八部委聯(lián)合下發(fā)《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》后，各種煤礦智能化建設方案、樣板礦、產(chǎn)品和概念見諸各類媒體，頗有大干快上的意味。加快智能化建設的思路是正確的，但如何又好又快地發(fā)展，很值得研究。
我們冷靜下來分析，什么是智能化?百度中如此解釋：“智能化”是指事物在網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術支持下，所具有的能滿足人的各種需求的屬性。比如，無人駕駛汽車將傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術融為一體，能動地滿足人的出行需求。它之所以是能動的，是因為它不像傳統(tǒng)的汽車，需要被動地駕駛。我們是不是可以這樣理解：判斷智能化的標準之一，要看是能動的還是被動的。
《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》中有明確的對煤礦智能化的描述。“全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自主學習、動態(tài)預測”是智能化建設的過程，“協(xié)同控制”是智能化的結果，也是能動性的體現(xiàn)。此外，文件還指出，“存在基礎理論研發(fā)滯后、技術標準與規(guī)范不健全、平臺支撐作用不夠、技術裝備保障不足、高端人才匱乏等問題”。
煤礦智能化建設是一項浩大又復雜的工程。要做好煤礦智能化建設，必須學會把這個復雜的問題先簡單化，把簡單的問題數(shù)量化，數(shù)量化的問題程序化，程序化的問題系統(tǒng)化。捋清系統(tǒng)流程，抓住實質(zhì)問題，才能在煤礦智能化建設上有所突破。
煤礦智能化亟待解決的難題是什么?應抓住哪些建設重點?這篇文章說明白了
亟待解決的難題是什么?
目前，煤礦智能化建設存在兩個困境。
一是煤礦智能化頂層設計不科學。煤礦各種災害事故時有發(fā)生，點多、線長、面廣的作業(yè)環(huán)境帶來生產(chǎn)工藝的復雜性。不過，無論煤礦安全生產(chǎn)有多復雜，歸根結底離不開“人、物、環(huán)、管”四個要素?！叭?、物、環(huán)”是實實在在的事物，各有其特性，而“管”是抽象事物，是把“人、物、環(huán)”串接起來的要素。不同的管理方式造就了不同礦井的管理特色。因此，煤礦智能化頂層設計應圍繞“辨認、知物、識環(huán)境”的原則展開，將這些原則融入“人與人、人與物、人與環(huán)、物與物、物與環(huán)、環(huán)與環(huán)”六種關系中，系統(tǒng)全面感知礦井。
我建議，構建一個涉及礦井方方面面的知識庫標量(類似化驗單上的數(shù)據(jù)范圍)管理體系，使其具備自主學習能力和分析決策能力。構建一套信息聯(lián)動與協(xié)同控制體系，使其能像機器人一樣有思考能力、動作協(xié)調(diào)能力，無論在礦井管理方面還是生產(chǎn)現(xiàn)場系統(tǒng)方面，都能自主實現(xiàn)少人、無人化管理。比如，煤礦“四化”建設正是按照智能化建設的最終目標科學分步實施的。
二是礦用傳感器方面存在難題。煤礦生產(chǎn)是由點、線、面構成的一套復雜生產(chǎn)體系，煤礦智能化是由多系統(tǒng)融合構成的復雜系統(tǒng)體系。每套系統(tǒng)把不同的點串接起來，這些點的數(shù)據(jù)多由各類傳感器提供數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)不準確，系統(tǒng)運行就會不正常，那么數(shù)據(jù)分析沒有意義。
現(xiàn)實情況下，某煤礦想做一套煤量全過程分析管理系統(tǒng)，因為沒有準確的計量設備而無法完成;想做一套全井下排水控制管理系統(tǒng)，也是因為缺少準確可靠的傳感器而無法實現(xiàn)。
可以說，煤礦智能化建設被各種類型的傳感器攔住了去路。因此，我們應放棄夸夸其談、邀功請賞的思想，專心研究，突破礦用傳感器技術瓶頸。隨著5G技術在煤礦應用的日漸成熟，煤礦無線傳感器將成為礦用傳感器的主流產(chǎn)品。
應該抓住哪些建設重點?
現(xiàn)階段，條件好、基礎好的煤礦，要抓住“人、物、環(huán)、管”這個牛鼻子，做好頂層設計，扎實推進智能化建設，發(fā)揮標桿示范作用;條件不具備、基礎不牢的煤礦不要盲目跟風，靜下心來，安心把基礎打好，重點做好以下幾方面的工作。
一是礦井網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心建設。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心是煤礦信息化建設的基礎。沒有可靠的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心，就談不上智能化建設。
隨著煤礦信息化的發(fā)展，煤礦以前建設的百兆、千兆網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)適應不了新需要，必須著手構建企業(yè)辦公萬兆+工業(yè)環(huán)網(wǎng)萬兆+無線網(wǎng)絡(4G、5G)+專線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡架構體系，實現(xiàn)礦區(qū)網(wǎng)絡的全覆蓋。網(wǎng)絡建設應從機房建設、機房動環(huán)安全管理、機房功能區(qū)劃分、機房綜合布線、網(wǎng)絡安全、礦區(qū)綜合網(wǎng)絡布線以及電池管理7個方面考慮。
二是礦井通信系統(tǒng)建設。礦井通信系統(tǒng)是礦井調(diào)度指揮體系的重要組成部分，如果通信系統(tǒng)性能不完備、運行不穩(wěn)定，調(diào)度命令就不能及時傳達下去。遇到突發(fā)事故，就會造成調(diào)度指揮失靈、事故災害擴大等后果。所以，每一座礦井必須建設性能完備、設備可靠、運行穩(wěn)定的礦井通信系統(tǒng)。
礦井通信系統(tǒng)由行政電話系統(tǒng)、調(diào)度有線通信系統(tǒng)(撥號和直通)、礦井無線通信系統(tǒng)、井下應急廣播系統(tǒng)、皮帶沿線和工作面喊話系統(tǒng)等6部分組成。一些礦井把行政電話系統(tǒng)、調(diào)度有線通信系統(tǒng)和礦井無線通信系統(tǒng)融合起來，形成調(diào)度指揮通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)有一個共同點，就是點對點通信(主動尋呼型通信)，在遇到突發(fā)事故時不能及時把信息快速傳播下去。所以，必須把應急廣播系統(tǒng)和皮帶沿線和工作面喊話系統(tǒng)納入礦井調(diào)度通信體系中。這兩種通信系統(tǒng)有一個共同點，即一對多通信(被動接受型通信)，能快速地把命令傳達給更多的人。
建立六網(wǎng)合一的調(diào)度通信指揮體系，是應對礦井突發(fā)災害事故時最有效的通信手段，可將礦井事故影響降到最低。在選用應急廣播時，一定要考慮應急廣播的安全性、穩(wěn)定性和易維護性，否則就會變成擺設。
讓我們來對比兩種不同的應急廣播系統(tǒng)工作原理：從日常管理來說，采用就地供電模式(127V)不如采用遠程供電模式(18V)方便，而且就地供電模式也便于在井下布設，適用于井下所有區(qū)域。如果在回風巷布設遠程供電模式的話，必須有專門的管理措施。
三是入井人員管理體系建設。井下人員定位系統(tǒng)是煤礦必須建立完善的系統(tǒng)。單一的井下人員定位系統(tǒng)已經(jīng)適應不了入井人員管理，必須建立多系統(tǒng)聯(lián)動體系，才能從根本上解決入井人數(shù)不清的問題，也就是“四數(shù)”統(tǒng)一，即礦燈數(shù)、自救器數(shù)、考勤人數(shù)和入井人數(shù)必須實時統(tǒng)一。
要做到“四數(shù)”統(tǒng)一，就要建立礦燈、自救器實時自動管理系統(tǒng)。智能礦燈充電柜就是順應這一要求的產(chǎn)物?，F(xiàn)有的智能充電柜不但能監(jiān)測礦燈和自救器的狀態(tài)，還能給瓦斯便攜儀充電并監(jiān)測狀態(tài)。
如何把一個不合格的人員擋在井口之外?這就要建立一套入井人員證件管理系統(tǒng)，把礦工通過培訓合格后取得的各類證件信息錄入系統(tǒng)，同時再建立一套工單管理系統(tǒng)。
礦工在入井前，必須填報工單才能考勤、領取礦燈和自救器等設備，最后在井口再考勤。在填報工單時，關聯(lián)工作內(nèi)容與證件，做到什么證件干什么活。無證、證件過期便無法填報工單，從而杜絕無證人員入井。
工單管理→證件管理→考勤管理→取礦燈→取自救器→取便攜儀(特殊工種)→入井考勤→入井定位系統(tǒng)，這就是入井人員體系化管理流程。通過環(huán)環(huán)相扣，確保每一名人員身份都真實、每一名入井人員都合格、每一名入井人員都裝備齊全。同時要注意兩點：人員的唯一性和生物識別設備的統(tǒng)一性。
四是煤礦安全監(jiān)控融合體系建設?！睹旱V安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案》提出，“實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡的有機融合，監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術有機融合。多系統(tǒng)的融合可采用地面方式，也可采用井下方式。鼓勵新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式?！?/p>
按照文件要求，以GIS技術為基礎實現(xiàn)多系統(tǒng)融合和應急聯(lián)動，強調(diào)的還是各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。尤其是廣播系統(tǒng)的選型，一定要便于日常管理，只有這樣才能保證在應急時發(fā)揮作用。
五是生產(chǎn)輔助系統(tǒng)自動化建設。生產(chǎn)輔助系統(tǒng)自動化建設是指供電系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、制氮系統(tǒng)、臨時風機系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)、洗選系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)10大生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的自動化建設。
在單項自動化系統(tǒng)建設時，要注意兩點：電氣、機械設備的各項參數(shù)齊全準確，如電壓、電流、功率、壓力等;各項保護措施穩(wěn)定可靠，如欠壓、過流、漏電、震動、溫度等。系統(tǒng)沿線保護措施必須齊全可靠，如過溫、跑偏、堆煤、撕裂、斷帶、風電保護、瓦斯電保護等。視頻監(jiān)控作為一種輔助保護手段，重要位置必須加裝，并保證視頻圖像清晰。同時，把機器人巡檢納入自動化運行保護體系中。
六是智能化工作面及快速掘進系統(tǒng)建設。智能化工作面及快速掘進技術日漸成熟，有條件的礦井可以逐步淘汰老舊設備，采用先進技術，提升礦井的整體自動化水平。
目前，智能化工作面存在煤矸辨識傳感器不夠成熟、放頂煤工作面控制放煤手段不夠可靠、沒有把無線網(wǎng)絡技術應用到工作面等問題;快速掘進方面還有技術缺陷，就像一臺半自動的掘進機，沒有做到一體化的掘進、支護、煤矸辨識管理，缺乏可靠的信息傳輸手段。智能礦山建設道阻且長，行則將至，行而不輟，未來可期。不論煤礦信息化設備的生產(chǎn)廠家、系統(tǒng)開發(fā)的技術公司或是煤礦，都應靜下心來，對自己的產(chǎn)品、系統(tǒng)、礦井客觀地定位，不要盲從，夯實基礎再前行。只要腳踏實地，煤礦智能化一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
作者：王志榮 (陜煤集團建莊礦業(yè)公司信息中心主任)
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