个动态、复杂、系统的过程,开采的计算机系统建设充分发挥整个系统高效、协同作业能力,各子系统既能独立运行,又能协作运行, 保障调度指挥通畅高速,应急救援及时可行。计算机系统应以煤矿工业以太环网为整个系统的主干网络传输平台,以ZIGBEE无线网络建立覆盖煤矿井下区域的 新一代煤矿宽带无线移动通信网,方便地联结井下各种传感器,尤其适用于煤矿井下窄巷传输和无限扩展的采场传输。通过构建一个井下无线传感器网络,实时监测 监控作业区域各种变化与重点设备运转情况。开采综合系统通过人机定位确定矿工和电机车井下具体位置,CO、风速、风量、温度及开停传感器监测井下作业环境 与设备运转,利用手机、固定电话和广播报警及时进行信息传递和通知,实现井下作业管理人员定位跟踪、工作环境监测、重点设备监控。既方便煤矿安全管理,又 方便煤矿开采调度指挥,高工作效率和工作质量,升管理手段和水平。基本看来,煤矿开采系统的应用内容应该主涵盖如下几项内容。
第一,井下工业以太环网系统。煤矿的井下采矿工作实在巷道中进行的,并且随着这种巷道而逐步延伸。在这种延伸的过程中,所铺设的网络体系应具 有十分稳固的特性,从而保障所使用的系统能够在电力中断、线路中断等一系列特殊环境下仍然可以继续保持运行,使得相应信息可以很快的被加以传输,从而使得 煤矿的运行有所保障。而这在传统的网络环境下却无法实现这些特征。煤矿所应用的以太环网网络采用的是完全封闭的网络体系,所有的信息都是在这一封闭的体系 下进行传输的。这种封闭的状态特别适应于情况较为复杂的煤矿环境,能够确保信息传输能够在较为稳定的网络环境下进行高效传输。另外,这一体系中,如果发生 某一处的线路断开的状况,以太环网可以充分利用已经设计好的冗余备份,来将这一断点连接到就近的节点处,为其开通一条新的通路,通过网络的拓扑展开,保障 整个系统的供电正常,使得系统仍可以正常应用。
第二,井下的人机定位技术及无线通讯技术均与当前最为先进的物联网技术进行对接。在物联网技术的运用条件下,能够将井下定位系统及无线通讯系 统根据特定的环境加以布置设计,并对三者进行系统的管理控制,这也即将煤矿开采的整体系统实现在统一网络中进行信息传输及网络监控,保证这三个子系统能够 得到同时的控制,而三者彼此之间也能够互相供充分的工作协助。具体来看,这三大子系统之间的紧密协作包括如下几方面的内容。一是在对煤矿的具体情况进行 充分的考察的基础上,在煤矿井下的关键地点设置通信基站。通信基站的设置应该保持5m左右一个的方式,从而确保井下通讯的信号较好,实现通信的无阻 碍。当然,如果井下通道的自然状况较好,则也并不需将基站的设置距离如此之近,可以每隔1m左右设置一个基站的频度即可,条件较为不好的通道则需 将这一距离加以缩短。在进行通信基站设置的基础上,井下的工作人员与工作器械均应当配置特定的定位卡片,以扑捉信号。二是在环境监测的特殊区域安装较为 敏锐的信号传感器,这些传感器在与通信基站进行协调的基础上,可以将所有的危险因素及时的传递到监控系统当中。传感器应当重点对环境的有害气体加以监测, 并且将监测的结果应用可视化的工具呈现给监控人员。
第三,网络视频监控系统。有别于传统监控系统,该系统充分利用网络进行视频数据传输,嵌入式视频采集前端可以方便地布置在有网络的任何地方, 视频图像可以灵活地在网络上的任何地点被接收、查看,主特点如下利用现有的网络资源,不需为新建监控系统铺设光缆、增加设备,轻而易举地实现远程视 频监控;扩展能力强,只有网络的地方增加监控点设备就可扩展新的监控点等。
参考文献
1王佰顺,王广湖.论煤炭管理信息系统的建设与开发J.中国煤炭,2(11).
2王庚,邵强,冯伟.煤矿开采方案的计算机模拟研究J.煤炭技术,213(2).