煤矿自动化与信息化技术回顾与展望(1).pdf

第 6期 2 0 1 0年 6月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n N0 ． 6 J a n ．2 0 1 0 ’ ” ’ ；综述 1 l ． i 文章编号 1 6 7 1 --2 5 1 X 2 0 1 o 0 6 --0 0 2 6 --0 5 煤矿自动化与信息化技术回顾与展望 孙 继 平 。 1 ． 中国矿业大学 北京 ， 2 ． 中国煤炭学会煤矿 自动化专业委员会 ， 3 ． 中国煤炭工业技术委员会信息与 自动化专业委员会 ， 北京 1 0 0 0 8 3 摘要 目前 ， 煤炭在我国能源生产结构中的占比为 7 4 ． 2 9 ， 在我国能源消费结构中的 占比为 7 1 ． 2 6 ， 又是廉价、 供应可靠、 可洁净利用的能源， 它与石油、 天然气相 比储产比最大， 而核 电、 水电、 风电等能源规模 又无 法与其相 比 ， 因此 ， 煤炭仍 将是 我 国的主要 能 源。“ 十 一五 ” 期 间 ， 煤 矿 安 全监 控 、 煤 矿 井 下人 员位 置监 测、 煤炭产量远程监测、 全矿井移动通信 、 无人值 守远程监控技术及 系统取得 了突破和快速发展 ， 在煤矿安全 生产 工作 中发 挥 着重要 作 用。今 后 还 需进 一 步加 强传 感 器无盲 区布置 方法 ， 基 于煤 矿安 全监控 系统 的 瓦斯 、 火灾、 冲 击地 压 等煤矿 重大 灾害预 警技 术 ， 无人 工作 面遥控技 术 ， 本 质安 全无 线通信 与光 纤通信技 术 ， 煤矿 井 下人员精确定位技术， 煤矿井下生命探测技术 ， 基 于 3 D G I S的煤矿安全生产管理信息系统等的研 究。 关键 词 煤 矿 ；自动 化 ；信 息化 ；能 源 中图分类 号 T D 6 7 2 文 献标 识码 B Re v i e w a nd Pr o s pe c t o f Te c h no l o gi e s o f Au t o ma t i o n a nd I nf or ma t i z a t i o n o f Co a l Mi ne S UN j i p i n g 。 1 ． Ch i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c h n o l o g y Be i j i n g ，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，Ch i n a ． 2． C o a l Mi n e Au t o ma t i o n Co mmi t t e e o f Ch i n a Co a l S o c i e t y ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，Ch i n a ． 3 ． I n f o r ma t i o n a n d Au t o ma t i o n C o mmi t t e e o f Ch i n a Co a l I n d u s t r y Co mmi t t e e o f Te c h n o l o g y B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，Ch i n a Ab s t r a c t At pr e s e n t ， c o a l a c c ou nt s f o r 7 4．2 9 i n e n e r g y p r od uc t i o n a nd 71．2 6 i n e n e r g y c o ns umpt i o n i n Ch i na ．I t i s a ki nd o f e n e r gy o f c he a p pr i c e，s up pl y s e c ur i t y a nd c a pa b l e of c l e a n l y b e i n g u s e d．I t ha s t he max i m u m r a t i o of pr o du c t i o n a nd s t or a g e c o m p a r i n g wi t h p e t r o l e u m a nd g a s，a n d t he s c a l e o f e n e r g i e s s u c h a s n u c l e a r ，h y d r o p o we r a n d wi n d p o we r i s t o o s ma l 1 ．S o c o a l wi l l b e ma i n e n e r g y i n Chi n a．Du r i n g ” t he l l t h f i ve ye a r p l a n”，t e c hn o l o g i e s a n d p r o d uc t s h a ve go t t e n b r e a kt hr ou g h a nd r a p i d de ve l o pme n t i n c o a l m i n e s a f e t y mon i t o r i n g a nd c o nt r ol s y s t e m ， u nde r gr o un d pe r s o nn e l po s i t i o n 收稿 日期 2 O 1 O O 3 0 9 基 金 项 目教 育 部 博 士 点 基 金 项目 2 0 0 8 0 2 9 0 0 0 0 8 ， 2 0 0 9 0 0 2 3 1 1 0 0 08 作者简介 孙继平 1 9 5 8一 ， 男 ， 山西翼城 人 ， 教 授， 博 士， 博士 研究生导师 ， 中国矿业大学 北京 副校长 ， 2 O多年 来一直从 事煤矿 安全生产监控与通信 、 安全生产信息化及煤矿 电气安全方面的教学 、 研究和实践 工作 ， 已发表文章 1 0 0余篇 ， 出版著作及教材 1 o部 ， 培养 博士和博 士后 4 0余名 、 硕士 9 0余名 ， 制定 中华人民共 和国煤炭行业 和安全生产行业标准 1 6项 ， 主持制 修 订 煤 矿安全规 程 第 三章 通风安全监控 和第 九 章 电气 ， 获 得 5项专 利 ， 1项 国 家科 技 进 步 二等奖 、 5项省部级科技进步一等奖。 2 0 1 0年 第 6期 孙继 平 煤 矿 自动化 与信 息化技 术 回顾 与展 望 2 7 mo ni t or i ng s ys t e m ，c o a l p r o duc t i on r e mo t e mon i t o r i n g s y s t e m ，wh ol e mi ne mob i l e c o m mu ni c a t i on s ys t e m a n d un a t t e nd e d r e mot e mo ni t o r i n g a nd c o nt r ol s y s t e m t ha t t he y a r e pl a yi n g i m p o r t a nt f u nc t i o ns i n s a f e t y p r o du c t i on o f c oa l mi n e． I n t he f ut ur e， f u r t he r r e s e a r c h o f t e c hn ol og i e s s h ou l d be ma de i n s e ns o r a r r a n g e me n t me t h o d o f n o b l i n d a r e a ，ma j o r d i s a s t e r e a r l y wa r i n g t e c h n o l o g i e s f o r g a s ，f i r e a n d r o c k b u r s t b a s e d o n s a f e t y mo ni t o r i n g a nd c o nt r o l s y s t e m ， r e mot e c o nt r o l t e c h no l o gy o f ma nl e s s wor ki ng f a c e， i nt r i n s i c s a f e t y c ommun i c a t i o n t e c h no l o gi e s o f wi r e l e s s c o mm u ni c a t i on a n d o pt i c a l f i b e r ，a c c u r a t e p e r s o nne l p o s i t i o ni ng t e c hn ol og y a nd l i f e d e c t e c t i n g t e c hno l o gy o f c o a l mi ne u nd e r gr o u nd a nd c oa l mi n e s a f e t y p r o du c t i o n m a na g e me n t i nf or ma t i o n s ys t e m ba s e d o n 3 D GI S． Ke y wo r d s c o a l m i n e，au t o ma t i o n，i n f o r m a t i z a t i o n，e n e r gy 0 引言 煤炭是 我 国 的 主要 能 源， 约 占一 次 能 源 的 7 O 。我国富煤 、 贫油、 少 气的资源特点 ， 决定了在 未来相当长的时期 内， 我 国仍将 以煤炭为主要能源 ， 煤炭的战略地位十分重要。而煤矿 自动化与信息化 是煤矿安全生产的重要保障。本文 旨在揭示煤炭在 我 国的能源地 位 ， 着 重 对 “ 十一 五 ” 期 间 煤 矿 安全 监 控技术标准及系统产品的开发及其应用作一概括性 回顾 ， 并对下一个五年计划 内煤矿 自动化、 信息化方 面急需解决 的关键技术 问题进行探讨和展望。 1 煤 炭是 我 国的主 要能 源 1 ． 1 煤炭 在我 国能 源生产 结构 中的 占比为7 4 ． 2 9 1 9 9 0 2 0 0 7年我国能源生产总量及构成如表 1 所示 根据 2 0 0 8中 国统计 年鉴 。自 1 9 9 0年 以 来， 煤炭在我国能源生产结构 中， 所 占比例一直不低 于 7 1 ． 8 ， 平均 为 7 4 ． 2 9 。 1 ． 2 煤炭在我国能源消费结构中的 占比为7 1 ． 2 6 1 9 9 0 2 0 0 7年我 国能 源消 费总量 及构 成如 表 2 所 示 根 据 2 0 0 8中 国 统 计 年 鉴 。 自 1 9 9 0年 以 来 ， 煤炭在我国能源消费结构中所 占比例一直不低 于 6 6 ． 3 ， 平 均 为 7 1 ． 2 6 。 不难 看 出 ， 煤炭 在 我 国能 源 消费 和 能 源 生产 结 构 中 的占 比为 7 0 左右 ， 而 且这 个 比例多 年来 基 本 相对稳定。我国以煤炭为主体的这种能源生产和消 费构 成 ， 在 今后 相 当长 的 时间 内 ， 不会 有大 的改变 。 1 ． 3 煤炭资源与石油、 天然气相 比储产比最大 根据英 国石 油公 司 B P 发 布 的 世 界 能 源统 计 2 0 0 9 统计 截止 2 0 0 8年底 ， 中国煤炭剩余探 明可采 储量为 1 1 4 5 亿 t ， 占全球 总量的 1 3 ． 9 ， 储产 比为 4 1 ； 中国原 油剩 余探 明可采 储量 为 1 5 5亿 桶 合 2 1 亿 t ， 占全球总量的 1 ． 2 ％， 储产 比为 1 1 ． 1 ； 中国 天然气剩余探 明储量 为2 ． 4 6 万亿m。 ， 占全球 总量 表 1 1 9 9 0 2 0 0 7年我 国能源生产总量及构成 的 1 ． 3 ， 储产 比为 3 2 ． 3 。 由 以上 可知 ， 我 国石油 、 天然 气和 煤炭 的储产 比 分别为 1 1 ． 1 、 3 2 ． 3和 4 1 ， 按探 明的可采储量计算 ， 煤炭的可采时间最长 。若石油的年产量达到同等发 热量的煤炭产量 ， 石油 的储产 比仅为 1 ． 5 。若 天然 气 的年产 量 达到 同等 发 热 量 的煤 炭 产 量 ， 天 然 气 的 储产比仅为 2 ． 1 。 1 ． 4 核 电与可再 生 能源规模 太小 通 过表 1和 表 2不 难 看 出 ， 自 1 9 9 0年 以来 ， 核 电、 水电、 风 电等在我 国能 源生产结构 中所 占比例 一 直不大于 8 ． 2 ， 在我国能源 消费结构 中所 占比 例一直不大于 7 ． 9 。 因此 ， 核 电 、 水 电 、 风力 发 电 、 光 伏 发 电、 生 物 质 2 8 工矿 自动 化 2 0 1 0年 6月 发电、 太 阳能 、 地热 、 潮汐 、 燃料乙醇等能源还远远不 能替代煤炭 ， 以满 足我 国 国民经 济发展 对能 源的 需 求 。 表 2 1 9 9 O ～2 O 0 7年我国能源 消费总量及构成 年份 占能源消费总量的 比重／ ％ 石油天然气水 电、 核电、 风电 1 ． 5 煤炭是廉价、 供应可靠、 可清洁利用的能源 煤炭 、 天然 气 、 石 油按 同等发 热 量 计算 ， 价 格 比 约为 1 2 ． 94 ． 5 ， 煤炭价 格最低， 煤炭是廉 价能 源。另外 ， 煤炭与石油、 天然气、 核能、 水 电等能源相 比， 煤炭的勘探开发 、 基本建设和运输等成本都 比较 低。尤其是在 目前世界石油价格居高不下 的情 况 下 ， 煤炭的成本优势更加明显。 根据 2 0 0 8中国统计 年鉴 和 2 0 0 8中国能 源统 计年鉴 ， 2 0 0 7年我国主要能源对外依存度 煤炭为 0 、 天然气为 2 、 石油为 5 0 ． 2 7 9 ／ 6 ， 如表 3所示。 可见 ， 我国石油产不应求、 严重依靠进 口， 天然气依 靠进 口较少 ， 而煤炭则不需依靠进 口， 煤炭供应安全 可靠 。 表 3 2 0 0 7年中国主要能源对外依存度 煤炭本身并不产生多少污染， 污染主要是在燃 烧过程中产生的。世界主要产煤国家煤炭主要用于 发电， 污染问题主要通过燃煤锅炉高效低污染的燃 烧技术和污染排放控制技术解决。煤炭是可以清洁 利用 的能 源 。 总之 ， 我国富煤 、 短油 、 缺气的总体状况没有变 ； 核电与可再生能源近年发展较快但规模太小； 而煤 炭资源储量的可靠性、 价格的低廉 性、 供应 的安全 性 、 燃烧的可洁净性等决定了煤炭工业在我 国国民 经济 中的基础地位 ， 并将是长期和稳 固的。我国以 煤炭为基础的能源结构 ， 仍然是我国能源发展战略 的必然选 择 。 2 自动 化与信 息化 是煤矿 安全 生产 的重要 保障 煤炭工业安全健康可持续发展离不开煤矿 自动 化与信息化， 自动化与信息化在煤矿安全生产中发 挥着重要作用， 是煤矿安全生产的重要保障。 2 ． 1 煤 矿 自动化 与信 息化领域 “ 十 一五” 发 展概 况 1 创新煤矿安全监控技术 、 研制相关标准及 系统并推广应用 “ 十一五” 期间 ， 针对矿井安全监控系统存在 的 产品不合格 、 使用不正确、 检测无依据 、 作用难发挥 等共性 、 关键性技术难题进行攻关 ， 创新了煤矿安全 监控技术 ， 制定了 AQ6 2 o l --2 o o 6煤矿安全监控系 统通用技术要求 、 AQ1 0 2 9 --2 0 0 7煤 矿安全监控 系统及检 测 仪 器使 用 管 理 规 范 、 MT／ T1 0 O 4 2 0 0 6煤矿 安全 生产监 控 系统通用 技术条 件 、 MT ／ T 1 0 0 5 --2 0 0 6矿 用 分站 、 MT／ T1 0 0 6 -- 2 0 0 6矿 用 信号转换器 、 MT／ T1 0 0 7 --2 0 0 6矿用信息传输接 口 、 MT／ T 1 0 0 8 -- 2 0 0 6煤矿 安 全 生产 监 控 系统 软 件通用 技术 要求 、 MT ／ T1 0 7 8 --2 0 0 8矿 用本 质 安 全输 出直流 电源 、 MT ／ T1 0 7 9 -- 2 0 0 8矿 用 断 电控 制器 、 MT ／ T1 0 8 1 -- 2 0 0 8矿 用 网 络 交 换 机 等 行 业 标准 ， 促进 了有关 系统 及产 品的标 准化 和规范 化 ， 统 一 了系统试 验方 法 ， 提 高 了产 品质 量 ， 规 范 了系统 设计 、 安装 、 使用、 维护和管理 ， 提高了煤炭信息化与 自动化水平。全国煤矿安全监控系统生产厂家都根 据新 的行业标准设计 、 生产安全监控系统 ， 规范了煤 矿安全监控系统的设计 、 生产 。煤炭行业安全监控 系统检测检验中心根据新的行业标准进行系统的检 测检验， 规范了煤矿安全监控系统 的检测检验 。新 的行业标准对安全监控系统在煤炭企业的安装、 使 用 、 维 护 、 管 理和 监察 等 方 面 进行 了规 范 ， 提 高 了煤 矿企业对安全监控系统的维护水平 ， 保障 了系统的 1 O 9 9 9 8 8 7 2 1 4 6 6 6 6 8 O 5 ● ● ● ● ■ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ■ ● ● ● 2 2 1 1 l 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 6 l 5 2 4 5 O 4 5 6 2 9 4 2 3 O 4 7 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ■ ● ● ■ ● ● ● 6 7 7 8 7 7 8 0 1 2 3 2 3 2 2 1 0 9 ；1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 l 7 7 O 6 7 7 6 1 8 7 3 4 O 1 4 5 ● ● ● ● ■ ● ● ● t ● ● ● ● ● ■ ● ● ■ 6 6 5 4 5 4 4 1 9 9 7 6 6 8 8 9 9 9 7 7 7 7 7 7 7 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 3 O 3 7 6 8 8 4 1 3 9 7 O 7 2 O 3 3 8 7 9 3 7 4 9 1 3 5 9 9 9 2 8 7 8 O 7 l 9 7 1 9 7 2 8 5 l 7 9 2 6 2 5 7 3 9 5 2 1 8 7 2 3 8 3 1 4 3 4 6 5 8 O 0 1 2 3 3 3 3 3 3 4 5 7 0 2 4 6 9 1 1 1 1 l； 1 1 2 2 2 2 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 O 1 2 3 4 5 6 7 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 O 0 0 O 0 O 0 O 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 O O O 0 O O O O ；1 1}l 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 1 0年 第 6期 孙 继平 煤矿 自动 化与信 息 化技 术回顾 与展 望 2 9 可 靠运行 。 煤矿 安 全 监控 技 术 、 标 准 与系 统 在全 国井 工煤 矿 的推广应 用 ， 有效 地遏 制 了煤矿 瓦斯事 故 的发生 ， 促进了煤矿安全生产 ， 取得 了显著 的经济效益和社 会效益。“ 煤矿安全生产监控系统技术” 获 2 0 0 8年 国家科技进步二等奖 ， “ 煤矿安全监控技术研究与标 准研究制定” 获 2 0 0 7年 中国煤炭工业 科学技术奖 一 等奖。 2 提 出煤 矿 井 下人 员 位 置 监 测 方 法 、 研 制 相 关标 准及 系统并 推广 应用 “ 十一五” 期间， 针对井下作业人员管理 系统存 在的漏读率高等问题 ， 制定 了 AQ6 2 1 0 --2 0 0 7煤矿 井 下 作 业 人 员 管 理 系 统 通 用 技 术 条 件 、 AQ1 0 4 8 --2 0 0 7煤矿井下作业人员管理系统使用 与管理规范 安全生产行业标准 ， 对煤矿井下作业人 员管 理系统 进行规 范 ， 保证 了井 下 作业 人员 管 理 系 统安全保障作用的发挥 。煤矿井下作业人员管理系 统是加强煤矿超员 、 超时 、 瓦检员等管理 的重要工 具 ， 对提高煤矿安全生产管理水平和抢险救灾效率 、 保障煤矿安全生产具有十分重要的作用 。煤矿井下 作业人员管理系统具有携卡人员出／ 入井时刻 、 出／ 入采掘工作面等重点区域时刻、 出／ 入限制区域时刻 等监测与工作时间统计功能 ； 具有超员报警、 超时报 警 、 特种作业人员等工作异常报警功能 ； 具有下井人 员总数、 重点区域人员总数 、 限制 区域人员总数 、 超 员人员总数、 超时人员总数、 工作异常人员总数等统 计功能 ； 具有干部下井统计 、 下井人员考勤等功能 ； 灾变时可提供井下人员总数和人员位置分布等 。 上述研究成果 的推广应用 ， 规范 了煤矿井下人 员位置监测系统 的产品性能和参数 ， 促进了系统及 产 品 的标 准化 和规 范 化 ； 统 一 了煤 矿 井 下 人 员位 置 监测系统的试验方法和检验规则 ， 提高了产品质量 ； 规 范 了煤 矿井下 人员 位置监 测 系统 的设计 、 安 装 、 使 用、 维护、 管理和监察 ， 取得了显著 的经济效益和社 会效 益 。“ 矿井无 线 传 输 与人 员 位 置 监 测技 术 及 标 准” 获 2 0 0 8年中国煤炭工业科学技术奖一等奖 ， “ 煤 矿井 下人员 位置监 测 技 术 研究 及 标 准 研 究 制定 ” 获 2 0 0 8年国家安全生产监督管理总局安全生产科技 成果奖一 等奖 ， 并获 国家安 全生产 监督 管理 总局 第 四届 安全 生产科 技 优秀推 广项 目。 3 提出全矿井移动通信技术 ， 成功研制 Wi F i 矿井移动通信系统 “ 十一五” 期间， 提出了全矿井移动通信技术 ， 成 功研制了基于 wi F i 的矿井移动通信系统 。Wi F i 矿 井移动通信系统具有传输速度高， 可靠性高、 技术成 熟、 便于与以太网集成、 成本低等优点 。 该 系统 在 煤矿 企 业应 用 ， 解 决 了煤 矿 井 下流 动 人员的通信需求 ， 提 高了井下流动人员通信 的及时 性与可靠性 ， 为及时通报安全隐患， 撤人和救援提供 了通信手段； 提高了煤矿井下移动通信和信息化水 平， 促进了煤矿安全生产 ； 为生产调度提供了通信工 具， 提高了生产率 。“ 矿井移动与应急通信技术与系 统” 获 2 0 0 9年中国煤炭工业科学技术奖一等奖 ， “ 煤 矿井下无线通信技术与系统” 获 2 0 0 9年教育部科学 技术进步一等奖 。 4 提 出 煤 炭 产 量 远 程 监 测 方 法 ， 研 制 相 关 标 准 和系统 为规范煤炭产量远程监测系统的制造与使用 ， “ 十一 五” 期 间 ， 制 定 了 煤 炭 行 业 标 准 MT1 0 8 2 2 0 0 8煤 炭 产 量 远 程 监 测 系 统 通 用 技 术 要 求 和 MT1 0 8 0 --2 0 0 8煤炭产量远程监测系统使用与管 理规范 ， 加强了煤炭产量的监测与管理， 对遏制煤 矿超能力生产 ， 促进煤矿安全生产 和煤炭工业健康 发 展具有 重要 的意 义 。 5 无人 值 守远程 监控技 术 与应用 煤矿 井下 机 电硐室 、 压风机 房 、 水 泵房 、 胶带 、 工 作面等无人值守远程监控是煤矿安全生产急需解决 的问题。“ 十一五” 期间 ， 研制成功并推广应用 了煤 矿井下机电硐室、 压风机房、 水泵房、 胶带等岗位无 人值守远程监控技术 。工作面有人巡视 的条件下， 顺槽遥控技术在神东矿区取得了突破和应用。 6 “ 金安 ” 工 程建设 国家“ 金安” 工程是为满足国家安全生产监督管 理总 局履 行安全 生 产 监管 监 察 职 责 、 加 强 安全 生 产 监督管理 、 事故抢 险救灾的需要而建设的 ， 是安全生 产监管工作 的重要组成部分 ， 是科学决策 的基础手 段， 同时也是国家信息化建设的重要组成部分， 是跨 行业 、 跨地区社会保障公益性事业的一个重要方面。 该 项 目覆盖 国家 安全 监 管 总局 包 括 国家 煤 矿 安 全 监 察局 到 省 级 机 构 、 部 分 地 市 机 构 和 区 县 机 构 、 以及现有的煤矿监察分局 四级安全生产监管和 监察部门的网络系统。该项 目充分利用国家和各部 门现有 的信 息技 术及 应 用 基 础 ， 通 过对 国家 安 全生 产信息系统的建设 ， 加快安全监管 、 监察信息的处理 速度 ； 增强信息采集、 处理、 深加工能力 ； 提高分析安 全生产形势水平 ， 为 国务 院和 国家安全监管总局领 导决策服务 ； 实现安全生产监督管理、 煤矿安全监察 行政执法工作的信息化 ， 推动安全生产监管工作的 3 O 工矿 自动 化 2 0 1 0年 6月 科学发展， 为从根本上促进安全生产形势的稳定好 转提供现代信息化的支持手段 。 2 ． 2煤矿 自动化 与信 息化“ 十二五” 重点研 究方向 1 传感器无盲区布置 煤矿井下瓦斯等传感器无盲区布置与断电控制 基础研究很薄弱， 缺少传感器协 同工作原理与无盲 区布置的研究 ， 致使有关标准及规程制定缺乏理论 指导， 导致传感器布置不合理、 断电控制不合理、 存 在监控盲区， 从而不能充分发挥 系统 的安全保障作 用。因此， 有必要进行煤矿井下瓦斯传感器无盲 区 布置与断电控制的基础研究。这对优化瓦斯等传感 器 布 置 、 实现 瓦斯无 盲 区监控 与断 电控制 、 指导相 关 行业标准制定 、 发挥煤矿安全监控 系统在瓦斯 防治 中的作用 ， 避免或 减少 瓦斯 爆炸 等事故 发生具 有 十分重 要 的意 义 。 2 基于煤矿安全监控系统的瓦斯 、 火灾 、 冲击 地压等煤矿重大灾害预警技术 煤矿瓦斯 、 火灾 、 冲击地压等煤矿重大灾害预警 是保障煤矿安全生产的重要措施。现有煤矿安全监 控系统具有瓦斯等实时监测、 报警与断电功能， 部分 系统具有瓦斯、 火 灾、 冲击地压 等重 大灾 害预警功 能， 但预警准确 率较低， 难 以满足煤矿 安全生产需 要 。因此， 迫切需要提高瓦斯、 火灾 、 冲击地压等灾 害预警准确率 ， 进一步研究基于煤矿安全监控系统 的瓦斯、 火灾、 冲击地压等灾害预警技术 。 3 无人 工作 面遥控 技术 目前采煤工作面能够做到工作面有人巡视的条 件下顺槽遥控和记忆割煤 ， 但还存在着漏架等问题 ， 还需要进一步提高监控 的可靠性 ， 实现无人工作面 地 面遥控 。 4 本质安全无线通信与光纤通信技术 R F I D、 Wi F i 、 P Hs 小灵通 等无线通信技术 和 设备 ， 远距离以太网、 工业电视等光纤通信技术和设 备在煤矿井下的应用 ， 实现了人员位置监测、 移动通 信和远距离宽带传输 ， 但无线通信与光纤通信的本 质安全防爆性能却难以保证 。这就需要研究无线电 波引爆瓦斯的极限功率等问题和本质安全无线通信 技术 ， 光信号引爆瓦斯的极 限功率等问题和本质安 全光纤通信技术。 5 煤 矿井下 人员 精确 定位技 术 “ 十一五” 期间， 我们采用 RF I D等技术实现 了 煤矿井下人员位置监测功能， 在遏制超定员生产工 作 中发挥着重要作用。但这些系统不能实现人员的 精确定位 ， 难以满足灾后救援的需求。因此， 急需研 制具有精确定位功能的煤矿井下人员定位技术与 系统 。 6 煤矿井下生命探测技术 煤矿井下发生灾变后 ， 生命探测技术和装置是 加快搜救进度、 减少人员死亡的有效手段之一。由 于煤矿井下电气防爆 ， 无线传输衰减大等特殊性， 地 面一些成熟技术难 以直接在煤矿井下应用。这就需 要根据煤矿井下灾后环境 的特殊性 ， 研究用于煤矿 井下生命探测与定位技术。 7 基 于 3 D GI S的煤 矿安 全生产 管理 信息 系统 煤矿在地质勘探 、 设计 、 建井施工 、 安全生产、 经 营管 理 中产 生 了大 量 的 空 间 数 据 和 对 应 的属 性 数 据。煤矿安全生产与经营管理需要对煤层、 顶底板、 围岩、 地质构造等基础信息 、 井巷测量信息、 供电、 通 风、 排水 、 运输 、 采 掘、 监控 、 通 信等 生产信 息进行 三维表达与分析 ， 这就需要研究基 于 3 D G I S的煤 矿安全生产管理信息系统。 3结语 在今后较长的一段时期内， 煤炭仍将是我国的 主要能源。“ 十一五” 期间， 煤矿安全监控 、 煤矿井下 人员位置监测 、 煤炭产量远程监测 、 全矿井移动通 信、 无人值守远程监控技术及系统取得 了突破和快 速发展 ， 在煤矿安全生产工作 中发挥着重要作用 ； 今 后还需进一步加强传感器无盲区布置 ， 基于煤矿安 全监控系统的瓦斯 、 火灾 、 冲击地压等煤矿重大灾害 预警 ， 无人工作面遥控 ， 本质安全无线通信与光纤通 信， 煤矿井下人员精确定位 ， 煤矿井下生命探测， 基 于 3 D GI S的煤矿安全生产管理信息系统等技术的 研 究 。 参考文献 [ 1 ] 中华 人民 共 和 国 国 家 统 计 局． 2 0 0 8中 国统 计 年 鉴 [ M] ． 北京 中国统计 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 国家统计 局 能 源 统 计 司， 国家 能 源 局 综 合 司． 2 0 0 8 中国能源统计年鉴[ M] ． 北京 中国统计出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 3 ] 英国石油公司． 世界能源统计 2 0 0 9 [ E B ／ OL ] ． [ 2 0 1 0 0 3 0 2 ] ． h t t p ／ ／ w ww ． b p ． c o m／ s t a t i s t i c a l r e v i e w． [ 4 ] 孙继平． 煤矿安全 生产监 控与 通信 [ M] ． 北 京 煤炭 工 业 出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 5 ] 孙继平． 煤矿监控系 统手 册[ M] ． 北京 煤 炭工业 出版 社 ， 2 0 0 7 ．