大数据关键技术在智能化煤矿中的应用与发展

赵金政 顾云

摘要：近些年以来，在智能化煤矿领域中，国内外都针对大数据关键技术的应用展开了研究，但却只是单纯停留在初级水平。目前，在智能化煤矿领域中对大数据实现高效应用是一项长期且困难的任务。本文主要在智能化煤矿中针对大数据关键技术的应用以及发展进行研究，然后基于此，分析了一系列应用情况，以供参考。

关键词：大数据;技术;智能化煤矿;应用;发展

前言：煤矿开展智能化建设的主要目的，就是针对煤矿开采的诸多环节进行合理优化，其中包括勘察、挖掘、运输、供水、排水、加工、调度等诸多环节的完美配合，才能促进开采工作的顺利完成。因此，在智能化煤矿的建设中对大数据技术进行应用，可以针对开采环节的数据实现实时分析、获取、协调，还可以针对矿井展开监控，不仅可以对各项数据进行科学合理的分析，也能够为煤矿未来的可持续发展奠定一个有利基础。

1 智能化煤矿平台的大数据关键技术

1.1 智能化煤矿收集以及标准化的数据管理

数据标准化是系统中的有关数据信息，在横向实现共享、纵向实现贯通的一个前提，对于智能煤矿中所应用到的信息联动、系统集成、数据共享会起到直接影响，也是展开大数据分析的一个基础。

1.2 大数据平台中的关键软件技术

1.2.1 计算复杂指标的增量

煤矿在开采环节包含：平均值、求和、计数等诸多层面的计算，其中包含：状态查询、指标等简单的计算，还有传感器数据在融合决策时的标准差、方差等复杂性的计算，也有多次、长时间、多维度的重新计算等，上述计算都会对资源造成较大程度的占用。

1.2.2 以分布式内存为基础的并行计算

煤矿实际开采环节以各类传感器为基础的信息融合，在储存策略方面会对内存造成较大影响，如果数据调度时没有科学合理的方案，会对系统内存在应用效率方面造成不利影响。

1.3 大数据平台中的关键服务器技术

1.3.1 搭建集群的节点数

煤矿开采时的环境相对比较分散、对实时性要求较高、数据来源复杂程度高，我国的煤炭开采经过多年以来的发展，如今已经迈入信息化趋势，而且在硬件层面积累了诸多设施，所以此平台拟构建成一个分布式的大数据平台。因为原来的所有服务器在工作时都具备独立性，为了针对所有数据展开集中统一的处理，就需要针对原本独立工作的所有服务器进行集中形成一个集群。在集群中针对所有服务器而言，每个服务器都是节点，在对服务器进行选取时，需要按照目前集群中煤炭精准开采业务，应用最多的一个场景来确定。其中节点越多，集群在运行时的性能也就越好，但所需要的经济成本也更高。每个服务器集群中所需服务器数量不低于4台，主要功能就是针对煤矿开采环节中的所有数据，在分布状况以及平台运行工作中的实际状态进行合理记录;在突发情况下针对数据实现备份恢复;对实际数据进行储存;记载服务器软件在应用环节的日志。煤矿开采环节目前应用的信息化系统中都有服务器配置，因此可以将此类服务器进行集群，能够有效降低投资成本，提升经济层面的效益。

1.3.2 选取服务器集群时的环境

按照服务器的实际用处，对服务器网卡CPU内存进行合理配置。首先对服务器内存进行科学合理的计算，其是针对服务器CPU进行合理选择[1]。

2 智能化煤矿中对大数据关键技术的应用

2.1 动态性的识别矿井生产环节的信息波动

大数据体系架构中包含诸多层次，其中基础数据资源层可以针对矿井空间监测中获取的海量数据进行储存，其中包含：1防3通数据、设备运行时的参数、矿井供电运行的数据、工程测量数据、工作面矿压数据、井下水文数据等。大数据平台能够按照各项系统数据参数的动态变化展开实时预警，还能够按照数据动态变化的趋势，对于未来数据有可能发生的变动进行预判，并将其通过图像的方式进行可视化呈现。

2.2 为智能化煤矿安全生产提供科学合理的指导依据

智能化煤矿在生产环节对监控装置系统进行构建时，主要应用大数据关键技术、GIS技术等作为主要基础，此监测系统可以主要用来截取监测图片，保证有关工作人员能够通过动态结论图，从而对于矿井中有可能存在安全隐患的位置进行合理预判。其中，大数据平台中的服务层，其基本功能主要就是对大数据算法进行合理提供，通过大数据模型的形式，对各项科学决策起到支撑效果，防止煤矿生产监管环节的各项决定出现失误现象。

煤矿工作人员针对动态化监测设备所提供的矿井空间内部监测的数据，然后对其进行全方位的汇总，并科学的评估出煤矿中的安全隐患。大数据系统不仅可以对矿井空间内部的安全风险进行动态化的診断，还可以对数据展开全方位的管理，通过自动化的控制以及诊断技术，让检测结论在精准性方面得到合理保证。大数据系统针对用户所提供的信息数据能够进行分析、储存，在经过处理之后，可以分析煤矿出现安全隐患的根本原因[2]。

2.3 科学避免煤矿生产环节发生安全事故

矿井在安全层面出现事故的最主要原因就是煤矿企业人员对于矿井中的安全隐患没有予以足够的重视，日常疏忽监督管理，从而对矿井作业人员在生命安全方面造成危险。所以，应用大数据技术针对矿井的安全环境展开全方位监测，并通过动态评估手段，科学评判矿井事故可能发生的后果，然后对其做出有针对性的预防。

矿井大数据平台中拥有自动化控制的采煤工作面，还拥有对数据进行监测以及反馈的大数据装备，保证煤矿管理人员可以通过基站监测、自动监测仪表、智能传感器、智能摄像头等诸多形式，针对矿井在生产层面展开智能化的决策控制，从而保证矿井作业人员的生命安全。

2.4 在远程对矿井实现自动化控制

大数据平台不仅仅是可以针对矿井空间中的环境数据进行监控以及采集，从而对安全风险进行预警以及消除，而且通过应用自动化技术、先进科学信息技术，能够针对采掘工作面的管理、运输、排风、排水、供电等，在地面实行远程的集中自动化监控以及控制，通过计算机技术、数据库技术、云组态技术、互联网技术等诸多技术，让管理、生产、安全等实现全方位的信息化、自动化，从而在管理方面形成一个集中的信息化数据管理平台，为智能化矿井的建设能够提供一个有力的数据基础，同时也能更好的提高矿井工作的效率[3]。

3 大数据关键技术未来在智能化煤矿中的应用展望

目前，大数据关键技术在智能化煤矿领域中的应用，经过长期发展，虽然还没有形成较为科学、完善的应用案例，但是在发展层面出现的不同形式数据资源、实践经验，也为大数据技术在智能化煤矿的发展层面，奠定了一个夯实的经验基础。大数据技术主要是在智能化煤矿领域中的经营管理、生产执行、安全管理等诸多领域中进行应用。在此类领域中针对大数据技术展开综合应用，能够促进智能化煤矿在未来实现高速发展，相信在不久的将来，大数据技术在煤矿智能化领域中的应用一定会逐渐走向成熟。

结束语：综上所述，随着数字化矿山的初步发展，其智能化程度逐渐提高，智能化煤矿的构建属于大势所趋。现阶段，大数据关键技术不断应用到智能化煤矿开采的诸多环节，大数据技术可以对智能化煤矿开采环节进行有机结合，减少经济成本，降低安全问题发生的概率，提高煤矿开采工作的效率。

参考文献：

[1]胡青松、张赫男、李世银等.基于大数据与AI驱动的智能煤矿目标位置服务技术[J].煤炭科学技术，2020，（08）：135.

[2]毛善君，刘孝孔，雷小锋，等.智能矿井安全生产大数据集成分析平台及其应用[J].煤炭科学技术，2018，（12）：176.

[3]刘保进.大数据技术及其在煤矿安全管理中的应用探讨[J].山东煤炭科技，2017（10）：174.

第一作者简介：赵金政，1990.06，男，汉，籍贯：江苏省，职务职称：技术支持工程师，学历：本科，单位：天地（常州）自动化股份有限公司，研究方向：智能矿山与大数据，单位所在省市及邮编：江苏省常州市，21300

第二作者：顾云，江苏筑森建筑设计有限公司，江苏省常州市，21300