物聯網技術下的智慧礦山研究

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了物聯網技術下的智慧礦山研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

1物聯網智慧礦山概述

物聯網又被稱為傳感網，借助紅外傳感器、全球定位系統以射頻識別等技術，根據協議連接特定設備與互聯網，在交換信息的基礎上，保證實現智能化識別、定位、監控及管理。智能礦山主要以礦山數字化為基礎層，系統可以精準采集煤礦企業的開采數據，并進行網絡傳輸、精準集成以及可視化展現，屬于信息技術、通信技術、3S技術以及物聯網技術的總集成。礦山智慧系統主要包括基礎網絡平臺、礦山工業自動化系統、安全監控系統、礦山數據庫、地理信息可視化集成平臺以及生產技術管理系統等，保證了煤礦企業的安全高效開采。

2煤礦智慧礦山關鍵技術

2.1系統跟蹤技術

為了提高煤礦井下開采的安全性，應利用系統跟蹤技術進行實施跟蹤與動態監控。受通信技術等因素的影響，煤礦企業無法及時解決井下開采問題，此時井上工作人員則可以利用智慧礦山的動態監控與實施跟蹤技術處理，提高了開采效率。同時，還可以在井下開采風險預測工作中應用此技術，以降低煤礦開采事故的發生幾率。比如在煤礦開采期間會遇到炸藥、雷管等危險用品，通過實時監控可以保證安全開采。且監控工作分為兩部分，一是運輸設備的實時監測，包括軌道車及無軌膠輪車等；二是運輸環境的實時監測，實現動態控制。在檢測井下運輸掘進環境與跟蹤情況時，工作人員主要利用以下技術展開，一是本文分析了物聯網技術下智慧礦山的建設，指出了構建的關鍵技術與網絡架構，其中感知層收集相關數據信息，網絡層傳輸數據，并在應用層進行分析，以實時監測礦井下的開采狀態。通過使用智慧礦山系統，可以更好的分析設備的運行狀態，并進行動態監控，在遠程修復故障的基礎上，保證煤礦的開采效率。GPS技術，又被成為全球定位系統，使用時更多與GIS技術聯用，以將信息及時傳遞至井上開采過程，實時監控井下目標。二是RFID技術，可以實時監控井下開采與運輸情況，各傳感器主要負責收集掘進與運輸信息，并利用GPRS技術將信息傳遞至井上部位，保證煤礦各個開采環節的實時監控。

2.2GPS技術

GPS技術指的全球定位系統，其主要基于衛星導航完成監測，分為地面控制、空間衛星以及信號接收等部分。一是地面控制部門，檢測站、控制站以及天線等均屬于組成部分，可以集中處理空間中的衛星信息，并將其推送至信號接收機，具備中間紐帶的作用。二是空間衛星部分，包括備用衛星與工作衛星，在地球各個軌道面均勻分布，將采集的信息反饋至地面控制系統。三是接收信號，處理與呈現GPS監測信息，以更好的識別待測衛星，在分析控制信息的基礎上，將反饋信號傳輸至信號接收機，實現與地面控制系統的信息交換，期間地面信息站系統還可以有效監測衛星與天線的變化距離，并將其轉化為參數信息。

2.3GIS技術

GIS技術主要基于空間數據庫建立，利用計算機技術，并融合系統相關理論知識，合理規劃空間數據庫系統，保證特定目標的合理跟蹤。監測過程中，系統主要完成GPS衛星地理位置信息的收集工作，并將其反饋至GIS電子地圖庫，之后傳輸至系統監控平臺，以實時監控地面控制中心與井下開采環境。常用的GIS技術包括以下幾個方面，一是組件式開發工具，以計算機技術為基準，具備標準接口，較易與開發平臺實現重組。此技術靈活性較強，開發環境為Windoic、平臺。二是集成式開發工具，包括GIS軟件的各項功能模式，具備強大的輸入與輸出功能，可以實現自我開發與利用。三是模塊開發工具，在運行GIS系統時以模塊化形式進行，且不同模塊由不同GIS系統組成，保證了二次開發與利用效果。四是網絡開發工具，地理信息系統主要借助Internet平臺建立，利用網絡技術完善GIS技術，更好的增強自身跨平臺與可擴展性能。

2.4GPRS通信技術

GPRS技術主要利用分組交換技術進行了更新與改進，將GlobalSystemforMobileCommunication實現終端到終端的無線連接。井下檢測系統主要利用GPS技術收集開采地理信息，并將其集中至電子地圖庫系統，通過GPRS的數據聯動保證井上與井下的實時聯動，從而建立智慧礦山。

3智慧礦山物聯網架構

智慧礦山物聯網系統主要被分為感知層、網絡層以及應用層等三部分。一是感知層，包括RFID標簽、RFID感應器、目標布置傳感器、監測位置、環境攝像頭、收集地理信息的GPS設備等，根據礦山的實際開采情況進行合理分布。二是網絡層，其可以將下游感知層采集的各種信息進行無損、快速傳輸，實現中樞神經的作用。在以往煤礦開采過程中，各煤礦信息傳遞主要利用局域網進行，架設無線網絡。隨著信息技術的快速發展，全國范圍內開始廣泛使用2G、3G、4G、5G等技術，為煤礦開采信息的收集與傳輸提供了高效的運行模式，也為智慧礦山的建設工作提供了更多可行性依據。三是應用層，在物聯網架構中屬于數據輸出層面，可以直觀反應物聯網的應用效果，保證智慧礦山的建設效果。在建設智慧礦山監控系統時，工作人員應以物聯網為基礎，合理處理傳輸協議，組建物聯網的信息編碼，保證礦山信息的便捷溝通。為了保證煤礦井下生產的實時監測，還應引入無線網絡技術，將采集的開采信息反饋至信息處理中心，以合理分析系統的實時運行狀態，依據反饋信息做好遠程故障的修復工作，根據智慧礦山的實際情況建立綜合一體化的運行構架。

4智慧礦山的發展建議

當前基于智慧礦山的物聯網系統已經在各煤礦中廣泛使用，提高了煤礦的開采效率。但實際運行中也存在一定不足，智慧礦山部分子系統的建設時間較早，技術不夠成熟，多系統無法實現兼容，且部分煤礦企業并未認識到智慧礦山建立的長期性與持續性。對此，應由以下幾個方面進行完善。一是煤礦企業在建設智慧礦山時應做到合理規劃統一，嚴格制定技術規范并落實。同時，預留數據接口，為新系統的應用提供條件。二是健全完善各接入子系統，在豐富信息來源的基礎上，發揮智慧礦山的集成作用，通過綜合分析與智慧判斷將子系統集成于統一的管理界面，真正發揮智慧礦山的綜合效益。三是在建設與運行智慧礦山的過程中引入新型思想與技術管理理念，采用新技術不斷提高系統的運行水平。比如可以利用4G網絡技術升級井下系統，實現視頻傳輸、語音通話以及移動辦公等，為井下工作人員提供安全的通訊環境。也可以利用光纖傳感技術建立井下綜合監測系統，替代當前的數據采集系統，在豐富信息數據的基礎上，保證采集手段的安全性，提高煤礦的開采效率。四是在智慧礦山建設期間合理做好業務人員與技術人員的深度融合，與實施單位共同優化智慧礦山系統的建設流程，培養更多的高素質人才。五是智慧礦山各子系統在企業中分屬不同部門管理，在建成智慧礦山系統后，相關工作人員還應深化管理力度，嚴格落實管理機制與責任，合理維護智慧礦山系統與各接入子系統，保證正常運行。

5結語

當前物聯網技術被廣泛應用至污染控制、智能電網、遠程醫療以及智能交通等多個領域。且隨著科學技術的快速發展，智慧礦山建設期間也開始引入物聯網技術，以提高煤礦的開采效率，促進煤礦開采行業的穩步發展。

作者：張慧明 單位：山西西山煤電貿易有限責任公司