郑晓江

摘 要：科技发展至今，信息技术凭借其独有的优越性，在各个领域中都得到了应用，采礦行业也不例外。越来越多的企业开始向生产数据和资料要安全、要效益。在大数据时代，我公司逐步摸索其中规律，以生产装备现代化、生产过程自动化、安全监控数字化、企业管理信息化融合为基础，以基础过程控制层、运营执行层、管理支持层、决策分析层、展现层信息为指导，致力于搭建管控一体的现代信息化矿井。

关键词：大数据分析时代;矿山安全生产;信息化建设

在大数据分析时代，矿山安全生产工作具有综合性和较复杂性，信息化技术的有效应用，可以整合矿山生产的各个系统，将生产细节动态化地呈现出来，便于管理人员进行监督和控制，从而促进企业的健康发展。

1 矿山安全生产信息化建设现状

面对竞争越发激烈的市场环境，矿产企业开始不断推进信息化建设以求提高自身的竞争力。我公司采用美国软件公司（Wonderware）公司的（InTouch）组态软件，构建塔山矿3-5号煤层智能矿山数字化平台，实现数据采集、存储、分析、远程监控、故障报警的功能，实现从底层子系统高度智能化、自动化、数字化到平台管控一体化。同时，通过工业以太网组建了工业控制网络，建设了信息化局域网络，搭建综合自动化信息平台，将分散的控制系统进行集中，实现对安全生产全过程的远程监控。此外，还建立包括人员考勤、井下避险和供水施救等六大系统，提高了矿山生产的安全性;最后我矿还建立了管理信息系统，从生产调度，到矿山运输管理再到企业的财务管理等各个方面都实行信息化管理，但截止目前，我矿还缺乏深度分析和挖掘信息的工具，使大量数据很难充分发挥价值。

2 矿山安全生产信息化建设存在的问题

2.1 矿井各专业之间信息系统割裂

矿井建设初期往往缺乏统一规划和通盘考虑，导致各专业系统自成一体，软硬件接口没有统一标准，相互间缺乏互操作协同和数据共享能力，形成一个个信息和设备孤岛，而矿山安全生产管理业务和决策需要综合各专业的信息。

2.2 数据和设备孤岛无法支持多信息维度的综合决策分析

塔山矿的采煤、掘进、机电、运输、通风、地测和防治水多个专业，涉及生产、安全、经营多个层面的信息，目前仍散布在一个个割裂的数据孤岛和设备孤岛中;同时，矿山安全生产管理决策的信息化，需要利用多个专业系统的数据处理和分析功能同时发力，而这些功能也被封印在一个个割裂的功能孤岛中。针对信息孤岛，需要物联网+业务板块深度对接，才能强化信息化建设中的运营执行层，实现调度、地测、防治水、生产技术、一通三防、设备管理、危险源识别、安全生产标准化、应急救援、安全管理等专业融合，从而消除信息孤岛，共享数据业务链，建设符合现代化矿井的掌上移动办公业务，向大数据、云时代靠近。

2.3 数据可视化及分析手段匮乏，无法支持综合决策分析

随着矿山的安全生产、管理和运营，各种信息系统每时每刻产生大量的数据，只有加入更先进的可视化分析工具，才能帮助管理决策人员快速了解当前生产管理和运营的状态和未来的发展趋势，获取关联维度信息进行指标结构分析、趋势分析、比较分析等，从全局到细部进行数据钻取，找出问题发生的详细原因，从而系统解决问题。

2.4 综合决策分析缺乏时空维度的支持

矿山安全生产和管理是一个与时间和空间相关的过程，其综合决策分析离不开时间和空间维度的参与，而现有的矿业信息系统往往缺乏时空维度的决策分析工具，如拓扑分析、缓冲区分析、密度分析、叠置分析、时间和空间趋势探测分析、时间/空间关联分析、时间/空间自回归分析等。

3建设矿山信息化安全生产

3.1 矿山云计算

当前的云计算发展前景非常好，云计算对于传统计算机的改善是非常大的。在采矿行业中，云计算技术也可以得到广泛应用，其中有井下环境的监控数据、井下生产速率等，这些数据的保存需要的存储设备是非常大的。当前云计算技术是在计算、网格背景之下逐渐发展的新型技术，最核心的功能在于分析大量数据并处理、储存，所以在矿业应用云计算有非常大的优势，同时也为以后矿山安全生产提供更加坚实的基础。如在矿山生产过程中收集监测数据包括矿井的环境温度、湿度、空气流速等各类信息，有时还包括设备的信息，如各仓位、压风机等设备的实时数据，都可以通过云计算进行储存。

3.2 矿业大数据

我矿于2016年对系统进行升级改造，完善了包括电力、皮带运输、水处理、安全管理、通讯、网络、视屏监控、产量计量、工业大屏等40多个子系统的建设，广泛的应用在矿井个方面。其中包括涉及矿井必建系统如：安全监控系统、人员定位系统、产量系统、顶板在线检测系统、无线WIFI通讯系统、应急广播系统等。系统越多，矿井的采样频率越高，所需求的数据容量也就越大。对于这些信息，要将其中有价值的信息挖掘出来，可以将大数据技术应用其中，有效提升监测预警的准确程度。大数据主要依赖矿井之下的各个监控设备所传递的数据信息，其中包括温度、湿度、风力、甲烷、压力这些方面的信息，经过大数据的分析比对，能够及时发现隐患，提前防范。

3.3 矿企物联网

塔山矿目前的控制网络是综合自动化系统的传送平台，承担着各生产系统设备监控层的信息传输，工业控制网络拓扑采用双环设计，地面部署一个千兆工业以太环网，井下部署一个千兆工业以太环网，环网交换机为不同子系统划分不同的虚拟局域网（VLAN）和IP地址段，保证各子系统的相对独立性，安全可靠，实现自动与监控子系统数据信息传输。未来，如果将系统定位技术与频率识别结合起来，用设备传感器将矿井下情况反馈回来，通过企业网络实时监控矿井，实现信息同步，这便是矿企物联网的应用。工作人员分析传回信息，对井下的很多情况都能很直观的了解，比如各种气体含量、井下作业工人的位置、各设备的运行状况等信息，通过分析，能够有效规避安全问题的出现，并达到长期稳定安全生产目的。

4 大数据矿山安全生产信息化运用分析

4.1 数据感知监控

矿井的信息感知，可以监控甲烷、地压、湿度、温度这些数据;还能监控电器设备的运行情况，例如矿井下的各种电器设备的功率、电压波动、设备运行稳定度、设备运行温度等数据;工作人员方面有每个人的定位、自救、避难位置、交流沟通等，都可以通过数据感知进行收集和处理。

4.2 信息传输

把接收到的数据输送到云计算中存储起来，在云平台上进行数据传输、处理、储存，这就是信息传输。信息的传输主要依赖于网络终端的接口和感知系统的信息输送，来达到井下监测信息共享的目的。在信息传递过程中还有暂时存储信息的功能，遇到数据量太大、网络较慢或是失去连接时，能有效避免信息的丢失，暂时将数据保存在信息传递层中。

4.3 云计算储存

云计算储存，能有效保障企业长期稳定安全生产，由通讯适配模块、硬件模块、数据模块、中间件层模块共同组成。要实现云计算主要在于中间件层的功能，即加上管理煤矿的信息化虚拟资源，其中包括数据的计算、存储、网络资源的利用。

4.4 应用服务矿企的高层管理

在进行决策时需要用到应用服务层，该项目主要用来做大数据分析，如一氧化碳含量分析警报、地压力警报等数据。对日常各项数据分析，能确保矿山各个部门获得最新的生产状况，并对环境数据分析比对。在获得过程中可匹配身份认证，有效预防企业内部重要信息泄露出去。很多现代化矿井，通过利用大数据，安全事故有效减少。

5 结语

综上，物联网、云计算、大数据分析带在矿企的广泛应用，已成为提升矿山安全生产水平的核心信息技术手段。因此，更多的矿山技术工作者需要抓住时机，占领科技制高点，推动矿企信息化建设发展。

参考文献：

[1]魏忠奎，袁传增.大数据分析时代的煤矿安全生产信息化建设[J].山东煤炭科技，2015（3）：28.

[2]赵鹏杰.大数据时代下煤矿安全生产信息化建设[J].煤，20l6（8）：15.

[3]常浩.浅析“互联网+”时代的煤矿安全生产信息化建设一以山西煤炭行业为例[J].山西科技，2016（1）：20.