皖北煤电集团周健 郜雷 高远——煤炭企业信息化与智能化管理技术研究

 

 

 

摘要：煤矿与社会生活息息相关，社会责任重大，应当及时应对外部环境变化，发挥行业产业优势，为社会提供高质量的产品与服务。本文以当前煤矿所面临的外部情况为基础，指出煤炭企业信息化工作对企业整体发展的重要意义合理分析，煤矿的智能化体系构架，点明实现信息化、智能化管理的关键技术和难点。

关键词：煤矿；信息化；智能化；创新技术；物联网

一、煤炭企业信息化建设的重要意义

煤炭企业由于自然和历史原因，形成产业集中度低，生产经营条件差和所处地区偏远等特点。这些特点是煤炭行业信息建设的不利因素，制约了政府、企业部门宏观调控作用的发挥，在一定程度上削弱了煤炭行业的竞争能力。信息化条件下的市场竞争，实际上是信息的竞争，企业在信息不对称的条件下取得谈判或竞争的优势将是难以想象的。互联网具有不受地理因素限制的优点，利用互联网作为信息传输的工具，可以消除煤炭行业在信息传输中的不利地位。通过互联网，企业数据可以及时上传汇总、经过分析整理的信息能够迅速的传输到企业，对企业生产，经营进行有益的指导，使煤炭企业能够在国内外市场中提高竞争优势。

目前，煤炭行业的信息化程度普遍较低，大多数煤矿仍处于人工统计汇总的阶段，加上机构不断地调整，职能不断地变换、工作人员不能相对稳定，企业的统计不全或断档，致使统计汇总口径不一、数据不全、信息滞后、信息收集效率不高、统计过程中人为失误较多等弊病。

煤炭行业信息统计中存在的问题对国家和企业的都有不良后果。对于国家煤炭产销存的平衡、煤炭产业的健康发展，对国家能源安全和国际交流与合作都有着至关重要的作用。准确的煤炭行业统计资料是政府制订发展规划、宏观动态调控决策的必需依据。对于企业，及时、准确的煤炭行业统计资料是企业生产、经营决策的必要信息。煤炭行业统计是国家综合统计的基础，是国家能源统计的重要组成部分。综合统计离不开行业统计。行业统计数据质量下降必然导致综合统计质量下降，进而导致政府和企业决策质量下降。

煤炭行业信息工作的现状已不能适应信息化的发展趋势，已经制约了煤炭企业乃至整个煤炭行业的生存与发展，加强煤炭行业信息化建设已经成为我国煤炭行业提升管理水平的迫切需要。

利用信息化技术，可以在企业中实现信息化管理，通过在企业内建立信息化管理平台，有效提升企业内的信息传递速度，可以大幅度提升管理效率，也能够为煤矿获取更高的经济效益。在整体信息化建设过程中，通过综合监控、集中控制、物资供应系统等，为企业减轻资源浪费，获取更多的经济利益，推动煤矿的进一步发展。

信息化管理能有效提升企业员工的素质。利用信息化管理，可以获取更多的信息数据，扩大员工的信息接触面，了解企业的更多信息，深化员工对企业的整体认识，提升员工综合素质。同时，员工之间还能够利用信息化软件及时沟通，加强知识交流，逐渐提升员工的个人素质，提升企业整体员工的素质水平，为企业建立专业水平更高的人才队伍，推动煤矿实现更好发展。

二、信息化建设目标

1、信息化建设的内涵

煤矿中，将信息化技术嵌入管理工作中，提升管理工作的信息化与智能化程度，有效提升煤矿的整体信息化水平，强化企业的管理能力。煤矿信息化建设的主要内容有:自动化系统、安全智能化监控系统以及经营管理现代化等。

2、信息化系统架构

通过搭建传输网络平台，在煤矿内使用统一的软件平台，进而在企业内完成整体的信息化系统架构，确保煤矿的管理工作能够在架构内完成，进一步提升管理工作的信息化水准。信息化系统架构的内容包括矿山设计、矿井开采过程的数字化、生产过程监控等。

3、信息化建设目标

通过信息化建设，有效集成煤矿的整体管理环节，利用信息化技术开展各项管理工作，提升整体工作效率，强化企业的安全管理水平。同时，利用信息化建设能够加强对机电设备的管理，提升工作设备的安全性，及时维修和保养生产设备，信息化管理还能够帮助企业减少工作人数，减轻煤矿的人工成本，获取更多的经济利润。另外，通过实现管理工作的信息化建设，有效提升管理工作的科学性，利用更为全面的信息化数据，得到更为合理的分析结果，帮助煤矿实现生产工作的效率最大化，不仅能够有效提升经济效益，还能够确保煤矿实现进一步发展。

四、煤炭企业的未来进步方向

煤炭资源是世界上最重要的化石能源之一，使用历史悠久，也是使用量最高的化石能源，由于煤炭行业是传统产业，导致部分煤矿的生产方式传统，不能及时吸收和融入新时代的信息化技术，使煤炭企业中普遍存在自动化不足的问题，整体生产标准化程度较低，无法进一步拓展矿井规模，使煤矿无法有效提升开采量。另外，当前的安全管理工作不够完善，在具体的煤矿作业中，工人可能会面临更大的作业风险。针对以上问题，煤矿必须完成改革创新，通过信息化技术，探寻管理工作的新路径，推动企业的进一步发展。

在煤矿中实现信息化，能有效推动整体管理工作的智能化，确保矿井工作中信息化程度的有效提高，加强机械化作业程度，提高整体作业的自动化效果，有效提升整体工作的效率，确保矿井工作的安全性，并为煤矿获取更高的效益。同时，通过实现信息化与智能化管理，能够有效提升企业的灾害治理能力，利用信息技术，加强对多种灾害的监测，确保企业有效提升预防和处理风险的能力。另外，开采过程中必然会产生大量废弃物与伴生物，而利用信息技术，能够有效实现变废为宝，提升资源的利用率，逐步形成健康可持续的和谐矿井。

五、信息化、智能化管理系统运行环境分析

煤炭开采过程中，整体工作环境特殊，会存在多种有害因素，矿井中更容易出现安全事故。具体的工作环境中，由于受到多种危险因素的影响，不利于煤矿更好地实施信息化管理，无法在矿井中顺利使用智能化技术。为更好地运用信息化与智能化管理技术，必须以当前的工作环境为基础，改革管理操作系统，确保整体管理操作系统能够有效适应工作环境，实际工作中主要考虑以下几种情形：

1、防尘

在煤矿开采工作中，必然会产生各种粉尘，为顺利开展信息化管理工作，电子设备需要防尘处理。智能化的电子设备需要确保执行命令的准确性，任何误差都会导致最终结果与预期产生较大差别，必须保证所有电子装备在全部工作环节中实现防尘效果。同时，还应定期检测矿井作业环境，及时清理粉尘，确保作业环境粉尘浓度达标，减少对电子设备的影响。

2、防电磁干扰

由于作业环境狭窄，为顺利开展各项工作，需要在狭窄的矿井中安置各种设备，造成设备集成度较高，同时也需要相应的功率和电压，设备所连接的线路相互缠绕，在矿井中容易形成复杂的电磁环境，对信息化智能设备造成电磁干扰，阻碍信息化管理的正常开展。所有的信息化智能设备都应具备防电磁干扰功能，确保设备的正常工作。

3、防腐蚀

具体的矿井作业环境中，存在多种具有腐蚀性的化学物质，且潮湿多变，设备长时间暴露在这种环境中，极易受到腐蚀。因此，为确保电子设备顺利完成监测监控工作，应采用具备防腐蚀功能的设备，同时为保证设备的防腐蚀能力，应涂抹防腐蚀剂，形成表面防护，减轻矿井内的设备腐蚀破坏率，确保开采工作顺利开展。

4、监控设备移动性

煤炭开采需要不断移动，在具体开采工作中，设备需要及时根据作业地点的变化移动。为确保信号传输的距离满足实际监控监测需要，应确保信号传输距离对矿井的全面覆盖，保证监控设备实时传递信息，有效应对作业环境的变化，提升井下作业的安全性。

六、智能化管理系统构架

1、监控通信

煤矿信息化智能化管理系统的监测监控系统主要用于监测矿井信息，利用监控设备，管理部门能够获取当前具体的矿井信息，掌握当前总体开采进度，收集开采工作中的井巷参数。同时，还能够及时掌握设备的具体运行状况，确保相关的设施设备正常运行，减少事故发生概率，矿工的实际位置和健康状况也能够通过监测系统传递到管理部门，有效保障矿工的安全。

整体通信系统根据实际情况还能够分为正常通信与特殊通信，正常通信系统中主要应用于一般的工作情况，确保开采工作顺利进行，利用通信系统传递矿井信息，保证作业场所与地面控制台实现顺利沟通；而特殊通信系统主要是应对特殊情况，一旦在矿井中出现灾害，则应立即采用特殊通信系统，确保矿井内部及时向外部传递信息。

2、智能决策

信息化智能化系统的智能决策系统根据在线监测系统现场采集信息自行分析处理做出决策。当前信息技术飞速发展，各行各业都能够通过云计算实现管理工作，在煤矿实现信息化与智能化管理，将各种工作信息数据化，利用信息系统获取煤矿整体信息，当前煤矿的信息规模巨大，必须利用云计算技术完成存储和处理工作，确保煤矿有效利用当前所收集到的信息数据，通过云计算技术，不仅能够节省人工计算成本，还能够有效提升企业的数据处理水平，保证安全生产信息化系统的建设工作顺利开展。

3、执行指令

煤矿信息化智能化系统的执行系统根据智能决策结果，结合实际工作情况，利用系统直接下达相应的指令，确保指令有效执行。实际工作中，远程操作室通过监控监测系统实时监测开采工作，及时获取相应信息，通过对信息的整理与分析，对井下的复杂状况做出合理决策，利用系统传达决策指令，提升整体工作效率，确保井下工作的生产安全。

七、信息化与智能化管理技术

1、信息传输网络线路

信息化与智能化管理技术的顺利应用，必须建立在完备的通信网络基础上。在井下的施工场所中，应铺设有线或无线传输通信网络，保证设施设备通过网络及时传达信息。无线通信网络技术众多，煤矿可以根据实际的经济状况，选择适合自身的无线通信网络技术，在有线网络的选择上，应当将CAN总线作为首要选择目标。而整体的传输网络应满足下列要求：

首先，确保传输网络带宽满足实际工作需要，确保无线的顺利接入。同时，还应确保传输距离够远，并具备较强的抵抗故障能力，确保在突发事件发生时，传输网络依旧能使用，保证井下信息能够及时传到地面。

其次，传输网络的中继设备不应过多，设备的体积也不应过大，也不能存在过高的发射功率，发射功率最高不超过6W。同时，还应保证电磁的兼容性，确保设备之间不会形成电磁干扰，还需确保电磁的稳定性，保证设备能够有效应对多变的井下环境，提升传输网络的可靠性。另外，还应重视传输网络的安全性，保证办公网络与工业控制实现互联互通，二者之间能及时传递信息，通过安全设备与软件，提升网络的安全防护能力，确保传输网络的整体安全性。

最后，要具备较强的设备功能，尤其是核心业务的服务器要有良好的冗余功能。同时，也应及时监测网络流量，确保具有掉电保护功能，保障设备的续航能力，保证传输网络顺利运行。还应具备故障警报功能，保证排除故障，实现顺畅的网络运作。

2、在线监测系统

监控设备的安置应确保对关键路径的全面覆盖，全面监测整体矿井作业环境，提升监测工作的全面性。监控设备必须具有较强的续航能力，能够长时间地监测，还要有较强的抗干扰能力，以获取真实有效的信息。监控设备的夜拍功能可以保证在夜间也能完成监测工作。在监测工作中，应测试井下温度、湿度、含氧量等参数，确保传感器能够及时获取相关的参数，适应井下各种环境。同时，传输距离要满足监控系统的需求，并安置备用电源，确保监控工作持续两个小时以上。

3、数据分析设备

在地面获取井下的信息后，应加强信息分析工作，提升数据分析水平，提高数据处理工作质量，强化数据处理结果的合理性。利用分析处理系统，加强数据信息的筛选与处理，剔除无用的信息数据，分析处理有用的信息，并根据多种算法加工数据，最后获得更为科学合理的结论，为后续的决策工作提供可靠的信息支撑，提升煤矿的整体决策水平。

4、物联网技术

当前，互联网技术在各个行业得到广泛应用，为更好地应对外部环境，煤矿也应利用互联网技术，改革企业的整体工作，实现完美转型。利用传感器获取井下的数据，以互联网技术为基础，将作业环境数据及时传递到外部，在企业中形成物联网。与传统方式相比，互联网技术可以确保信息传递的准确性。另外，互联网技术不受空间限制，而煤矿在信息传递时会受制于空间的限制，科学利用互联网技术，可以在物联网中有效提升信息的交换效率，保证信息高效地在各部门之间完成交互，满足煤矿的各项生产管理需求。

综上所述，由于多种因素的影响，导致信息化与智能化管理技术无法在井下顺利开展，煤炭企业应根据井下作业的实际情况，调整信息化与智能化管理技术，完善相应的设备与实施环境，减少不良因素的影响。同时，还应以现实的煤矿生产与安全需要为基础，进一步完善信息化与智能化管理技术，确保有效应对井下生产过程中存在的诸多问题。除此以外，还应建立起完备的应用框架，确保有效发挥信息化与智能化管理技术的真实价值，随之建立相应的信息数据库，整合与分析收集到的信息数据，通过分析结论实现超前风险防控，提升安全生产能力，推动煤矿的进一步发展。