感知矿山
感知矿山
[ 作者:吴波    转贴自:本站原创    点击数:3128

引言

作为物联网应用的一个重要领域,“感知矿山”是通过各种感知、信息传输与处理技术,实现对真实矿山整体及相关现象的可视化、数字化及智能化。其目标是:将矿山地理、地质、矿山建设、矿山生产、安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息全面数字化,将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现代信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密相结合,构成矿山人与人、人与物、物与物相联的网络,动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程。以高效、安全、绿色开采为目标,保证矿山经济的可持续增长,保证矿山自然环境的生态稳定。

“感知矿山之事件机制

所谓“多维度”就是可以将矿山中的各种信息通过信息集成与MES的方式,汇集至煤矿安全生产监控支撑平台,建立起事前预防、事中救援、事后分析的机制,实现“预防为主的管理模式。

1.  事前预防:生产过程监控、安全预警;

采用各种监控形式:全局监控模式、局部建立模式、数据监控模式(图形、图表、数字)对煤矿安全生产进行实时监控。

2.  事中救援:及时有效,调动一切资源;

事中处理、应急救援:以事件驱动为中心,以事件定义、事件分级、响应预案定义、响应预案分级真正做到在监控机房实时控制现场救援,同时通过资源合理配置,建立以资源调用计划、资源组合调用为基础的事中处理,最终建立以事件定义、应急预案、应急培训、应急演练、应急实施的一整套救援体系。

3.  事后分析:查找事故原因,分析救援效果;

事故分析事故回放分析原因改进监控与预警;救援分析过程回放效果分析过程改进持续改进无限迭代趋于完善。

“感知矿山“之体系结构

感知矿山是在煤矿安全生产管理系统之上,以工业以太网及无线网络为基础的网络结构,通过感知控制、多维数据感知及信息融合、管理决策三层体系的支撑体系,在感知层采用MEMS传感及分布式传感技术、无线传输与自组网技术对供电系统、安全系统、生产系统。通过将感知层数据通过多维感知数据及信息融合技术,将数据按照统一数据描述、将数据融合成为整体,为安全生产监控应用支撑平台提供支撑。在上层管理决策层,安全与生产相互制约相互支撑,为煤矿企业的经营管理、设备运行、生产调度、预警、应急救援等提供灾害风险评价、实时避灾方案、个人安全环境等等。以下是感知矿山体系结构:

 

图表1感知矿山体系结构

“感知矿山”应用模型

由于煤炭生产系统复杂,工作场所黑暗狭窄,人员集中,采掘工作面随时移动,地质条件的变化会使移动的采掘工作面不断出现新情况和新问题,如何加强煤矿安全生产管理模式,实现管理的现代化、信息化、数字化、智能化成为煤矿企业关心的问题。

 

图表2感知矿山模型

在煤矿综合自动化建设的基础上,感知矿山建设的核心问题是三个感知

1.  感知矿山灾害风险,实现各种灾害事故的预警预报;

2.  感知矿工周围安全环境,实现主动式安全保障;

3.  感知矿山设备工作健康状况,实现预知维修。

目前,基于传感器网络的煤矿井下采煤装备远程定位、煤岩识别、井下安全环境监测、大型设备姿态控制等技术的应用;系统实现了移动目标(人员、设备)的精确定位与管理;开发了基于无线覆盖的移动双向数据信息终端,综合了人员定位、双向数据传输、报警及信息显示等功能,实现了对人员的精密跟踪与信息联络;建立了集调度、监控与管理于一体的煤矿安全生产信息中心,在该信息中心实现了对安全生产各种系统的监控、语音通话、视频监控,即煤矿的MES;开发了煤矿井下人员安全管理和救灾应急系统平台。

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