潘文忠

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司五礦， 山西 陽泉 045209）

引言

當前，煤礦井下機電設備在運行的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)故障頻發(fā)、維修時間過長、設備磨損老化過快和對設備出現(xiàn)的故障不能夠進行精準分析的情況[1-2]。針對設備使用過程中的一系列問題，需要采用一種全面的井下機電監(jiān)測技術來對機電設備進行全面地監(jiān)測，才能夠使其更好地達到全面監(jiān)測的目的。物聯(lián)網(wǎng)技術是一種在煤礦井下機電設備的監(jiān)測中經(jīng)常要運用到的技術。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術在煤礦井下設備監(jiān)測中的應用要點

1.1 三維化網(wǎng)絡的全覆蓋

當前，礦山物聯(lián)網(wǎng)在礦井下的利用主要體現(xiàn)在在礦井底部實現(xiàn)全方位無線網(wǎng)絡的覆蓋，并在這個基礎上能夠有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，與傳統(tǒng)的監(jiān)控布置系統(tǒng)相比，礦山物聯(lián)網(wǎng)技術在網(wǎng)絡中的應用省去了大面積布置線路的時間和費用，井上的服務器實現(xiàn)GIS地理信息系統(tǒng)的連通，只要經(jīng)過短暫的查詢，馬上就可以實現(xiàn)對井下人員的輕松定位，然后再結合上位機械中的融合技術來實現(xiàn)對信息的全方位分析處理。

1.2 無線傳感網(wǎng)絡

礦山物聯(lián)網(wǎng)在煤礦井下的利用過程中，無線傳感網(wǎng)絡也是經(jīng)常被使用的，其使用的重點主要和無線傳感器的節(jié)點相連接。要根據(jù)井下工作的相關環(huán)境和要求設計適用于煤礦專用的隔爆本安型傳感器網(wǎng)絡節(jié)點、匯聚的節(jié)點和路由器的節(jié)點，并在無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點內(nèi)部設置有專用的數(shù)據(jù)處理芯片，再在芯片的內(nèi)部集合無數(shù)個無線通信的模塊，以快速把煤礦井下的溫度、濃度、煙霧、風速和其他數(shù)據(jù)集合起來，最終再按時進行報警[3]。

1.3 RFID技術

運用物聯(lián)網(wǎng)技術在礦井下進行無線通信系統(tǒng)設計的過程中，RFID技術主要是在礦工的工作帽上嵌入標識卡，然后在和井下布置的無線收發(fā)智能型讀卡基站相聯(lián)系。整個礦井內(nèi)部使用隔爆和本安電源進行供電操作，需要注意在井下設置有專門的讀卡分站、傳輸分站和工業(yè)光纖網(wǎng)絡。工作人員在井下先使用專用的智能礦用本安手機，然后再通過短距離傳輸?shù)腤iFi技術進行通信。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術的優(yōu)勢

及時監(jiān)測好礦井下機電設備的性能能夠更好地為企業(yè)節(jié)省資金，并能夠全方位地避免突發(fā)情況的發(fā)生，在建設的過程中有效避免設備問題對人員產(chǎn)生的威脅，使其通過全方位使用物聯(lián)網(wǎng)技術的方法就能夠有效避免設備問題對人員造成的影響，并通過定期的故障檢測和診斷來全方位提高礦井企業(yè)整體的安全性和可靠性。

通過使用物聯(lián)網(wǎng)的新技術能夠有效實現(xiàn)從事后維修到事前預防的整體過程。在集群化和智能化發(fā)展的新時代，礦井機電設備的使用效率和成本都會變低，從而使得煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益變得更高。

物聯(lián)網(wǎng)技術的運用除了能夠有效完善煤礦井下機電設備的監(jiān)督機制，還能夠把智能化技術和現(xiàn)代化技術更好地融合進去，從而促使物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術發(fā)展得更好。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在礦井下提升機監(jiān)測中的應用實例

山西某煤礦的物聯(lián)網(wǎng)技術在礦井下提升機中的應用主要包括兩個方面：其一，對提升機內(nèi)部的小型物聯(lián)網(wǎng)進行全面監(jiān)測。先在提升機上面安裝無線傳感器，然后這些傳感器會自發(fā)地在提升機的周圍組成一個小型的云計算平臺，再對平臺上的數(shù)據(jù)進行實時地監(jiān)測和分析，最后傳送到指定的移動手機或者設備中去。此外，在監(jiān)控設備中可以通過加入WSN網(wǎng)絡來獲取實時的數(shù)據(jù)，之后再由生產(chǎn)人員對相關情況進行全面地監(jiān)督[4]。山西某煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術使用的結構如圖1所示。其二，由物聯(lián)網(wǎng)技術、人員定位系統(tǒng)和災害預警系統(tǒng)組成的WSN，對海量傳感器數(shù)據(jù)進行全方位地實時分析，最終構建成云平臺。兩個部分通過WiFi、3G和其他類型的無線技術進行數(shù)據(jù)的傳遞，最終將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)的傳輸傳遞到集團的總部，之后再進行全方位數(shù)據(jù)的分析和處理。自從在山西某煤礦井下使用了物聯(lián)網(wǎng)技術，火災事故的發(fā)生率總體降低了5%、透水事故的發(fā)生率降低了6%、爆炸事故的發(fā)生率降低了5%，在整體應用的過程中都達到了良好的效果。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術的應用效果

在傳統(tǒng)故障的維修過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)故障誤判或者是維修人員沒有辦法對發(fā)生故障的位置進行準確判斷的情況。很多時候，故障頻發(fā)的原因只是由于維修人員在之前沒有對機械的故障進行全面分析而造成的。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用則能夠對發(fā)生的位置進行準確的預報和評估，并由此更好地解決安全隱患。物聯(lián)網(wǎng)技術能夠通過利用無線傳感器來對信息進行全面地收集，更加全面地把信息反映給每一個部分，以便能夠更好地達到資源的共享。

圖1 某煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術使用的結構圖

5 結語

在對煤礦井下機電設備狀態(tài)進行監(jiān)控的過程中，除了要采用日常的檢修工作來更好地實現(xiàn)參數(shù)采集分析的功能，最終實現(xiàn)對設備的有效把握，更重要的是要通過靈活運用物聯(lián)網(wǎng)技術來更好地對煤礦井下設備狀態(tài)進行監(jiān)測，并對相應的技術進行進一步的研究，從根本上提高機電設備的使用壽命。