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目的

　　針對(duì)煤礦井下特點(diǎn)，研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，解決煤礦安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品和礦用關(guān)鍵設(shè)備全程跟蹤監(jiān)管等問(wèn)題，以滿足煤礦安全生產(chǎn)的需求。

方法

　　對(duì)比分析我國(guó)與世界主要產(chǎn)煤國(guó)煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀；分析煤礦井下特點(diǎn)和需求；提出煤礦物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。

結(jié)果

　　(1)我國(guó)煤礦百萬(wàn)噸死亡率高于美國(guó)、南非、印度、波蘭和俄羅斯等主要產(chǎn)煤國(guó)。2008年我國(guó)煤礦百萬(wàn)噸死亡率好于烏克蘭，是美國(guó)的42.2倍、南非的14.8倍、印度的7.7倍、波蘭的7.0倍、俄羅斯的6.2倍。2008年我國(guó)井工煤礦百萬(wàn)噸死亡率是美國(guó)的13.5倍、南非的7.9倍、俄羅斯的2.1倍、印度的0.97倍。我國(guó)煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化程度低，是煤礦事故多發(fā)的主要原因之一。 (2)煤礦井下有瓦斯等爆炸性氣體、礦塵大、潮濕、有淋水、巷道空間狹小、巷道彎曲和分支，用于地面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備，難以直接用于煤礦井下。 (3)煤礦物聯(lián)網(wǎng)涉及掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架、液壓泵站、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)、提升機(jī)、電機(jī)車、膠輪車、通風(fēng)機(jī)、水泵、壓風(fēng)機(jī)、移動(dòng)變電站、電氣開關(guān)、變壓器、監(jiān)控、通信等大量的機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過(guò)程監(jiān)管。因此，需要研究制定煤礦物聯(lián)網(wǎng)信息編碼、傳輸、處理等標(biāo)準(zhǔn)。 (4) 2006―11―05T11:38，山西省大同煤礦集團(tuán)軒崗煤電公司焦家寨煤礦發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，造成47人死亡。經(jīng)分析認(rèn)定，引爆瓦斯的火源是假冒偽劣電氣產(chǎn)品失爆產(chǎn)生電火花，引起瓦斯爆炸。因此，需要研制煤礦物聯(lián)網(wǎng)，加強(qiáng)防爆電氣設(shè)備等礦用安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品監(jiān)管，避免假冒機(jī)電產(chǎn)品在煤礦使用。 (5) 2010―06―21T01:22，河南省平頂山市衛(wèi)東區(qū)興東二礦主井區(qū)井下發(fā)生特別重大炸藥燃燒事故，造成49人死亡。經(jīng)分析認(rèn)定，事故礦井下長(zhǎng)時(shí)間大量存放非法購(gòu)買的私制炸藥自燃引發(fā)事故。因此，需要研制煤礦物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)礦用安全炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、領(lǐng)退、使用等全過(guò)程跟蹤管理，避免私制炸藥引起炸藥燃燒和爆炸事故，避免火工品運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用不當(dāng)造成傷亡事故。 (6)掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、提升機(jī)、電機(jī)車、膠輪車、通風(fēng)機(jī)、水泵、壓風(fēng)機(jī)、移動(dòng)變電站等大型機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障。因此，需要研制煤礦物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)礦用重大關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過(guò)程跟蹤管理和健康診斷，為煤礦安全生產(chǎn)提供快速有效的物資保障、優(yōu)化采購(gòu)和庫(kù)存、降低成本。 (7)煤礦井下事故應(yīng)急救援和煤礦井下作業(yè)人員管理，迫切需要煤礦井下人員精確定位、虹膜和人臉自動(dòng)識(shí)別、安全培訓(xùn)和上崗證管理等，通過(guò)設(shè)置在人員出入井口的虹膜和人臉等檢測(cè)裝置，檢測(cè)入井人員特征，與上崗培訓(xùn)時(shí)的虹膜和人臉數(shù)據(jù)庫(kù)資料對(duì)比，沒(méi)有取得上崗證的人員不允許下井。 (8)持證上崗、專人操作、瓦斯風(fēng)電閉鎖、電氣設(shè)備安全閉鎖、一炮三檢和三人聯(lián)鎖、瓦斯檢查員定時(shí)巡檢等是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障。因此，需要研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)瓦斯檢查員、安全檢查員、電鉗工、放炮工、絞車司機(jī)、采煤機(jī)司機(jī)、水泵操作工等及其操作設(shè)備、作業(yè)環(huán)境人機(jī)環(huán)閉鎖控制。 (9)煤炭長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)自燃，煤炭短缺會(huì)影響發(fā)電、鋼鐵、建材和煤化工等產(chǎn)業(yè)，煤炭供求關(guān)系直接影響著市場(chǎng)價(jià)格等。因此，需要通過(guò)煤礦物聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控煤礦的煤炭產(chǎn)量、煤種、煤質(zhì)和庫(kù)存等，鐵路、船舶、公路等運(yùn)輸和庫(kù)存等，發(fā)電廠等煤炭用戶煤炭庫(kù)存和用量等，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，供需平衡。 (10)應(yīng)急預(yù)案、救援裝備、救援隊(duì)伍等是及時(shí)有效救援的保障。因此，需要研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為煤礦事故應(yīng)急救援提供及時(shí)有效的支持。

結(jié)論

　　(1)埋藏深度較淺等適宜露天開采的煤田應(yīng)優(yōu)選露天開采。 (2)煤礦物聯(lián)網(wǎng)需針對(duì)煤礦井下特殊環(huán)境，解決下列問(wèn)題：電氣防爆；電磁波傳輸衰耗大；GPS信號(hào)不能完全覆蓋煤礦井下；無(wú)線發(fā)射功率??；抗干擾能力強(qiáng)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宜采用樹形結(jié)構(gòu)；傳輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)；不宜采用中繼器；電源電壓波動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)；抗故障能力強(qiáng)；防護(hù)性能好；設(shè)備體積小等。 （3）煤礦物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用：①煤礦物聯(lián)網(wǎng)信息編碼、傳輸、處理等標(biāo)準(zhǔn)。②礦用安全標(biāo)志準(zhǔn)用產(chǎn)品和礦用重大關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、使用、維護(hù)等全過(guò)程管控。③礦用安全炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、領(lǐng)退、使用等全過(guò)程管控。④煤礦井下人員精確定位、自動(dòng)識(shí)別與培訓(xùn)監(jiān)管。⑤瓦斯檢查員、安全檢查員、電鉗工、放炮工、絞車司機(jī)、采煤機(jī)司機(jī)、水泵操作工等及其操作設(shè)備、作業(yè)環(huán)境人機(jī)環(huán)閉鎖控制。⑥煤炭產(chǎn)、運(yùn)、銷、用全程管控。⑦應(yīng)急救援裝備與救護(hù)隊(duì)等管理。