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[摘 要]分析介绍黄白茨矿业公司数字化矿井建设的现状，在物联网、云计算、大数据的时代来临下，该矿如何从数字化矿井迈向物联网矿井。现阶段物联网矿井建设存在哪些瓶颈问题，物联网矿井的形成会给该矿的安全生产和管理经营带来哪些质的变化。
[关键词]物联网矿井 传感器 智慧数据
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0015-02
一、引言
煤炭行业在我国经济发展中占据着举足轻重的地位，虽然煤矿安全生产已取得不小进步，但是较发达国家煤矿安全生产水平还有一定差距，尤其是特大安全事故还时有发生。物联网技术的发展为解决煤矿安全问题带来了希望，物联网技术能够保证煤矿安全生产，预防事故发生，而且在事故发生后能快速、准确定位，进行应急抢救。？物联网技术还为煤矿安全监督管理引入了新的理念、新的技术和新的方法。把感应器嵌入到煤矿安全监控系统中，感知煤矿“人员、机械、环境”方面的各种状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现人与机械、环境等物理系统的整合，物与物、人与物的互联互动，从而保证煤矿的安全生产，实现安全监督管理中“物物互联、智能感知、物物互动、智慧处置”的设想。
二、物联网的简介
物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术，其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。它的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
物联网是一个比Internet更为庞大的网络，物联网实现了“物-物通信”、“物-物联动”，使连接到物联网上的所有物品、设备能够自由地互相通信、共享信息、互通状态。
基于物联网的数字化矿井，是通过各种感知方法、信息传输与处理技术，实现对真实矿山整体及相关的可视化、数字化及智能化。依据物联网的技术体系结构和煤炭工业信息化与自动化建设框架，物联网技术在煤矿安全生产过程中，主要涉及采掘、运输、提升、洗选、装运等环节的信息采集、接入、传输、处理及应用。
三、神华集团乌海能源黄白茨矿业公司简介
神华集团乌海能源黄白茨矿业公司的前身是乌达矿业公司黄白茨煤矿，该矿于1964年平峒建成投产。2003年8月26日政策性破产，2004年3月28日重组为国有控股企业，企业原始注册资本4048.2万元。现开采的斜井于1990年投产，矿井设计生产能力120万吨/年，经技改后核定生产能力200万吨/年。主要生产优质肥煤和1/3焦煤，目前矿井剩余可开采煤炭储量6000多万吨。矿井采用斜井单水平分煤组石门集中运输大巷开拓，主斜井为皮带运输煤炭，副斜井为轨道运输物料，进风斜井为索道运送人员。
该公司大力推进自动化、信息化技术，在井上下生产、安全等各环节，对主要设备实现了子系统自动化生产控制和监测，并采用计算机网络技术，将大多数子系统通过联网，实现全矿井下生产和安全系统的综合控制、监测和监视，使生产效率大大提高，安全状况大幅度改善，获得了效果。为了最优化管理，我们将增加更多的节点，更有效的管理矿山的安全生产。
四、物联网技术在该公司安全生产中的应用
该公司信息化是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为公司提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸。该矿建设物联网矿山过程中，将全面实现信息化、可视化、智能化、自动化和决策与管理科学化的全部内容。
该公司应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿生产工艺技术，实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成。 通过应用手机APP终端软件实现经营管理科学化，生产计劃、生产安全调度、生产过程控制最优化。今后该数字矿山建设和完善的方向有：安全监测监控系统、井下皮带监控系统、主付井提升监控系统、采区变电所监控系统、工业电视监视系统、主要扇风机房监测系统、井下人员定位和考勤管理系统、系统集成平台建设、矿压观测与分析系统、水文监测与分析系统、矿井火灾束管监测系统、地测地理信息系统、采矿协同设计系统、输配电地理信息系统、智能化矿井通防系统、给排水地理信息系统、综合管线管理系统、安全管理系统、资产管理系统、矿山生产成本管理系统、矿山综合管理系统等内容。
现阶段该矿已经成型的数字化建设项目有： KJ90N型煤矿安全监控系统、KJ69J矿用人员定位管理系统、KT23型矿用无线通信系统、MDS3400调度指挥系统、工业视频监控系统、KJ30瓦斯抽放监控系统、KT175型广播通信系统、无线通讯系统、SAC型液压支架电液控制系统-矿压监测系统、KJ24矿山压力监测系统、GC4085束管监测分析系统、J357煤矿电力自动化监控系统、KJ117矿井水压实时监测系统、核子秤管理系统、煤矿岗位标准作业流程管理系统、神华集团生产本质安全系统、无极绳绞车保护装置、运输挡车绳网装置、索道人车综合保护装置、变频副井提升装置等多方面技术。
4.1煤矿安全监控的安全管理
通过传感器对井下各种气体进行及时预测、预报，而且能及时、准确、连续的监测现场瓦斯、CO、风速、负压、温度、烟雾浓度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、工作电压、工作电流等，实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等变化情况及设备运行参数，对瓦斯超限实行自动报警和断电控制，传感器所监测到的数据能及时反应到地面中心站，对井下环境参数连续监测收到了良好的效果。为生产调度提供及时准确的信息，并可通过对所存储的数据进行曲线分析，对研究瓦斯、CO、风速、氧气、温度等变化规律，掌握气体变化动态，及时消除事故隐患具有重要参考价值，提高了矿井一通三防的管理水平。同时煤矿发生险情时，监控救护系统可根据事故类型和地点以最快速度选择最佳线路，迅速调配抢险救护队伍和设备，最大限度的减少事故造成的损失，同时通过以太网综合通讯平台进行数据传输，数据在主控中心采用专用的分析及预警软件进行分析，及时发现和预测灾害。 4.2煤矿从业人员的安全管理
在人员监控方面，该矿安装了井下人员定位和考勤管理系统，该系统能够实现人员的登记、考勤、定位。该系统是地面人员定位服务器在软件数据库的支持下，通过传输接口和井下巷道安装的分站将读卡器采集到的数据信息传输至地面人员定位服务器，对井下员工进行实时跟踪，使井下人员位置、动态分布在工控机上得以实时反映，从而实现井下安全状态在井上管理的目的，同时该系统具备报警功能，如若发生紧急情况，地面发出告警信息，定位卡发出报警信息提醒矿工抓紧撤离。今后的研究应用方向是矿工每人都随身携带一个小巧的个人安全信息终端，这是感知个人周围安全环境、构成主动安全的重要设备，它综合人员定位、安全环境监测的共同信息终端，实现对人员的实时跟踪和信息联络，遇到紧急情况，随身携带的仪器及时显示出合理的逃生路线。
4.3大型生产设备的安全管理
现在煤矿机器设备往往都是定期检修，或者在一个部件出现不良状况之后就拆卸设备进行检修。我们的智慧系统通过机器的一些外部工作状态的体现，加以数据分析，就可以知道这个设备是否处在健康状态，那个部件可能会出现一些问题，特别是设备的什么部件需要更换，什么部件需要检修等等。
还可以对设备进行检测，显示采煤机运行速度、采高、位置等参数以及液压支架的前柱、后柱、前梁情况。这些数据在地面任何一个有网络传输的地方随时都可以查看。
五、现阶段物联网矿山管理系统介绍
该系统是将通过射频定位、环境监测传感器、重量传感器采集到的井下瓦斯、人员、风速等参数通过各种通用的数据接口传输至监控中心，再将煤矿监控、通信、运输等多个系统进行无缝链接，并将管理平台中大量的重要信息提取出来，通过无线网络进行远程数据通信，利用中国移动网络覆蓋面广的特点，通过监测设备发送至手机终端，提供给煤矿相关管理人员。现阶段物联网矿山综合管理系统已实现人员管理定位、出煤量查询、视频监控、报表发送、人员定位、安全信息报警、信息管理等功能。煤矿管理人员不在现场的情况下，可实现对企业运行情况的实时了解和掌握，对生产过程中极易发生事故的危险源及时发现和清除，大大提升了企业工作效率，实现优化生产、优化管理。
5.1该系统在井下重要场所发挥的作用
在煤矿中，有各种机房硐室、井下电气设备，比如35KV变电所、配电室、主排水泵、扇风机等。它们在煤矿的正常运行及安全中起着至关重要的作用，必须确保其正常运行。利用物联网技术对这些场所、电气设备进行监控可以随时了解它们的运行状况，有利于减少事故的发生，确保煤矿安全生产。
5.1.1 35KV变电所运行状况监控。在35KV变电所内装有变压器保护测控装置、线路保护测控装置、厂用变保护测控装置、电容器保护测控装置、火灾报警装置等，通过这些保护测控装置实时监控设备，并将信息传到监控中心，构成变电所监控系统。
5.1.2 主排水泵控制系统检测与远控。主排水设备安装可靠的传感器、保护装置、电动闸阀、电磁阀等设备组成矿井主排水自动控制系统，通过智能测控器的接口和光纤适配器与井下以太网联接，将信息传到地面监控中心，构成排水监控系统。
5.1.3 扇风机状态显示及远控。风机在运转过程中，对电流、电压、轴承温度、压风流量、风速、压力等参数在线连续检测与保护。在扇风机控制柜上加装状态智能仪表，实时显示每台扇风机的工作状态；在地面主控机上显示电机电流、电压、功率因数；在主控机上设置远近转换开关，通过主控机可实现对每台扇风机的远方控制。
5.2现阶段该矿物联网建设的短板
目前，将物联网应用于煤矿数字化建设中主要存在以下问题：感知层缺乏标准的数据规范。不同类型的感知设备采用不同的接口协议、通讯协议，给感知设备的互换和集成带来了巨大的困难，严重制约了煤矿安全生产效率。
大部分矿井的自动化系统应用集成度不高，存在数据孤岛。由于矿井存在众多的异源异构应用系统，目前信息与业务之间不能完全融合、信息共享。
数据利用度和共享度不高。由于煤矿信息化建设中的数据采集信号种类繁多，采集实时性强，绝大多数数据存储于地面控制站，应用层没有对数据进行综合利用和深度挖掘，智能化程度低，无法为矿井安全生产管理发挥有效的利用价值。
在信息的感知、数据的接入、信息的传输以及上层的处理和应用造就了异构、异源的系统，造成了矿井在信息化建设中进行数字化集成的瓶颈。
六、该矿物联网建设的未来蓝图
物联网技术应用于矿井信息化建设过程中，可以将井下瓦斯、一氧化碳等各类传感器、电缆、矿山机电设备、生产人员、地质环境等所有这些与射频芯片、宽带整合为统一的基础设施，构成矿井中人-人、人-物、物-物相连的网络，实施更加有效地协同管理和控制。
不久以后，在煤矿井上下只要拥有终端设备，任何人在任何一个地方都可以随时知道煤矿每个人所处的环境、每台设备的运行情况，只需轻点鼠标，就可以完成一个煤炭开采的全过程；只需一个耳机，不需时时查看也能提前得知灾害预报信息。这是就是我矿把矿山自动化、信息化和数字化于一体升级为物联网矿井的奋斗目标。和传统的矿山自动化和数字化相比，我们主要是增加了一个感知层网络。这层网络的增加，从表面来看只是结构的简单变化，但是实际内容却发生了巨大的变化。通过一种物联网关键技术——微机械传感器，这个感知会像人体的神经系统一样，使得井下各个独立的结构能够连接起来，当然光有这样的感知还不行，所有的信息必须经过云处理，才能输出一个管理的指令，才能将周围的其他个体与环境协调起来。矿工每人都随身携带一个小巧的个人安全信息终端，这是感知个人周围安全环境、构成主动安全的重要设备，它综合人员定位、安全环境监测的共同信息终端，实现对人员的实时跟踪和信息联络，遇到紧急情况，随身携带的仪器及时显示出合理的逃生路线。多个传感器头对矿井综采工作面、主运输、通风、提升、井下排水、光电、选煤等关键设备的运行情况、健康状态、共存状态进行实时感知，还可以对设备进行检测。这些数据在地面任何一个有网络传输的地方随时都可以查看。例如井下皮带运输机和操作台的工作情况，井下各个探测点的瓦斯含量情况，机器和矿工的工作状况，环境参数比如温度、湿度、瓦斯浓度都清晰地显示在屏幕上。 该公司目前着眼于人、机器、环境即感知灾害、感知人员、感知设备。感知矿山灾害风险，实现各种灾害事故的预警预报；感知矿工周围安全环境，实现主动式安全保障；感知矿山设备健康与环境状况，实现预知维修，这是我们的目标。
随着实时矿山测量、GPS实时导航与遥控、GIS管理与辅助决策和3DGM的应用，可以生成矿床模型、矿山采掘计划，并与采场设备相联系，形成动态管理与遥控指挥系统。专家系统、神经网络、模糊逻辑、自适应模式识别、遗传算法等人工智能技术、GPS技术、并行计算技术、射频识别技术以及面向岩石力学问题的全局优化方法、遥感技术等已在智能矿山地质勘探调查与测量、智能矿山设计、智能矿山开采、计划与控制、矿山灾害遥感预报等領域得到应用。
目前，我们黄白茨矿业公司在地面就可以知道井下人员、矿车、温度、湿度、一氧化碳的含量、甲烷含量、矿井气压、风速等相关信息。井下的水泵何时开启、排水深度数值、变电所如何工作、如何远程操控，煤炭机电科工作人员都能在地面以无线远程遥控操作，做到无人值守，但这不是最终目标，最终我们要安装更多的节点，我们的感知不仅仅为矿山安眼睛、耳朵，更重要的是安脑子，这就是智慧处理，形成智慧矿山，这是物联网技术在煤矿应用的终极意义。目前，最突出的表现就是不但要能对灾害做提前报警，还要能根据矿井情况指导工作人员逃生。
七、结束语
在煤矿井下，原来设备主要是由人操作，将来通过智慧手段，我们实现让智慧眼监督设备，让智慧脑指挥设备，说白了就是让设备指挥设备。这样原理井下也许需要几百人，但现在只需几十人。原来，工作人员要经常深入矿井一线检查，现在在地面上就可以了解得清清楚楚。
当然，面对大量的信息，没有人或单个终端会有能力处理，我们也引进云处理的概念，特别是当这项技术在全国煤矿推广时，我们需要的是云处理，因为这个网络上每个处理器都是我们共享的对象，我们会在这些数据上经过筛选最终给决策者以最为简短和精确的信息，这就是物联网矿井非常重要的一点。
从安全角度来讲是国家发展的需要，是保障人民生命财产安全的需要，从市场的角度讲，是企业安全生产、高效生产的需要，这是企业的刚性需求。感知矿山物联网应用层将对各种不同系统的数据进行信息融合，除用于对矿山各种生产与安全子系统的监测和控制外，还可用于对矿山安全生产形势评估、煤矿灾害预警与防治、煤矿安全隐患排查、矿山资源环境控制及评价等，以此实现对整个矿山的优化管理与安全动态跟踪。并且各个子系统的监控功能将采用模块化方式，可任意加入或退出应用平台。
[关键词]物联网矿井 传感器 智慧数据
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0015-02
一、引言
煤炭行业在我国经济发展中占据着举足轻重的地位，虽然煤矿安全生产已取得不小进步，但是较发达国家煤矿安全生产水平还有一定差距，尤其是特大安全事故还时有发生。物联网技术的发展为解决煤矿安全问题带来了希望，物联网技术能够保证煤矿安全生产，预防事故发生，而且在事故发生后能快速、准确定位，进行应急抢救。？物联网技术还为煤矿安全监督管理引入了新的理念、新的技术和新的方法。把感应器嵌入到煤矿安全监控系统中，感知煤矿“人员、机械、环境”方面的各种状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现人与机械、环境等物理系统的整合，物与物、人与物的互联互动，从而保证煤矿的安全生产，实现安全监督管理中“物物互联、智能感知、物物互动、智慧处置”的设想。
二、物联网的简介
物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术，其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。它的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
物联网是一个比Internet更为庞大的网络，物联网实现了“物-物通信”、“物-物联动”，使连接到物联网上的所有物品、设备能够自由地互相通信、共享信息、互通状态。
基于物联网的数字化矿井，是通过各种感知方法、信息传输与处理技术，实现对真实矿山整体及相关的可视化、数字化及智能化。依据物联网的技术体系结构和煤炭工业信息化与自动化建设框架，物联网技术在煤矿安全生产过程中，主要涉及采掘、运输、提升、洗选、装运等环节的信息采集、接入、传输、处理及应用。
三、神华集团乌海能源黄白茨矿业公司简介
神华集团乌海能源黄白茨矿业公司的前身是乌达矿业公司黄白茨煤矿，该矿于1964年平峒建成投产。2003年8月26日政策性破产，2004年3月28日重组为国有控股企业，企业原始注册资本4048.2万元。现开采的斜井于1990年投产，矿井设计生产能力120万吨/年，经技改后核定生产能力200万吨/年。主要生产优质肥煤和1/3焦煤，目前矿井剩余可开采煤炭储量6000多万吨。矿井采用斜井单水平分煤组石门集中运输大巷开拓，主斜井为皮带运输煤炭，副斜井为轨道运输物料，进风斜井为索道运送人员。
该公司大力推进自动化、信息化技术，在井上下生产、安全等各环节，对主要设备实现了子系统自动化生产控制和监测，并采用计算机网络技术，将大多数子系统通过联网，实现全矿井下生产和安全系统的综合控制、监测和监视，使生产效率大大提高，安全状况大幅度改善，获得了效果。为了最优化管理，我们将增加更多的节点，更有效的管理矿山的安全生产。
四、物联网技术在该公司安全生产中的应用
该公司信息化是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为公司提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸。该矿建设物联网矿山过程中，将全面实现信息化、可视化、智能化、自动化和决策与管理科学化的全部内容。
该公司应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿生产工艺技术，实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成。 通过应用手机APP终端软件实现经营管理科学化，生产计劃、生产安全调度、生产过程控制最优化。今后该数字矿山建设和完善的方向有：安全监测监控系统、井下皮带监控系统、主付井提升监控系统、采区变电所监控系统、工业电视监视系统、主要扇风机房监测系统、井下人员定位和考勤管理系统、系统集成平台建设、矿压观测与分析系统、水文监测与分析系统、矿井火灾束管监测系统、地测地理信息系统、采矿协同设计系统、输配电地理信息系统、智能化矿井通防系统、给排水地理信息系统、综合管线管理系统、安全管理系统、资产管理系统、矿山生产成本管理系统、矿山综合管理系统等内容。
现阶段该矿已经成型的数字化建设项目有： KJ90N型煤矿安全监控系统、KJ69J矿用人员定位管理系统、KT23型矿用无线通信系统、MDS3400调度指挥系统、工业视频监控系统、KJ30瓦斯抽放监控系统、KT175型广播通信系统、无线通讯系统、SAC型液压支架电液控制系统-矿压监测系统、KJ24矿山压力监测系统、GC4085束管监测分析系统、J357煤矿电力自动化监控系统、KJ117矿井水压实时监测系统、核子秤管理系统、煤矿岗位标准作业流程管理系统、神华集团生产本质安全系统、无极绳绞车保护装置、运输挡车绳网装置、索道人车综合保护装置、变频副井提升装置等多方面技术。
4.1煤矿安全监控的安全管理
通过传感器对井下各种气体进行及时预测、预报，而且能及时、准确、连续的监测现场瓦斯、CO、风速、负压、温度、烟雾浓度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、工作电压、工作电流等，实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等变化情况及设备运行参数，对瓦斯超限实行自动报警和断电控制，传感器所监测到的数据能及时反应到地面中心站，对井下环境参数连续监测收到了良好的效果。为生产调度提供及时准确的信息，并可通过对所存储的数据进行曲线分析，对研究瓦斯、CO、风速、氧气、温度等变化规律，掌握气体变化动态，及时消除事故隐患具有重要参考价值，提高了矿井一通三防的管理水平。同时煤矿发生险情时，监控救护系统可根据事故类型和地点以最快速度选择最佳线路，迅速调配抢险救护队伍和设备，最大限度的减少事故造成的损失，同时通过以太网综合通讯平台进行数据传输，数据在主控中心采用专用的分析及预警软件进行分析，及时发现和预测灾害。 4.2煤矿从业人员的安全管理
在人员监控方面，该矿安装了井下人员定位和考勤管理系统，该系统能够实现人员的登记、考勤、定位。该系统是地面人员定位服务器在软件数据库的支持下，通过传输接口和井下巷道安装的分站将读卡器采集到的数据信息传输至地面人员定位服务器，对井下员工进行实时跟踪，使井下人员位置、动态分布在工控机上得以实时反映，从而实现井下安全状态在井上管理的目的，同时该系统具备报警功能，如若发生紧急情况，地面发出告警信息，定位卡发出报警信息提醒矿工抓紧撤离。今后的研究应用方向是矿工每人都随身携带一个小巧的个人安全信息终端，这是感知个人周围安全环境、构成主动安全的重要设备，它综合人员定位、安全环境监测的共同信息终端，实现对人员的实时跟踪和信息联络，遇到紧急情况，随身携带的仪器及时显示出合理的逃生路线。
4.3大型生产设备的安全管理
现在煤矿机器设备往往都是定期检修，或者在一个部件出现不良状况之后就拆卸设备进行检修。我们的智慧系统通过机器的一些外部工作状态的体现，加以数据分析，就可以知道这个设备是否处在健康状态，那个部件可能会出现一些问题，特别是设备的什么部件需要更换，什么部件需要检修等等。
还可以对设备进行检测，显示采煤机运行速度、采高、位置等参数以及液压支架的前柱、后柱、前梁情况。这些数据在地面任何一个有网络传输的地方随时都可以查看。
五、现阶段物联网矿山管理系统介绍
该系统是将通过射频定位、环境监测传感器、重量传感器采集到的井下瓦斯、人员、风速等参数通过各种通用的数据接口传输至监控中心，再将煤矿监控、通信、运输等多个系统进行无缝链接，并将管理平台中大量的重要信息提取出来，通过无线网络进行远程数据通信，利用中国移动网络覆蓋面广的特点，通过监测设备发送至手机终端，提供给煤矿相关管理人员。现阶段物联网矿山综合管理系统已实现人员管理定位、出煤量查询、视频监控、报表发送、人员定位、安全信息报警、信息管理等功能。煤矿管理人员不在现场的情况下，可实现对企业运行情况的实时了解和掌握，对生产过程中极易发生事故的危险源及时发现和清除，大大提升了企业工作效率，实现优化生产、优化管理。
5.1该系统在井下重要场所发挥的作用
在煤矿中，有各种机房硐室、井下电气设备，比如35KV变电所、配电室、主排水泵、扇风机等。它们在煤矿的正常运行及安全中起着至关重要的作用，必须确保其正常运行。利用物联网技术对这些场所、电气设备进行监控可以随时了解它们的运行状况，有利于减少事故的发生，确保煤矿安全生产。
5.1.1 35KV变电所运行状况监控。在35KV变电所内装有变压器保护测控装置、线路保护测控装置、厂用变保护测控装置、电容器保护测控装置、火灾报警装置等，通过这些保护测控装置实时监控设备，并将信息传到监控中心，构成变电所监控系统。
5.1.2 主排水泵控制系统检测与远控。主排水设备安装可靠的传感器、保护装置、电动闸阀、电磁阀等设备组成矿井主排水自动控制系统，通过智能测控器的接口和光纤适配器与井下以太网联接，将信息传到地面监控中心，构成排水监控系统。
5.1.3 扇风机状态显示及远控。风机在运转过程中，对电流、电压、轴承温度、压风流量、风速、压力等参数在线连续检测与保护。在扇风机控制柜上加装状态智能仪表，实时显示每台扇风机的工作状态；在地面主控机上显示电机电流、电压、功率因数；在主控机上设置远近转换开关，通过主控机可实现对每台扇风机的远方控制。
5.2现阶段该矿物联网建设的短板
目前，将物联网应用于煤矿数字化建设中主要存在以下问题：感知层缺乏标准的数据规范。不同类型的感知设备采用不同的接口协议、通讯协议，给感知设备的互换和集成带来了巨大的困难，严重制约了煤矿安全生产效率。
大部分矿井的自动化系统应用集成度不高，存在数据孤岛。由于矿井存在众多的异源异构应用系统，目前信息与业务之间不能完全融合、信息共享。
数据利用度和共享度不高。由于煤矿信息化建设中的数据采集信号种类繁多，采集实时性强，绝大多数数据存储于地面控制站，应用层没有对数据进行综合利用和深度挖掘，智能化程度低，无法为矿井安全生产管理发挥有效的利用价值。
在信息的感知、数据的接入、信息的传输以及上层的处理和应用造就了异构、异源的系统，造成了矿井在信息化建设中进行数字化集成的瓶颈。
六、该矿物联网建设的未来蓝图
物联网技术应用于矿井信息化建设过程中，可以将井下瓦斯、一氧化碳等各类传感器、电缆、矿山机电设备、生产人员、地质环境等所有这些与射频芯片、宽带整合为统一的基础设施，构成矿井中人-人、人-物、物-物相连的网络，实施更加有效地协同管理和控制。
不久以后，在煤矿井上下只要拥有终端设备，任何人在任何一个地方都可以随时知道煤矿每个人所处的环境、每台设备的运行情况，只需轻点鼠标，就可以完成一个煤炭开采的全过程；只需一个耳机，不需时时查看也能提前得知灾害预报信息。这是就是我矿把矿山自动化、信息化和数字化于一体升级为物联网矿井的奋斗目标。和传统的矿山自动化和数字化相比，我们主要是增加了一个感知层网络。这层网络的增加，从表面来看只是结构的简单变化，但是实际内容却发生了巨大的变化。通过一种物联网关键技术——微机械传感器，这个感知会像人体的神经系统一样，使得井下各个独立的结构能够连接起来，当然光有这样的感知还不行，所有的信息必须经过云处理，才能输出一个管理的指令，才能将周围的其他个体与环境协调起来。矿工每人都随身携带一个小巧的个人安全信息终端，这是感知个人周围安全环境、构成主动安全的重要设备，它综合人员定位、安全环境监测的共同信息终端，实现对人员的实时跟踪和信息联络，遇到紧急情况，随身携带的仪器及时显示出合理的逃生路线。多个传感器头对矿井综采工作面、主运输、通风、提升、井下排水、光电、选煤等关键设备的运行情况、健康状态、共存状态进行实时感知，还可以对设备进行检测。这些数据在地面任何一个有网络传输的地方随时都可以查看。例如井下皮带运输机和操作台的工作情况，井下各个探测点的瓦斯含量情况，机器和矿工的工作状况，环境参数比如温度、湿度、瓦斯浓度都清晰地显示在屏幕上。 该公司目前着眼于人、机器、环境即感知灾害、感知人员、感知设备。感知矿山灾害风险，实现各种灾害事故的预警预报；感知矿工周围安全环境，实现主动式安全保障；感知矿山设备健康与环境状况，实现预知维修，这是我们的目标。
随着实时矿山测量、GPS实时导航与遥控、GIS管理与辅助决策和3DGM的应用，可以生成矿床模型、矿山采掘计划，并与采场设备相联系，形成动态管理与遥控指挥系统。专家系统、神经网络、模糊逻辑、自适应模式识别、遗传算法等人工智能技术、GPS技术、并行计算技术、射频识别技术以及面向岩石力学问题的全局优化方法、遥感技术等已在智能矿山地质勘探调查与测量、智能矿山设计、智能矿山开采、计划与控制、矿山灾害遥感预报等領域得到应用。
目前，我们黄白茨矿业公司在地面就可以知道井下人员、矿车、温度、湿度、一氧化碳的含量、甲烷含量、矿井气压、风速等相关信息。井下的水泵何时开启、排水深度数值、变电所如何工作、如何远程操控，煤炭机电科工作人员都能在地面以无线远程遥控操作，做到无人值守，但这不是最终目标，最终我们要安装更多的节点，我们的感知不仅仅为矿山安眼睛、耳朵，更重要的是安脑子，这就是智慧处理，形成智慧矿山，这是物联网技术在煤矿应用的终极意义。目前，最突出的表现就是不但要能对灾害做提前报警，还要能根据矿井情况指导工作人员逃生。
七、结束语
在煤矿井下，原来设备主要是由人操作，将来通过智慧手段，我们实现让智慧眼监督设备，让智慧脑指挥设备，说白了就是让设备指挥设备。这样原理井下也许需要几百人，但现在只需几十人。原来，工作人员要经常深入矿井一线检查，现在在地面上就可以了解得清清楚楚。
当然，面对大量的信息，没有人或单个终端会有能力处理，我们也引进云处理的概念，特别是当这项技术在全国煤矿推广时，我们需要的是云处理，因为这个网络上每个处理器都是我们共享的对象，我们会在这些数据上经过筛选最终给决策者以最为简短和精确的信息，这就是物联网矿井非常重要的一点。
从安全角度来讲是国家发展的需要，是保障人民生命财产安全的需要，从市场的角度讲，是企业安全生产、高效生产的需要，这是企业的刚性需求。感知矿山物联网应用层将对各种不同系统的数据进行信息融合，除用于对矿山各种生产与安全子系统的监测和控制外，还可用于对矿山安全生产形势评估、煤矿灾害预警与防治、煤矿安全隐患排查、矿山资源环境控制及评价等，以此实现对整个矿山的优化管理与安全动态跟踪。并且各个子系统的监控功能将采用模块化方式，可任意加入或退出应用平台。