我國正處于經濟高速發展階段，對礦產資源的需求高。但礦山安全壓力不斷增大，而礦山安全事故預警與防治技術相對于礦山開采技術來說處于落后狀態，導致礦山環境不斷惡化和礦山安全事故越來越嚴重，且各類可導致礦山安全事故的潛在隱患也在增多。頻繁發生的礦山安全事故，給國家、企業以及職工家庭造成巨大的生命財產損失，嚴重制約了國民經濟和礦山企業的可持續發展。
面對礦山事故的預防與處理，必須結合各類高科技手段，采用現代信息技術、虛擬現實技術、空間數據庫技術、傳感器網絡技術、過程智能化控制技術及計算機人工智能技術、物聯網技術，在礦山企業生產活動的三維尺度范圍內，對礦山生產、經營與管理的各個環節與生產要素實現網絡化、數字化、模型化、可視化、集成化和科學化管理。并完成對礦山安全、地質災害、環境、資源情況進行動態全天候自動化采集、建模、儲存、定位、搜索、屬性信息存取及分析處理；實時動態發布礦山安全、地質災害、環境、資源狀況等可視化信息，實現礦山安全、地質災害、環境、資源狀況預警；制定并優化礦山安全、地質災害、環境保護應急預案，為事故搶險提供科學的決策依據。綜上所述，架構礦山的三維物聯網是礦山未來發展的必然趨勢。
1、三維物聯網在礦山中的應用
物聯網是指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤監控和管理的一種網絡，它是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡。
根據其實質用途可以歸結為三種基本應用模式：對象的智能標簽。通過二維碼，RFID等技術標識特定的對象，用于區分對象個體，例如在井下的各種設備，統一具備唯一標識碼；并能夠附著擴展信息，例如供電設施的使用年限、使用壽命等；此外通過智能標簽還可以用于獲得對象物品所包含的擴展信息，例如井下某條巷道當日通行人數等。環境監控和對象跟蹤。利用多種類型的傳感器和分布廣泛的傳感器網絡，可以實現對某個對象的實時狀態的獲取和特定對象行為的監控，如分布在采掘面的地壓探頭當前檢測地壓變化量，井下電力綜合保護裝置設備運行參數等，通過微震傳感器監控井下應力變化指數，通過WIFI標簽跟蹤井下車輛、人員位置，通過井下的攝像頭捕捉實時井下動態等。對象的智能控制。物聯網基于云計算平臺和智能網絡，可以依據傳感器網絡用獲取的數據進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。例如根據井下通風狀況進行風門、風機的自動控制，根據井下車輛的流量自動進行車輛調撥，根據井下供電狀況進行自動斷電保護和自動合閘等
2、銅坑礦礦山網絡現狀
銅坑礦是我國大型的錫礦石開采基地，礦山六大系統已建成，但是六大系統并沒有進行統一管理，不能發揮六大系統的最大功效�；谌S物聯網的礦山建設的目標和主要內容，對現代先進技術進行集成創新，根據銅坑礦的實際情況，三維物聯網礦山的基礎平臺要把銅坑礦現有的地壓系統，改造升級后的高壓電力監控系統、索道電控系統、水泵自動控制系統、風機管理系統、以及六大礦山系統無縫掛接物聯網，通過互聯網對生產礦井的地測基礎數據、電力數據、風力數據、以及各種系統圖件的生成，基于統一的數據庫，實現數據庫數據與圖件的聯動，同時對礦山的尾礦庫、赤泥堆場、采空區進行集中監測，對各種監測數據進行統一管理，提供用戶多樣化的數據查看接口，并提供變形曲線分析，變形曲線疊加，變形曲線預測等功能及時發現預警并顯示，使礦山應用變得高效化、經濟化，成為我國有色金屬開采企業中第一家實現二維、三維、音頻、視頻、虛擬聯動。
3、銅坑礦三維物聯網規劃
充分資源集約，對銅坑礦各種資源進行整合開發利用，充分挖掘潛力，提高資源的利用率，節能減排。首先應包括集約散落在各個部門和各個環節的軟硬件資源，提高其重復利用率，杜絕閑置和浪費現象。要把信息集中，將各個部門、各個單位的相關信息動態及時地匯集到《銅坑礦三維物聯網礦山系統》統一的數據中心平臺上，進行集中管理和開發，徹底改變或避免信息孤島的頑疾，實現信息分散、動態采集，集中安全管理，共享應用，確保信息資源能夠很好的滿足各個下屬企業和部門的工作需求，也為信息資源進一步的開發和利用創造條件。
3.1 礦山井下高壓系統網規劃。井下高壓開關屏控制回路要按標準開關柜的設計，將微機保護測控裝置接入原設計的二次控制回路，繼電保護回路，測量電壓，電流回路，如變電站有報警音響裝置的也要將綜保報警接入。高壓開關屏的測量、計量、繼電保護、操作方式不變，根據微機保護測控裝置的設計功能。微機保護測控裝置電壓回路并入高壓屏計量電壓回路。要按照實際結線編寫、設計施工方案，使方案與原設計完全配套。構建工業以太網平臺，由井下局域網和地面監控中心組成一個數據高速傳輸的大型監控網絡，保證監測監控的實時性和可靠性。
3.2 監控視頻音頻網規劃。視頻系統按照民用安防規范建造，顯示系統為四個大屏，一個主要顯屏，三個多顯示屏，通過控制器控制主要大屏顯示小屏內容。視頻存儲采用網絡存儲器，通過訪問網絡器IP地址觀看視頻。視頻監控部分視頻信號丟失，不能有效的實時監控井下關鍵點，假如該檢測點發生突發事件，沒有第一手視頻資料，嚴重影響災前預警，災后救援，單一的系統構造使得各個部門不能協同工作。不能全面展示各個系統三維仿真功能。
3.3 井下風機智能化控制網規劃。電力線載波系統，簡單的講就是運用電力線（作為通訊載波的媒體，不需要額外增加光纜或電纜的投入，僅需在風機上或控制風機的配電箱上安裝通訊控制模塊，便可對其進行監測和控制。運用風機設備監控系統，需監控設備使用測控等類型模塊連接起來，運用網絡和其他傳輸技術將整個系統連接到同一監控終端，通過SCCS軟件或者觸摸屏等進行統一分析分布處理，實現設備識別/電機/風機/數據測量等的設備系統監測管理，同時有利于管理單位的物聯網和電網智能化改造，使用SCCS軟件、電力線載波控制技術、網絡技術和其它技術的結合，可以在大量節省資金的同時，又達到遠程監視和控制設備的目的，大幅提高工廠的生產效益。風機管理智能化：風機運行測量，風機故障報警，防盜報警等。
4、結束語
礦山三維物聯網是社會進步，科技發展的必然趨勢，未來礦山將會更人性化、科技化開采，使得井下開采更加安全可靠，達到全面預防預警安全隱患。三維物聯網帶的不僅僅是先進的開采技術，而且是最為科學合理的管理整個礦山企業運營發展。
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本文標題：銅坑礦三維物聯網規劃及建設
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