Page 172 - 地质勘查及生态环境防治研究

第六章 生态环境治理及矿山生态环境设计要点分析

范和通信接口，也制约了煤矿智能化系统的信息安全性、系统灵活性以及可扩展
性的提升。上述情况的存在大大制约了智慧矿山的标准化建设。
（二）智慧矿山建设关键技术

1. 矿用低功耗微型智能传感器相关技术
信息的准确获取对物联网技术的实现有着非常重要的意义，同时物联网技术
的应用涵盖来自各种渠道的，多种多样的信息数据。其中，矿山物联网中所需的
信息主要为煤矿生产过程中人员设备的定位信息，矿压、瓦斯含量等相关数据的

监测信息，以及灾害来临前预警等信息，总结概括为煤矿生产过程中发生的物理
事件和数据（含各种井下物理量、音视频数据等）。要获取准确丰富的数据，首
先需要传感设备具有稳定的连接性，如果连接性差的话会出现诸如部署仪器后失
去访问权限、无法定期获取读数等问题，严重影响煤矿生产的安全性以及生产效

率。由于煤矿生产属于井下流动作业，因此矿用感知设备需要满足连接性好、可
移动、集成程度高、感知信号强、稳定性强、功耗低等特点。
为此，需重点研究以下方面。第一，通过对传感器原理、感知方式、煤矿各
种重大灾害机理进行多方面研究，将传感器数字化并赋予其可靠、负担得起的通

信能力，解决好传感设备的连接性、稳定性问题，进而解决煤矿特殊环境条件下
的信息感知采集的问题。第二，通过研究满足可移动需求的新型传感设备、无线
通信信号分析方法等，来解决矿井灾害发生前的及时预警问题和矿井灾害发生区
域准确定位问题。第三，矿山物联网的建设需要考虑设备消耗能量的问题，低功

耗组件是矿山物联网建设的要求之一。目前，主要采用低功耗通信协议包括蓝牙
低能耗技术、超带宽、射频识别技术等来解决通信装置耗能较大的问题。通过对
传感器相关技术的研究，再结合雷达、天线等非接触手段，可以更加完整准确地
获取数据。同时加强对生产系统健康评估模型、生产系统寿命预测以及结合生产

调度条件下维修预知决策模型的研究，可以增强传感设备故障时的自判断和自处
理的能力，从而有效解决相关设备故障率高的问题，提高设备的可靠性。
2. 雾计算与云计算技术
雾计算是一种由许多较为分散的独立节点完成的网络化计算。雾计算具有实

时性强、低延时、移动性好的特点。以粉尘浓度超限为例，我们收到粉尘浓度超
限的信号，却无法判断粉尘超限的原因、发生区域超限消息是否为误判。利用雾
计算，可以将相邻的几个粉尘浓度传感器和一些其他相关传感器搜集来的信息进

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