Интернет вещей в угледобыче: как подключенные устройства предотвращают аварии?

В последние годы Интернет вещей (IoT) активно внедряется в различные отрасли, и угледобыча не стала исключением. Работы на шахтах всегда сопровождались высоким риском для здоровья и жизни работников. Взрывы метана, обрушения, утечки газа, аварии с оборудованием — это лишь некоторые из угроз, с которыми сталкиваются шахтеры. Однако современные IoT-решения способны существенно снизить эти риски, обеспечивая мониторинг состояния оборудования и окружающей среды в реальном времени, а также улучшая общую безопасность.

В этой статье мы рассмотрим, как подключенные устройства и системы IoT помогают предотвращать аварии на шахтах, повысить безопасность рабочих и снизить операционные риски в угледобыче.

Изображение иллюстрирует использование технологий Интернета вещей (IoT) в угледобыче для повышения безопасности. В центре изображен шахтер, оснащенный современным защитным снаряжением, включая шлем с IoT-устройствами. 

1. Мониторинг газов и состояния атмосферы в шахтах

Одной из самых серьезных угроз на угольных шахтах является накопление горючих газов, таких как метан. Его концентрация может привести к взрывам, что делает своевременное обнаружение опасных уровней газа жизненно важным.

IoT-решения позволяют устанавливать в шахтах системы датчиков, которые круглосуточно отслеживают уровень метана, углекислого газа, кислорода и других вредных веществ. Эти датчики подключены к централизованной системе мониторинга, которая анализирует данные и немедленно предупреждает оператора о повышении концентрации опасных веществ. В случае превышения установленного порога система автоматически инициирует эвакуацию или отключение опасного оборудования.

Пример таких решений включает в себя умные датчики газа, которые устанавливаются на различных уровнях шахты. Они могут быть подключены к системе вентиляции, чтобы при необходимости изменить поток воздуха и снизить концентрацию газа до безопасного уровня.

2. Мониторинг состояния горных пород и предупреждение об обрушениях

Обрушения и обвалы горных пород — еще одна угроза, с которой сталкиваются угледобытчики. Для предотвращения аварий необходимо учитывать множество факторов, таких как напряжение в горных породах, их структура и степень влажности.

Внедрение датчиков вибрации и сейсмических датчиков на различных уровнях шахты позволяет отслеживать изменения в напряжении и плотности породы. Эти устройства анализируют колебания и могут предсказать возможные обрушения с высокой точностью. В случае обнаружения потенциально опасной ситуации система может активировать сигнализацию и предложить экстренную эвакуацию.

Кроме того, такие устройства могут быть интегрированы с системами автоматического контроля за горными работами, что позволяет оперативно изменять методы добычи и предотвращать дальнейшее ухудшение состояния горных пород.

3. Мониторинг состояния оборудования и машин

Не менее важным аспектом безопасности является состояние техники и оборудования, используемого в шахтах. Поломка или неисправность в процессе работы может привести к серьезным авариям, таким как возгорания или механические повреждения.

С помощью IoT можно контролировать работу конвейеров, транспортных средств, кранов и других машин, установив на них датчики, отслеживающие параметры работы, такие как температура, давление, вибрации и износ деталей. Эти устройства могут передавать данные в реальном времени в систему управления, которая отслеживает их состояние и может вовремя оповестить о начале поломки или необходимости технического обслуживания.

Так, например, датчики вибрации на двигателях могут предсказывать возможные поломки, такие как износ подшипников, что поможет предотвратить аварийные ситуации. В свою очередь, термометры и датчики давления помогут следить за состоянием оборудования, используемого для работы с высокими температурами и давлениями, такими как насосы для подачи воды или жидкости для охлаждения.

На изображении представлена сцена, демонстрирующая работу системы мониторинга состояния горного оборудования с использованием технологий Интернета вещей (IoT).

4. Умные системы для мониторинга рабочих и их состояния

Забота о безопасности работников — это не только контроль окружающей среды, но и мониторинг их физического состояния. IoT-технологии позволяют отслеживать параметры здоровья шахтеров, включая пульс, температуру тела, уровень кислорода в крови и даже местоположение.

Носимые устройства, такие как смарт-браслеты или умные каски с встроенными датчиками, позволяют контролировать состояние каждого сотрудника в реальном времени. Эти устройства могут предупреждать о перегрузках, повышении температуры тела или падении уровня кислорода, что поможет избежать перегрева или кислородного голодания.

Более того, в случае ЧП такие устройства могут отправлять сигнал тревоги в случае потери сознания или остановки движения работника. Это позволит оперативно оказать помощь и минимизировать последствия происшествий.

5. Оптимизация вентиляции с помощью IoT

Вентиляция — это важнейшая составляющая системы безопасности шахты. Несоответствие вентиляции реальным условиям может привести к накоплению вредных газов, недостаточному поступлению кислорода или плохой видимости, что делает работу более опасной.

Интеллектуальные системы вентиляции, управляемые с помощью IoT, могут автоматически регулировать поток воздуха в зависимости от текущей концентрации газа и уровня кислорода. Эти системы способны адаптироваться к изменяющимся условиям шахты и обеспечивать оптимальный климат, уменьшая риски для здоровья работников.

6. Использование дронов для инспекции и мониторинга

Дроны также становятся неотъемлемой частью IoT-экосистемы угледобычи. Они могут использоваться для мониторинга труднодоступных участков шахты и для проведения видеосъемки в реальном времени. Дрон с термокамерой может быстро обнаружить горячие точки, что поможет предотвратить возгорания, а также выявить повреждения или утечки.

Кроме того, дроны могут быть оснащены датчиками для оценки состояния конструкции шахты или поверхности, что позволяет своевременно выявлять опасные участки и предотвращать аварии.

На изображении представлен современный дрон, оснащённый термокамерой и IoT-сенсорами, который выполняет инспекцию внутри угольной шахты.

Заключение

Внедрение IoT-решений в угледобычу не только повышает эффективность работы, но и делает процессы более безопасными для работников. Интеллектуальные системы мониторинга, раннего предупреждения и автоматического управления помогают минимизировать риски аварий, обеспечивая защиту как от внешних угроз, так и от внутренних проблем, связанных с состоянием оборудования и окружающей среды.

Постоянное совершенствование этих технологий и их интеграция в повседневную работу шахт будет способствовать не только снижению числа аварий, но и созданию более безопасных и устойчивых рабочих условий для шахтеров.