浅谈煤矿信息化技术的发展
摘要：从网络数据传输、底层子系统数据采集、上层数据处理3方面分析了煤矿信息化技术发展的成果及存在问题，探讨了综合自动化、数字矿山和感知矿山的关系，重点讨论了物联网技术的概念、发展进程及其在煤炭行业的应用。
关键词：煤矿；信息化；物联网；综合自动化；数字矿山；感知矿山
中图分类号：TD67文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)21-5234-02
Brief Talk about Development of Informatization Technology of Coal Mine
HU Xian, WANG Shu-qiang
(Changzhou Automation Research Institute of CCTEG., Changzhou 213015, China)
Abstract: The paper analyzed achievements and problems of development of informatization technology of coal mine from data transmis sion of network, data collection of underlying subsystem and upper data processing, discussed relationship of integrated automation, digital mine and perception mine, and focused on the concept, development process of internet of things and its application in coal industry.
Key words: coal mine; informatization; internet of things; integrated automation; digital mine; perception mine
世界经济发展实践证明，进入信息时代，企业成败的关键之一是对信息的开发和利用能力。煤炭行业的信息化实质上是利用计算机、网络等先进的信息化技术对对矿井地理、生产、安全、设备、管理和市场等方面的各种数据进行采集（传感器与检测）、传输（通信）、处理（计算机）、应用和集成（自动化），实现信息的共享和互联互通，达到信息增值的目的，从而促进煤矿发展，提高煤矿安全生产能力和竞争力的过程。目前，我国煤矿已广泛将信息化技术用于生产、安全、管理、市场等各个领域。随着计算机、网络、数据库等技术的发展，煤矿信息化技术正向信息扩展、高度集成、智能决策的方向发展。
1煤矿信息化技术现状
1.1已有成果
网络数据传输方面，大多煤矿已经搭建了采用光纤作为传输信道的井下千兆工业以太环网，用于传输各子系统的生产设备数据（运行状态、电机温度、轴承温度等）、工艺参数（水位、流量、压力、煤位等）及环境监测数据（安全监测数据、束管监测数据等）。煤矿地面计算机管理网络得到普遍应用，为企业办公人员处理各类文件、业务（OA、MES、ERP）和共享相关信息提供了平台。这些都是煤矿企业实现信息化管理的物质基础。
底层子系统数据采集方面，所有煤矿全部安装了瓦斯监测监控系统和井下通信联络系统，井下人员定位系统以及其它应急避险系统正在全面建设。此外各种单一功能的监控系统也得到较为广泛的应用，如风机在线监测监控（通风安全环境监测）系统、瓦斯抽放监测（管道瓦斯抽放监测与控制）系统、火灾预报束管监测（煤层自然发火实时分析）系统、工业电视监视系统、电力监测系统、带式输送机监测系统、主副（斜）井提升监测系统、矿压监测（矿井冲击地压实时分析及专家诊断预测与控制）系统、矿用自动防尘撒水控制（皮带机头自动喷水降尘）系统、机车调度系统、考勤系统、电话通讯系统、电视会议系统、计算机办公系统等等。
上层数据处理方面，矿井地质信息的计算机管理和综合分析处理技术，如数据仓库技术、数据挖掘技术、知识发现技术，三维可视化与虚拟现实技术，矿山GIS、OA、CDS三位一体技术，动态模拟和人工智能技术等也正逐步得到应用。
1.2存在问题
煤炭企业信息化技术存在的主要问题[1]：1）感知手段传统单一，缺乏传感层面的信息融合。2）缺乏泛在感知网络，即存在感知盲区，不能实现安全感知的全覆盖。3）重硬集成，轻软集成，即信息孤岛问题，没有统一的数据平台，各监测监控子系统缺乏统一的数据格式和接口协议，难以进行信息集成与共享。4）缺乏应用层面的信息融合，缺乏有效的数据分析和挖掘工具，各子系统之间不能联动。5）多学科交叉不够。矿山信息化过程需要地质、测量、水文、采矿、安全、监测监控、通信、计算机、智能信息处理、管理等多学科交叉研究。6）缺乏标准建设，第三方服务提供商不能方便地将服务提供到网络里来。
2综合自动化、数字矿山和感知矿山的关系
我国煤炭行业信息化建设历经了综合自动化、数字矿山和感知矿山三种建设模式。其中综合自动化基于工业以太环网，强调统一的网络平台，目的是将煤炭生产全过程建成一个以工业以太环网+现场总线为网络平台的矿井综合自动化系统，实现信息的连通与共享。数字矿山以矿山空间数据与模型为中心，强调统一的时空框架，目的是利用信息技术、现代控制理论与自动化技术动态、详尽地描述及控制矿山安全生产与运营的全过程。感知矿山基于物联网，强调物与物的互联，目的是对矿山的人(人员定位、无线通信)、设备(综合自动化)、环境(安全监控、矿压监控等)全面感知，并利用直观形象的应用，来全面展现和管理矿山。三者的最终目标都是实现信息的整合、利用，实现矿山的管控一体化。
3物联网技术及其在煤炭行业的应用