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78 /矿业装备 MINING EQUIPMENT基于物联网技术的智慧矿山分析1 物联网智慧矿山概述物联网又被称为传感网，借助红外传感器、全球定位系统以射频识别等技术，根据协议连接特定设备与互联网，在交换信息的基础上，保证实现智能化识别、定位、监控及管理。
智能矿山主要以矿山数字化为基础层，系统可以精准采集煤矿企业的开采数据，并进行网络传输、精准集成以及可视化展现，属于信息技术、通信技术、3S 技术以及物联网技术的总集成。
矿山智慧系统主要包括基础网络平台、矿山工业自动化系统、安全监控系统、矿山数据库、地理信息可视化集成平台以及生产技术管理系统等，保证了煤矿企业的安全高效开采。
2 煤矿智慧矿山关键技术2.1 系统跟踪技术为了提高煤矿井下开采的安全性，应利用系统跟踪技术进行实施跟踪与动态监控。
受通信技术等因素的影响，煤矿企业无法及时解决井下开采问题，此时井上工作人员则可以利用智慧矿山的动态监控与实施跟踪技术处理，提高了开采效率。
同时，还可以在井下开采风险预测工作中应用此技术，以降低煤矿开采事故的发生几率。
比如在煤矿开采期间会遇到炸药、雷管等危险用品，通过实时监控可以保证安全开采。
且监控工作分为两部分，一是运输设备的实时监测，包括轨道车及无轨胶轮车等；二是运输环境的实时监测，实现动态控制。
在检测井下运输掘进环境与跟踪情况时，工作人员主要利用以下技术展开，一是本文分析了物联网技术下智慧矿山的建设，指出了构建的关键技术与网络架构，其中感知层收集相关数据信息，网络层传输数据，并在应用层进行分析，以实时监测矿井下的开采状态。
通过使用智慧矿山系统，可以更好的分析设备的运行状态，并进行动态监控，在远程修复故障的基础上，保证煤矿的开采效率。
□ 张慧明 山西西山煤电贸易有限责任公司 山西太原 030053GPS 技术，又被成为全球定位系统，使用时更多与GIS 技术联用，以将信息及时传递至井上开采过程，实时监控井下目标。
煤矿信息化智能化的关键技术分析煤矿作为我国重要的能源资源，对于国家的能源安全和经济发展具有重要意义。
传统的煤矿开采存在着安全隐患和效率低下的问题，因此煤矿信息化智能化技术的发展成为煤矿行业迫切需要解决的问题之一。
本文将对煤矿信息化智能化的关键技术进行分析，以期为煤矿行业的发展提供一些思路和借鉴。
一、感知技术感知技术是煤矿信息化智能化的基础，它能够提供对煤矿现场环境的实时数据采集和监测。
感知技术包括传感器技术、无线通信技术和物联网技术。
传感器技术主要用于实时监测煤矿地质构造、气体浓度、温度、湿度等参数，以便及时发现地质灾害和煤矿安全事故，保障煤矿安全。
无线通信技术能够实现感知数据的远程传输，使煤矿监测系统能够及时响应，并做出相应的控制和决策。
物联网技术则将各种感知设备和系统进行连接，实现多个设备之间的信息互联互通。
二、数据处理与管理技术在感知技术的基础上，煤矿信息化智能化需要对感知数据进行处理和管理。
数据处理技术主要包括数据挖掘、大数据分析和数据可视化。
数据挖掘技术能够从大量的感知数据中挖掘出有用的信息和规律，为煤矿生产提供指导和支持。
大数据分析技术则能够对整个煤矿系统进行全面的数据分析和预测，帮助煤矿企业做出更科学的决策。
数据可视化技术则能够将复杂的数据通过图表和可视化界面展现出来，使管理人员能够直观地了解煤矿运营情况。
三、智能控制技术智能控制技术是煤矿信息化智能化的核心，它能够根据感知数据和数据处理结果，对煤矿设备和生产过程进行智能控制。
智能控制技术包括人工智能技术、控制算法技术和自动化技术。
人工智能技术可以为煤矿生产提供智能化的决策支持，采用机器学习和深度学习技术，实现设备自动优化控制和故障诊断。
控制算法技术可以根据煤矿生产的实时数据，进行智能化的控制策略设计和优化，提高煤矿生产的效率和安全性。
自动化技术则可以实现煤矿设备的自动化控制，减少人力投入，提高生产效率。
四、信息安全与隐私保护技术煤矿信息化智能化技术的发展，也带来了信息安全和隐私保护的挑战。
智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析随着信息化、智能化技术的快速发展，煤炭行业也在不断探索智慧化转型升级的路径，推进煤矿生产方式的改革和智能化开采技术的应用，提高生产效率、减少安全事故和保护环境。
智慧煤矿与智能化开采技术的核心是依托信息化技术，通过传感器、物联网、大数据、人工智能等技术手段实现对矿区生产、设备运转、人员安全、环境保护等方面的全面监控和实时管理，从而提高整个煤矿的运营效率和管理水平。
一、智慧煤矿技术核心1. 物联网技术物联网技术是智慧煤矿的基础，通过各种传感器将矿区内的各种信息采集到云平台，实现对矿井、设备、人员等的全面监控。
传感器可以通过光学、声学、电磁、温度湿度等多种方式感知煤矿内部的各种信息，并实现远程监控与管理，保障矿工的安全和设备的正常运转。
2. 大数据分析技术大数据技术则是对收集到的海量数据进行分析和挖掘，从中提取出有用的信息用于决策支持。
通过大数据技术，矿业企业可以对煤矿的生产情况、设备状况、矿工安全等方面进行深入分析，为企业决策提供依据，提高煤矿生产效率和资源利用率。
3. 云计算技术云计算技术则可以为煤矿提供弹性的计算资源和存储资源，实现对煤矿数据的高效管理和处理。
并且通过云计算技术，不同煤矿之间可以实现资源共享和协同工作，提高整个行业的管理水平和效率。
4. 人工智能技术人工智能技术可以为煤矿提供智能化的决策支持和自主控制能力，比如可以通过人工智能技术对设备和生产过程进行智能化管理，提高设备的自动化程度，减少人为操作和管理，提高生产效率和安全性。
5. 其他关键技术除了以上几种核心技术外，智慧煤矿还可以借助于3D打印技术、虚拟现实技术、感知计算技术等，实现对煤矿的全方位智能化改造。
二、智能化开采技术核心1. 自动化设备目前矿山生产中，已经广泛应用了自动化和智能化装备。
如智能化开采设备、自动化输送设备、自动化掘进设备等，这些设备可以实现对煤矿生产流程的全自动化管理，减少人工操作，提高生产效率和安全性。
《智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析》篇一一、引言随着科技的快速发展和社会的持续进步，智慧煤矿与智能化开采成为了煤矿产业发展的重要方向。
本文将详细分析智慧煤矿的核心技术，并深入探讨智能化开采的关键技术，旨在为推动煤矿产业的转型升级提供参考和借鉴。
二、智慧煤矿的核心技术1. 物联网技术物联网技术是实现智慧煤矿的基础。
通过将传感器、网络通信、云计算等技术应用于煤矿生产过程中，实现对煤矿生产环境的实时监测、数据采集和传输。
物联网技术能够实时掌握矿井内的各种信息，如瓦斯浓度、风速、温度等，从而及时发现潜在的安全隐患。
2. 大数据分析与挖掘技术大数据是智慧煤矿建设的重要资源。
通过对生产过程中产生的各种数据进行收集、分析和挖掘，可以获取有价值的信息，如设备运行状态、煤炭产量、安全生产状况等。
这些数据能够帮助企业进行决策分析、优化生产流程、提高生产效率。
3. 云计算与边缘计算技术云计算与边缘计算技术为智慧煤矿提供了强大的计算能力和数据处理能力。
通过云计算，可以实现数据的集中存储和共享，提高数据利用率。
而边缘计算则能够在矿井现场进行实时数据处理和分析，提高响应速度和决策效率。
三、智能化开采的关键技术1. 自动化采煤技术自动化采煤技术是实现智能化开采的基础。
通过引入先进的自动化设备和控制系统，实现采煤过程的自动化、智能化和无人化。
这不仅可以提高采煤效率，还能降低工人的劳动强度和安全风险。
2. 智能装备与机器人技术智能装备与机器人技术是智能化开采的重要手段。
通过引入智能化的采煤机、挖掘机等设备，实现设备的自动化控制和智能调度。
同时，利用机器人技术进行矿井巡检、危险区域作业等任务，提高作业效率和安全性。
3. 智能感知与识别技术智能感知与识别技术是实现智能化开采的关键。
通过引入高精度的传感器、图像识别等技术，实现对矿井环境的实时感知和识别。
这有助于及时发现潜在的安全隐患，提高生产效率和安全性。
四、结论智慧煤矿与智能化开采是煤矿产业发展的重要方向。
面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业的应用摘要:介绍了自动化的物联网技术的主要优点,指出煤矿行业在实现了机械化、自动化之后,发展面向生产自动化的物联网技术是建设现代化矿井的必由之路。
面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业的应用,将使矿井人员的安全得到保证,将使煤炭行业的经济效益得到明显提高。
针对我国煤矿生产技术落后的现状,提出了面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业应用的方案和建议。
关键词:自动化煤炭工业物联网1 物联网技术与我国煤炭生产现状概述随着国家对矿山安全的重视程度不断加强,矿山企业在各种安全监控、生产自动化系统方面的投入逐年加大,对保证矿山的安全和正常生产起到了重要作用。
由于我国煤炭储存条件复杂,煤矿自动化水平低,井下用人多,生产安全监控系统采用的技术比较落后,功能单一,使得生产成本高,安全形势不容乐观。
“物联网”概念的问世,打破了煤炭生产行业生产自动化和安全保障技术发展的传统思维。
过去的思路一直是将物理基础设施和信息基础设施分开。
对煤矿安全生产而言,在“物联网”时代,各类传感器、电缆、电气设备、钢筋混凝土等将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,基于物联网可以对煤矿复杂环境下生产系统内的人员、设备和基础设施实施有效的协同管理和控制。
物联网为建立煤矿安全生产与预警救援新体系提出了新的思路和方法。
物联网技术支持下的煤炭生产自动化,在生产组织和流程方面将会发生明显的变化,具有以下的特征:将矿山地理、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、信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密相结合,构成矿山中人与人、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。
2 煤炭生产安全监控的物联网技术及其实现从煤矿安全监控方面看,基于物联网技术的煤炭生产自动化是在实现综合自动化的基础上,实现三个方面的物联网。
物联网知识：物联网技术在煤矿安全方面的应用随着物联网技术的不断发展和应用，煤矿安全问题已经得到了很好的解决和控制。
目前，物联网技术一直在成为煤矿安全的重要应用。
这篇文章就煤矿安全环境下物联网技术的应用进行深入探讨。
一、煤矿安全现状及挑战煤矿作为一种非常重要的能源资源，对于国家的能源战略起着至关重要的作用。
煤矿生产是一个危险的行业，生产过程中往往会涉及到极高的风险因素，这就给煤矿的安全生产带来了极大的挑战。
据统计，煤矿属于我国高危行业之一，长期以来煤矿事故频发、灾害时有发生，已经成为一大难题。
2019年，全国共发生煤矿事故52起，死亡88人，比前一年下降11.1%。
尽管煤矿安全事故总体呈现出明显下降趋势，但依然没有得到根本的解决。
二、物联网技术在煤矿安全方面的应用物联网技术作为一种新兴技术，在煤矿安全生产方面提供了全新的解决方案，同时也打破了传统煤矿安全监测手段的局限性。
物联网技术在煤矿安全方面的应用主要涉及到以下几个方面：1、煤矿智能监测系统煤矿智能监测系统是一种基于云计算、物联网技术的智能化监测系统，它可以实现实时监测和感知对煤矿生产安全有影响的因素。
其中，通过使用智能传感器和智能控制器等设备，可以实现煤矿内部各种数据的监测，如温度、湿度、有毒气体浓度、瓦斯浓度、风速等。
同时，这些监测数据可以实现实时上传至云端系统中进行显示和处理，利于实时监管和掌握实时信息。
2、物联网传感器技术在煤矿中的应用物联网技术的传感器技术在煤矿中同样也得到了广泛的应用。
传感器可以快速地检测出煤矿中各种因素，包括有毒有害气体的浓度、温度、压力、湿度等。
传感器可以通过连接物联网，将数据传输至云端，可以根据实际安全情况进行应急调度。
3、智能识别与控制技术物联网技术的智能识别与控制技术也可以实现对煤矿内部各种环境数据进行精确分析和控制。
这可以保证煤矿安全生产中各种因素保持稳定状态，在特殊情况下给予预警提示，及时进行煤矿的紧急处置。
物联网技术在煤矿安全中的应用摘要：本文阐述了物联网的概念与结构，以及物联网在煤矿产业中的应用现状，并分析了煤矿对物联网的需求，概括了物联网技术在煤矿安全中的应用。
关键词：物联网；煤矿行业；煤矿安全中图分类号：tp3931 物联网技术概述1.1 物联网的概念物联网[1]（the internet of things）的定义是：通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
1.2 物联网层次结构从技术构架上来看，物联网可分为三层。
1.2.1 感知层感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、rfid标签和读写器、摄像头、gps等感终端，用于识别物体，采集信息。
1.2.2 网络层网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。
1.2.3 应用层应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
1.3 物联网的特征及作用物联网具备三个特征：一是全面感知，即利用rfid、传感器、二维码等随时随地地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确的传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
2 煤矿安全2.1 煤矿安全概述（1）我国煤矿95%左右是井工开采，存在水、火、瓦斯、煤层、坍塌等危险，露天煤矿存在滑坡危险，这些严重影响矿工安全和企业发展。
（2）井下空间狭窄，环境恶劣、巷道复杂、大型机电设备众多。
（3）煤矿在开采过程中要移动生产设备，企业对于设备的维护管理水平较低。
（4）煤矿机车定位主要以有线通信方式为主，信号接收不准确，定位精度较低。
物联网技术在煤矿管理中的应用研究摘要:物联网是实现物与物之间相互交流的一种无处不在的泛在网络,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
其目的是实现智能化识别和管理,本文介绍了物联网的概念,探讨了物联网研究中的关键技术,并研究物联网技术在煤矿信息化中的应用。
结合煤矿实际情况设计与实施煤矿物联系统,将其分为感知层、网络层和应用层三个层次。
把煤矿的所有要素分为“人、机、环、管”四类要素,通过煤矿物联系统将这四类要素系统集成,使它们成为一个统一的整体,实现煤矿物与物之间的相互通讯,从而实现煤矿的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网技术是煤矿企业实现集约式生产和低碳化目标的重要手段。
关键词:物联网煤矿信息化系统集成安全监测监控物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
奥巴马就职后,美国政府提出了智慧地球的概念,物联网就是这些所谓智慧型基础设施中间的一个概念。
物联网又称传感网,就是将任何物品与互联网连接起来进行相互间的信息交换和通讯。
物联网技术的出现,为煤矿信息化的快速发展带来了新的历史机遇,尽管我国煤矿信息化已取得了不小的进步,但是从横向比较,煤矿信息化总体水平还比较低,与国际上的先进水平国家相比还有差距。
本文将物联网技术应用到煤矿信息化建设中,结合煤矿企业的实际情况研究设计煤矿物联系统的感知层、网络层和应用层,并研究物联网技术在煤矿企业安全监测监控中的应用,实现增效益和降成本的目标,极大地提升我国煤矿企业的信息化水平。
1 物联网技术物联网技术包括感知技术、传输技术、支撑技术和应用技术等。
感知技术是用于物联网底层感知信息的技术,包括RFID与RFID读写技术、传感器与传感p射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术,又称电子标签、无线射频识别。
该技术的商用促进了物联网的发展。
煤矿行业物联网系统技术
国外利用无线通信和计算机技术开展煤矿矿井管理的起步较早。
1990年8月，美国安菲斯公司研发的一套可实现超低频信号穿透岩层进行传输的无线急救通讯系统（PED，即Personal Emergency Device系统）在悉尼附近的一所煤矿投入使用。
上世纪90年代，随着RFID（射频识别）技术的兴起，国外加快了这一领域的发展，并成功地将其应用到了井下人员定位监控系统中。
除矿井人员管理之外，国外煤矿瓦斯监测技术发展时间也比国内长，发达国家的煤矿监控系统普遍可实现多参数连续测控，系统智能程度高，传感器质量可靠，使用寿命长，系统的可靠性高，反映速度快。
而国内现有的煤矿安全监控系统主要以联网监测为主体，其主要由监测终端、监控中心站、通讯接口装置、井下分站、传感器组成，主要方式是在矿井下固定的地方安装各种监测传感器，再通过长电缆将采集到的数据传到地上的监控中心站。
但是这样的系统存在布线难度大、环境适应性低、维护成本高等问题。
目前，将RFID、Zigbee等物联网技术应用于煤矿安全管理中已成为新的关注热点，其主要研究内容如下：
1、煤矿RFID频段的选择
目前通常将射频识别标签的工作频率从高到低分为三类：低频段射频标签（30KHz-300KHz），中高频段射频标签（3MHz-30MHz）和超高频与微波标签（典型433MHz，2.45GHz，5.8GHz）。
国内有学者结合不同频率的无线电波在煤矿井下巷道中的传输特性，对30多家企业生产的人员定位系统中的射频收发系统进行了归类比较，得出2.4GHz 的中心频率在抗衰减、提高速率、可用信道、传输距离等方面更容易满足煤矿安全的需要，并在此基础上研制了基于2.4GHz的射频收发系统。
在2008年多媒体和信息技术国际会议上有学者发表了一篇煤矿物联网系统的论文。
该系统由发射器和接受器组成。
矿工带有发射机，一旦事故发生，救援使用接收器来同UHF频段的发射机沟通，通过观察接收到的信号水平来判断方向。
这个无线电模块采用内置低噪声放大器，数字滤波器，匹配网络，RSSI和DDS+PLL频率合成技术。
这个系统使用433MHz工作频率，以提高渗透性，高衍射性和长距离识别。
此外，美国国家标准和技术研究院无线通信技术小组的Michael R.Souryal 等人研究了一个多跳网络的自动部署的可行性。
部署过程建议采用实时测量链路，并考虑移动多径衰落环境以及无线电物理层的特点。
原型系统是基于900MHz TinyOS支持低速率数据的应用。
2、基于RFID的矿工身份识别定位和环境监测
由于煤炭行业生产环境的特殊性，监管系统就需要应对并监测井下的恶劣环境。
有文献介绍了基于RFID技术设计的煤矿安全智能化监控系统。
该系统可以实时检测井中甲烷等有害气体的浓度，对携带RFID的井下工作人员和重要设备进行自动位置检测、身份识别和信息管理。
系统使用总线型拓扑结构的网络进行数据的采集和传送，并利用监管中心的远端PC实现显示及存储等功能，适用于各类环境下煤矿的安全管理。
另外，基于GIS和RFID的煤矿井下人员跟踪定位与监控系统能够很好的解
决井下人员的实时定位与监控管理等问题，为井下救援与管理带来极大方便，从而使我国的煤矿安全生产与事故救护更加规范与科学。
有不少学者提出的RFID 井下人员定位系统，利用地理信息系统提供一个电子地图可视化窗口，以协助定位系统就工人的位置更方便的管理。
在煤炭行业RFID标签与传感器接口规范与标准方面，目前常用的RFID国际标准主要只有用于动物识别的ISO11784和ISO11785，用于非接触智能卡的ISO10536Close coupled cards）、ISO15693（Vicinity cards）、ISO14443（Proximity cards），用于集装箱识别的ISO10374等，尚无煤炭行业RFID的标准。
3、基于Zigbee的煤矿无线传感网
Zigbee是基于IEEE802.15.4协议的全球性通信标准，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，能够解决当前煤矿安全管理系统中存在的问题，具有一定市场前景。
目前，有不少研究基于Zigbee技术的无线传感网络与光纤通信网相结合的煤矿安全监测及人员定位的系统。
这些系统实现了井上人员实时监测井下区域的瓦斯浓度，并实时跟踪定位井下人员，方便工作人员有效地管理矿井的安全工作。
4、UWB技术应用于矿井无线通信系统
根据美国FCC对超宽带（UWB，Ultra Wide Band）的定义，UWB是指相对带宽（信号带宽与中心频率之比）大于20%或绝对带宽大于500MHz。
UWB极宽的频谱和极低的发射功率，使UWB系统具有数据速率高、系统相对简单、成本和功耗低等优点，特别是无载波UWB通信方式更使系统的成本和功耗进一步降低。
UWB技术的这些特点非常适用于矿井通信。
在矿井中，由于频谱的使用没有严格的限制，对数据速率的要求也不很高，可以利用超宽带信号频带宽的特点来换取传输距离。
又由于功耗低，所以非常利于“本安型”电路的设计。
UWB技术带来了一种全新的通信理念，将它用于煤矿井下无线通信系统更是一种新的探索。
UWB技术所具有的低功耗、高数据率、抗多径能力强、系统复杂性低等特点，能够很好地对矿井进行实时监测，尤其在水灾、火灾、塌方等恶性事故救生抢险中能起到至关重要作用。
随着UWB技术的不断成熟，在煤矿井下的应用将具有很大的发展前景。
