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煤矿安全求助物联网

木马童年 2019-6-10 01:25 6 0

  煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业,支撑着国民经济持续高速发展。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中一直占70%以上,按照目前的能源消费标准,根据专家的预测,到2020年,能源消费总量将高达30亿吨到3 ...

  煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业,支撑着国民经济持续高速发展。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中一直占70%以上,按照目前的能源消费标准,根据专家的预测,到2020年,能源消费总量将高达30亿吨到32亿吨标准煤。 中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-8804458.htm  

煤矿安全事故猛于虎

煤炭工业的持续、稳定、健康发展直接关系着我国能源安全和建设全面小康社会目标的实现。然而,煤矿生产安全事故的多发、频发给人民生命和财产安全造成了巨大损失。2010年19月份,共发生重特大事故21起,死亡457人,分别同比上升90.9%和52.3%。较大以上非法违法事故共发生42起,死亡455人;在建、技改和整合矿井共发生较大以上事故60起,死亡630人;瓦斯、水害、火灾三类灾害共造成较大以上事故81起,死亡706人,其中瓦斯事故危害最大。

根据2005年2009年工矿商贸事故按致因四要素趋势图(图1)可以得知,人的不安全行为导致事故发生的比例是39%,环境的不安全条件导致事故比例为19%,物的不安全状态导致事故比例占31%,而管理的缺陷引发的事故为11%。采取了一系列安全生产措施后(图2),人、物和环境三个致因因素导致的事故起数下降幅度较大,但安全管理机制改革是一个漫长的过程,需要持续不断改进。

物联网完成三大转变

我国煤矿地质条件极其复杂,95%以上为井工开采,国有重点煤矿70%以上是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,大部分为低透气性煤层(渗透率  为了加强对煤矿灾害事故的预防,有效降低事故危害程度、防范遏制重特大事故发生。国务院于2010年7月19日出台了《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》,要求煤矿必须在3年内建设完成煤矿井下监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等安全避险系统,全面提升煤矿安全保障能力。

目前,我国煤炭工业生产方式比较落后,主要表现在:

1.产能不足、经济效益差、产业集中度低、增长方式粗放。

2.技术落后、生产力水平低、资源开采利用率低、环境污染严重、产品单一、产业链条短,以及安全状况不好、职业危害严重等。

3.在安全、资源和环保等方面的压力也越来越大。

我国是世界第一大煤炭生产与消费国,但与世界先进采煤国家相比,我国煤炭工业人才和科技含量存在明显差距:我国煤炭工业科技经费总投入只相当于国有煤矿产品销售收入的0.4%,而美国投入的煤炭科研经费相当于其煤炭销售额的3.0%;我国国有重点煤矿采掘机械化程度为73.63%,其中综合机械化程度为49.32%,而发达国家的相应指标则接近或达到100%;此外,我国科技进步对煤炭生产和经济增长的贡献率不足40%。

煤炭企业信息化分为安全生产信息化和经营管理信息化,其中安全生产信息化包括安全生产监控(重大危险源辨识、预警、预案与救灾)、安全生产管控(生产系统运行状态)和生产组织管理(计划、人员、设备管理);经营管理信息化包括供应链管理、内部运行管理和营销链管理。

目前的信息手段只能进行初步的信息采集和处理,无法实现智能决策分析。利用物联网的感知系统可实现对人、物、环境三个要素的有效监控和检测,超前预防事故。从而.实现由“间断性检查”向“连续实时监控”的转变,从认为判断向智能分析的转变,以及应急救援由事后反应向自动响应的转变。

煤炭行业

五大物联网需求

中国物联网的标准仍在制定中,相关技术并未发展成熟;大部分的业务仍然是数据采集应用的扩展,要在安全生产中实现更加“智能”和“物与物对话”,需要进一步做好如下基础工作:

1.生产大量性能可靠、价格低廉、能耗较低、精度较高、适合煤矿井下环境和规范的智能传感器件。

2.建设分布式、可移动、自组网的信息采集平台,研究矿山复杂环境下无线传感网技术、局部地区发生灾害后的网络重构技术。

3.开展矿山复杂环境下的安全信息获取技术、安全信息识别与处理技术、矿井灾害预警预报等关键前沿技术的研究。

4.对人员安全环境感知技术与终端设备、生命探测技术进行研究,拓展一些物联网技术,用以对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断。

5.制定真正适合于煤炭行业安全发展的物联网技术标准。

(根据讲稿整理,未经本人确认)

链接

用物联网改善现有信息化局限性

1. 视频监控系统的局限性:传统解决方案只是采用视频监控,但仍不能完全保障矿井安全,存在监控盲区。

物联网解决方案在井上、井下安装不同类型的纳米级传感器,对声音、频率、图像等信息进行监控。

2.井下人员定位系统的局限性:传统定位系统受电源、井下信号等因素影响,定位效果并不显著,且维护成本高。

物联网解决方案利用物联网技术,将矿井分割成若干区域,在每个区域都安装ID扫描传感器,用来扫描该区域内正在活动的ID,并通过数据传输单元转向储存单元保存相关信息。

3.安全检测监控系统的局限性:现有数据监控系统功能单一、传输范围窄,不能对紧急状况自动做出反应。

物联网解决方案通过智能传感器对瓦斯浓度、排风量等进行监控,当出现超限时,切断可能区域的电源,自动启动应急预案。

4.井下道岔管理的局限性:目前大多数井下交通采用手动道岔,危险系数高,极易发生事故,现有自动道岔系统存在各种缺陷,可靠性不足。

物联网解决方案运用物联网技术,实现井下智能交通,系统自动调整道岔,等道岔调整完毕后,给车辆予以反馈,车辆方可运行。

5.煤质分析系统的局限性:传统做法是只分析煤的灰分、水分和重量,但是对于煤中的化学成分分析得不够,或存在分析不够精确的问题,特别是煤的含硫量是煤质及价格的重要指标,如系统不能作出准确的分析,则会导致煤质的不确定。

物联网解决方案将传感器安装于煤传输带上,通过发射RFID射线对煤的成分进行感应,将数据精确地传输到监控中心,对煤的所有化学成分通过系统的设定可以准确全面地了解。

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