【安防知識(shí)網(wǎng)】我們并不敢說(shuō)，信息化做得多好多好，就可以避免礦難的發(fā)生。畢竟，礦難形成的原因太過(guò)復(fù)雜，特殊行業(yè)、管理紕漏、惟利是圖的小煤窯……

　　但如果信息化做得好一點(diǎn)，起碼在事故發(fā)生的時(shí)候，工人們可以跑得更早一些，或者救援人員可以更快找到他們。

　　這兩周最牽動(dòng)人心的事情莫過(guò)于山西王家?guī)X礦難，2010年以來(lái)，我國(guó)先后發(fā)生過(guò)神華駱駝山煤礦透水事故、山西王家?guī)X煤礦透水事故、河南伊川煤礦瓦斯爆炸事故等多起煤礦特大安全事故。

　　煤礦管理者對(duì)生命的漠視、安全員的疏忽、操作人員違章操作、井下人員違反安全規(guī)程等，都會(huì)直接或間接地造成煤礦安全事故，但是，我國(guó)大多數(shù)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備存在的問(wèn)題也不容忽視。

　　監(jiān)控系統(tǒng)四大問(wèn)題

　　1、大部分煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備落后及老化。

　　我國(guó)大規(guī)模安裝煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是在上世紀(jì)八九十年代，產(chǎn)品是我國(guó)自主研發(fā)的第一或第二代煤礦監(jiān)控設(shè)備。雖然已經(jīng)有部分國(guó)有大中型煤礦對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)改造，安裝了新一代數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)，但是，大多數(shù)煤礦還在使用老式的設(shè)備和機(jī)器，因而，會(huì)出現(xiàn)安全生產(chǎn)的隱患，如果不定期、按時(shí)進(jìn)行設(shè)備的檢查和維護(hù)就容易造成安全事故。

　　2、經(jīng)信息化改造的監(jiān)控系統(tǒng)和新一代數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)并不能很好地適應(yīng)井下環(huán)境。

　　我國(guó)不少煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化改造，并沒(méi)有考慮到井下實(shí)際情況，雖然達(dá)到了大量數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)傳輸、處理和顯示等功能，但是，其設(shè)備本身也對(duì)井下環(huán)境有著嚴(yán)格要求。例如，煤礦工作面是煤礦生產(chǎn)的核心所在，也是環(huán)境最惡劣、人員和設(shè)備移動(dòng)最頻繁、事故多發(fā)的場(chǎng)合。然而，煤礦信息化改造采用了有線的工業(yè)以太網(wǎng)作為核心，即工作面監(jiān)測(cè)監(jiān)控信號(hào)的傳輸采用有線方式，但由于工作面是一個(gè)不斷移動(dòng)的工作環(huán)境，有線傳輸?shù)姆绞胶茈y適應(yīng)這種不斷移動(dòng)和變化的工作現(xiàn)場(chǎng)，各種因素造成傳輸電纜損壞和扯斷的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。此外，煤礦工作面采空區(qū)的監(jiān)測(cè)更不可能通過(guò)有線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行。

　　3、煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)各自為政，沒(méi)有形成合力。

　　我國(guó)的第一批KJ系列監(jiān)控系統(tǒng)由多家科研單位開(kāi)發(fā)，20世紀(jì)90年代后期我國(guó)開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，也是由不同的企業(yè)和機(jī)構(gòu)獨(dú)立生產(chǎn)的。這些產(chǎn)品沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有統(tǒng)一的接口，使系統(tǒng)無(wú)法統(tǒng)一使用，造成了監(jiān)測(cè)工程中的數(shù)據(jù)漏報(bào)、系統(tǒng)間無(wú)法正常通信等問(wèn)題，導(dǎo)致了安全隱患的出現(xiàn)。

　　4、新的傳感器技術(shù)并沒(méi)有完全應(yīng)用到井下檢測(cè)中。

　　以瓦斯檢測(cè)為例，現(xiàn)有的煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)裝置多采用電化學(xué)方式，這種方式對(duì)化學(xué)元件的要求非常高。一般電化學(xué)的元件的使用壽命只有幾十小時(shí)，需要經(jīng)常更換，才能保證監(jiān)測(cè)信息的正確性。一旦瓦斯巡檢員沒(méi)有定期更換，就容易產(chǎn)生安全隱患。

[nextpage]　　精確定位 現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)還做不到

　　物聯(lián)網(wǎng)體系中的新型傳感器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID等技術(shù)以及統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)將能很好地解決現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中所存在的問(wèn)題，但如何將這些技術(shù)應(yīng)用于煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控和井下救災(zāi)，還需要深入的探討和研究。

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)具有放置靈活、擴(kuò)展簡(jiǎn)便、移動(dòng)性強(qiáng)和自組織等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)無(wú)疑是井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控不可或缺的。因此，基于WSN的井下的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，將比目前采用的有線方式具有更多的優(yōu)勢(shì)。但是，工作面布置有液壓支架、采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)等大型金屬設(shè)備以及煤、巖等介質(zhì)，因此煤礦工作面隧道是一種非均勻異質(zhì)邊界的有限空間。此外，隨著工作面的推進(jìn)，信息傳輸?shù)目臻g形狀也在不斷發(fā)生變化?，F(xiàn)有的地上無(wú)線傳感器的研究成果并不能簡(jiǎn)單地應(yīng)用于采煤工作面，因此，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在井下應(yīng)用還有許多關(guān)鍵技術(shù)和問(wèn)題需要解決，如克服井下多徑干擾的傳輸方式、組網(wǎng)形式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通信協(xié)議等。

　　Pradeep K.Mohanty和Moise Ndoh最早提出在煤礦井下大巷中利用WSN實(shí)現(xiàn)煤礦工人的跟蹤定位及井下環(huán)境監(jiān)測(cè)。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)得到了2007年國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“煤礦工作面無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究”和2009年國(guó)家自然基金項(xiàng)目“長(zhǎng)距離WMSN的礦井多媒體救災(zāi)通信系統(tǒng)”的資助，將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于煤礦井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控和井下救災(zāi);中國(guó)科技大學(xué)在國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)資助下立項(xiàng)研究“基于CNGI和WSN的礦山井下定位與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)”，通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)每個(gè)礦工進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，期望實(shí)現(xiàn)與各種災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

　　中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在3月15日與江蘇省徐州市政府簽署了共建“感知礦山”工程研究中心的協(xié)議，集全校的科研力量，研究和開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，以期將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早日應(yīng)用到煤礦中。

　　記者手記

　　有感于英國(guó)采礦零死亡率

　　美國(guó)作為世界第二采煤大國(guó)，2008年的煤礦事故死亡人數(shù)為29人，而英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家甚至實(shí)現(xiàn)了多年煤礦開(kāi)采零死亡率。在美國(guó)，危險(xiǎn)的采掘工作大多無(wú)需工人爬到井下，而是用機(jī)器代勞。德國(guó)的采礦工人在井下作業(yè)時(shí)，會(huì)攜帶一種“氣體檢測(cè)報(bào)警儀”，一旦瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

　　“氣體檢測(cè)報(bào)警儀我們國(guó)家也有，但很貴，不會(huì)每個(gè)人都配備，一般是瓦斯巡檢員帶著，定時(shí)去巡檢，有問(wèn)題通過(guò)調(diào)度電話通知撤離?！敝袊?guó)礦業(yè)大學(xué)博士研究生趙端說(shuō)。

　　除了氣體檢測(cè)報(bào)警儀，還有很多可以用的信息化設(shè)備沒(méi)有被利用，比如數(shù)字傳感器。我們知道井下工作環(huán)境要監(jiān)測(cè)很多環(huán)境數(shù)據(jù)，瓦斯?jié)舛?、皮帶速度、轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速、通風(fēng)量、液位等。單拿皮帶這一項(xiàng)來(lái)說(shuō)，就涉及速度、跑偏、急停裝置、溫度、CO濃度等，使用模擬傳感器只能單路傳輸，而采用數(shù)字傳感器可以同時(shí)傳輸多路信號(hào)，傳輸速度不可同日而語(yǔ)。

　　再如，無(wú)線傳感器。有線傳感器在井下復(fù)雜的環(huán)境中，極容易被破壞，比如一塊煤可能就把皮帶上的傳感器砸壞。無(wú)線傳感器則能很大程度上避免傳感器失靈的問(wèn)題，提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。

　　小煤窯暫且不說(shuō)，據(jù)我們了解，大部分國(guó)有大中型煤礦還沒(méi)有無(wú)線的數(shù)字傳感器。而相關(guān)人士在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，國(guó)有大中型煤礦“信息化做得還可以，按要求做了”。那么，我們只能認(rèn)為“要求”有待提高。

　　“沒(méi)辦法，標(biāo)準(zhǔn)有的是十幾年前訂的，最新的也是2006年左右的，去年國(guó)家關(guān)于煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作已經(jīng)展開(kāi)了?！壁w端說(shuō)。

　　當(dāng)然有些我們期待的信息化現(xiàn)在還做不到。比如，每個(gè)工人身上都帶著電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)精確定位。雖然好多廠商這么忽悠，但實(shí)際上目前的技術(shù)和產(chǎn)品只能做到非常粗略的定位，就相當(dāng)于一般公司里的打卡，只能實(shí)現(xiàn)管理功能?，F(xiàn)在用物聯(lián)網(wǎng)手段實(shí)現(xiàn)精確定位首先要攻克井下無(wú)線信號(hào)衰減的問(wèn)題，用無(wú)線傳感網(wǎng)和定位算法實(shí)現(xiàn)人員精確定位也是目前一些廠商和科研機(jī)構(gòu)的研究方向。

　　信息化作為支撐業(yè)務(wù)和管理的重要手段，在提高業(yè)務(wù)響應(yīng)速度和管理水平上，在很多行業(yè)都做到了令人吃驚的程度。我們有理由相信，信息化幫助我們保護(hù)礦工的生命并不是幻想。