随着我国煤炭工业的发展,国内煤炭开采与运输也呈现出快速增长的趋势,近年来煤炭产量的不断增长,在煤炭行业的应用也越来越广泛。但是随着煤炭行业内设备及工艺水平的不断提高,对于矿山的安全生产管理要求也越来越高。智慧矿山建设的一种,它将智能化设备与先进的自动化技术相结合从而实现生产过程的实时监控、安全监测等功能,提高矿井管理水平。智慧矿山的应用主要是对传统设备进行升级,例如对井下监测系统进行升级和对监控系统、安全监测系统等功能的升级。通过在井下安装北斗卫星定位设备,将卫星的信号定位到井下作业人员身上,实现对井下人员定位监控并对发生事故进行预警。此外还可以将 GPS定位技术应用到采矿过程中,利用该技术可以实现采矿点、井口车辆、环境感知及监测等全方面的监控。
一、什么是智慧矿山
“智慧矿山”是智慧矿山发展中一个重要概念,它是指以信息通信技术为核心,以网络技术为基础,通过传感器和计算机技术的应用,对煤矿井下作业人员和设备进行实时的监控及管理,从而实现生产过程的实时监控与高效预警。
智慧矿山包括两个方面,一是传统的工业智能;二是新型的工业智能。传统工业智能指运用信息化手段,达到与信息工业同水平或较高程度智能的企业;新型工业智能指运用计算机和网络技术,实现生产过程的自动化管理及优化调度决策的企业。这两种智能化生产方式各有其优势和劣势,但是由于其实现方法、技术手段和应用方式等各方面均存在着差异性,因此这两种智能化方式各有其优缺点,而且各有各的优势。基于此,智慧矿山将是未来采掘与机电一体化的发展方向,因此需要进行多种形式与技术手段结合来实现智慧矿山建设。目前已经有多家企业通过实施了智慧矿山建设来实现智能化矿山建设。
二、卫星定位在工业中的应用
1、煤矿巷道安全监测系统:煤矿巷道内使用 GPS定位技术来实现实时的远程监控,当发生瓦斯超限时,就可以通过在井下安装的北斗定位设备,将卫星的信号定位到矿下人员身上,实现安全隐患的提前预警。
2、应急抢险安全保障系统:利用卫星定位技术对事故现场及周边进行实时监护或实时追踪,通过对事故发生地点进行定位获取的信息通过互联网和手机终端可以获取事故位置信息,以便指挥调度人员采取应急措施。
3、工业设备远程监测系统:根据地面监控中心掌握到的现场实时画面,可以实现不同时期及工艺设备操作过程中所需的功能监控与控制操作。
4、铁路运输调度自动化:在生产任务分配过程中能够根据指令在电脑和手机上完成对列车运行状态和相关数据的采集,如车辆运行速度、车速及轨迹等。
5、大型矿山自动化:在当前采矿技术还不够成熟的情况下以煤炭生产为主的大型矿已经开始应用北斗定位技术。另外,通过卫星定位系统实现对大型矿山开采设备的监控工作也逐渐成为了主流趋势。
三、定位原理及实现过程
由于北斗定位系统具有体积小、重量轻的优点,是未来移动设备和车联网设备发展的方向。北斗卫星定位系统是一个可同时定位与管理车辆与井下作业人员的一体化监测系统。通过采用北斗卫星导航定位技术,可在井下或恶劣环境下,实时对井下作业人员进行准确定位,实现远程移动管理和人员作业监管,并实现精准定位。北斗定位系统包括2部分,一是发射天线模组。北斗终端接收到发射天线传来的地面基站信号(经处理后与接收机的基带解算,得到精确卫星位置)后通过接收机发送到工作在井下采区内的北斗天线模组上。