搜索
“两化融合”工作汇报材料数字化矿山的建设是实现煤矿企业高产、高效、安全开采的有效途径，是煤炭企业未来的发展方向。中煤华晋能源有限责任公司王家岭煤矿坚持数字化矿山建设的探索与实践，取得显著成效。一、企业概况二、项目基本情况“数字化矿山”(DigitalMine)是随着计算机技术、微电子技术、信息技术和网络技术的迅速发展近几年提出来的新概念。“数字化矿山”是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个能够真实反映矿山本体、矿山开发与运行过程的“虚拟矿山”。数字矿山是以计算机及其网络为手段，把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工，应用于各个生产环节与管理和决策之中，以达到生产方案优化、管理精细化和决策科学化的目的。数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化。矿业公司的数字化矿山建设以精细化管理为中心任务，在矿山技术、管理标准、规范、制度的建立与执行的约束环境下，建立矿山系统的数据库、三维地质信息模型、矿山地理信息系统、矿山安全监测系统、采矿技术、计划和设计服务系统、选矿工艺流程监控、管控系统、矿山生产经营管控系统。本项数字化矿山建设与ERP系统相结合，与ERP系统相衔接。数字化矿山建设主要以矿山地质、资源储量、采矿技术计划、设计、矿业公司各矿山地理信息和矿山全息数据信息、矿山安全监测、矿山生产工艺监控等项目为主要管控目标，实现公司对各矿山资源、采选生产工艺、安全系统的可查、可控、可追逆、可优化，实现领导对矿山系统信息的在线即时掌控，达到即时、全面、准确地管控矿山的安全与生产经营状况，从而实现精细化管理的目标。数字化矿山概念包含三个层次：(1)将矿山中的固本信息（即与空间位置直接有关的相关固定的信息，如地表地形地貌,水文地质及地质构造、矿山地质储量、开拓开采方案、已完成的采矿工程等）数字化，按三维坐标组织起来一个数字矿山，全面、详尽地刻画矿山的整体面貌；(2)在矿山固本信息数字化基础上，进一步嵌入矿山开发与运行相关信息（即空间位置间接有关的相对变动的信息，如储量、安全、机电设备、人事、生产、技术、营销等等）组成一个意义更加广泛的多维的数字矿山。(3)在多维数字矿山基础上，融合现代计算机控制技术、管理决策技术，自动控制技术等对整个矿山的开发与运行进行科学的预测、规划、计划、组织、控制和检测，提高矿山资源利用水平、提高矿山企业生产运作效率，提高矿山企业安全生产水平、增强矿山企业的竞争力，使之实现可持续的发展。三、项目实施需要解决的关键问题数字化矿山建设由数据采集和传输网络层、信息展现层、数据储存层（数据库）、系统配置层（DBA）、核心应用层、数据挖掘层、决策指挥层和操作层构成，实现信息的完全共享和各种业务的无缝集成，可简单描述如下：（1）数据采集和传输网络层：该层主要包括服务器、交换机、路由器、线路、信道和采集设备等网络设施，一般在井下采用工业以太网+现场总线（包括485总线、CAN总线）的数据传输网络，有线+无线的数据采集系统，在地面采用有线数据传输模式和C/S+B/S的数据访问方式，统一使用OPC标准工业协议，使得数据传输规范化和标准化，这就可以保证矿山数字化建设的顺利实施。（2）信息展现层：这里主要包括图形工作站、DLP大屏幕、工业视频电视墙等相关设施建设，软件方面使用了基于iFix5.0开发的专用王家岭综合自动化平台系统。（3）数据储存层（数据库）：为了便于管理和提高检索效率，我们从逻辑上把数据库划分为静态数据库、实时数据库和多媒体数据库，使用不同的物理服务器分别管理，实现分布式操作，其中静态数据库使用了SQLServer2005+SQLServer2008，主要用于存放普通数据和静态文档、实时数据库使用了ProficyiFix数据库管理器，主要存放监测监控的实时数据、多媒体数据库存放工业电视系统和通讯系统的视频片段和音频片段，该层主要用于信息的采集和储存。（4）系统配置层（DBA）：该层次属于高级管理员操作层面，主要功能是数据库结构定制、角色和用户设置、流程定制、WEB发布管理、综合管理界面设置、系统间联动设置、编码管理、报表格式定义等。（5）核心应用层：主要包括矿山数字化平台、生产技术管理系统、安全管理系统、生产信息综合查询系统，该层中各系统专业功能的强弱、技术的先进与否、以及它们之间的协同能力直接关系到数字化矿山建设的效果。（6）决策指挥层：主要包括效益分析、计划制定和调整、工程进度控制、生产和安全隐患的集体会诊、可视化指挥调度等，其效果代表数字矿山建设的成败。（7）用户操作层：通过DBA的WEB发布设置，实现Internet上的远程操作和信息管理。四、项目价值、优势和创新点安全监控系统、人员定位系统、通讯联络系统、执法网系统及产量监控五个系统现已安装完毕。各系统运行稳定，保障监控安全有效，各系统如下：1、安全监测监控系统我矿采用中煤科工集团重庆研究院型煤矿安全监控系统，并严格按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-200和（AQ6210-2006）的技术要求规KJ90NB监测监控系统范设计方案。目前我矿安装有KJ90-F16型监控分站13台，甲烷传感器30台、一氧化碳传感器13台、烟雾传感器5台、温度传感器10台、风速传感器7台、负压传感器1台、风门传感器7台、水位传感器3台、开停传感器17台、馈电传感器10台、断电器10台、风筒传感器2台、氧气传感器6台、二氧化碳4台、声光报警器2台，各类传感器共计140台。分别布置在矿井地面筒仓；井下中央变电所、采区变电所、采掘工作面，主要进、回风大巷、避难硐室、等区域。经对各主要功能反复测试，符合矿井“六大系统”设计及AQ1029-2007规范要求。各类设备的备用量均按照使用量的100%配备，满足安全生产需要。井下回采工作面、上隅角、回风巷及其巷道内机电设备处，掘进的工作面、回风流、采区回风巷、总回风巷、井底煤仓、硐室、避难硐室、移动救生舱等地点全部安设了甲烷传感器；各皮带的下风侧、总回风、回采工作面均安设了一氧化碳传感器爱；温度、风速、烟雾、馈电、开停、负压、氧气、二氧化碳等各类传感器均按要求全部配备安设齐全。风电、瓦斯电、故障三大闭锁严格按照要求坚持每7天测试一次，保证闭锁功能的正常、可靠运行。闭锁测试的各种数据真实可靠，且全部符合要求。每次测试闭锁前和发生各类异常情况均按时上报公司和县局监控中心。甲烷传感器坚持每7天进行标校一次，并详细记录。报表、存储、打印、显示、报警、断电等功能齐全可靠。双机热备切换、后备电源满足设计要求。于县、市联网运行正常。2、无线通信人员定位二合一系统人员定位移动识别卡人员定位系统我矿采用中煤科工集团重庆研究院KJ251A型煤矿井下作业人员管理系统与KT106R无线通讯系统，无线通讯及人员定位共用一套传输线路，以工业以太网交换机作为星型的中心点，基站之间采用总线型连接方式。基站同时具有语音通信和定位功能，定位终端包括手机和专用的定位卡两种。并严格按照国家《AQ6210-2006》和《AQ1048-2007》的技术要求和规范保准设计安装。系统集成了矿井目标定位、跟踪、报警求助、预警救援、考勤统计等基本功能，系统能够及时、准确的将井下各个区域人员情况动态反应到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员的总数及分布状况，干部跟班下井情况、矿工入井、升井时间及运行轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。目前矿井共安装地面基站2套，分别布置于矿井地面工业广场的办公楼俩侧；KJ251-F8人员定位分站三台，KJF210B矿用读卡器6台，KTW118K(B)型井下无线通讯基站16套，分别安装于副立井口、井底、主要进、回风巷、各采掘顺槽、设备硐室、各巷道、交叉路口、重要场所等地点，可对矿井每个作业区域范围、交叉点、进出口等全面覆盖，经反复测试，无遗漏卡现象，能实现井上下通信一体化、有线无线一体化、调度通信行政通信一体化。井下软件资料、存储、报表打印、显示、查询、模拟动画、设备显示、人机对话、超时、超员报警等功能齐全，轨迹回放与井下实际路线相符，地面监控中心实现了双机切换、双回路供电、备用电源满足8小时供电，主机、后备电源全部安设在机房内、统一管理。目前与县、市联网、运行正常，配备有专职值班员和维护员，24小时连续运行。目前系统运行稳定、可靠。3、产量监控系统我矿煤炭产量远程监控系统型号为山西万立科技KJ528型并严格按照《MT1082-2008》《MT1080-2008》及省厅管理细则等行业的有关标准和规定设计安装；产量监控系统施设备配置齐全，符合防爆型电气设备的要求。该系统装置由监控终端、省市网络中心产量数据库、系统管理软件、数据采集传输系统组成，具有煤炭产量远程监测、工作状态监测、输煤设备运行状态监测、视频监视功能。超产报警、统计、显示、打印、存储、查询等功能齐全，配备专职值班员、维护员，24小时连续运行，各类报表、台账资料齐全、与县、市联网运行正常、稳定可靠。4、通讯联络系统（1）、采用北京富华宇祺KT195数字程控调度系统，该系统由调度主机、调度台和调度分机组成，扩展的设备包括调度服务器、数字录音系统及具有特殊功能的调度终端；系统通过两路50对专用通信电缆下井，两路电缆分别敷设在副斜井的两侧，互为备用；目前，井下共有电话28门，符合煤矿调度通信系统的要求。该调度主机实现了所有呼叫交换功能，调度功能及组网功能，同时可以根据用户需求使用不同的配置。调度交换机与无线通讯系统可完全融合为一套系统，调度台键盘可通过按键直接强插、强拆所有用户且系统嵌入式数字录音系统，可对所有交换用户进行录音。广播通讯系统矿用本安型手机调度主机（2）、我矿采用中煤科工集团重庆研究院KT175型矿用广播通讯系统，该系统具有多路广播功能、音源种类丰富、可分区功能、日常安全宣传、教育等功能，在矿井安全出现紧急情况时，可以在安全指挥中心，通过广播系统向井下最危险的地点下达安全指令，紧急避险，从而有效的指导人员安全撤离。目前，矿井共安装广播音箱12套、广播基站8台，分别布置在主要运输轨道大巷、采区进、回风巷道、采掘工作面，能全面覆盖、满足矿井安全生产需求。执法网机柜5、执法与决策系统执法与决策网为可视化交互系统，由北京翔科佳信系统技术有限公司设计安装；现已安装完成且与县、市联网，运行稳定正常。目前产量监测系统、人员定位系统、安全监控系统均运行正常，数据上传准确、可靠、三网合成执法与决策系统与上级监控中心联网，上传稳定正常。监控系统均采用双回路电源供电，同时配备了井下不少于2小时、地面不少于8小时的后备电源，保证系统的稳定运行。监控室配备了培训并考试合格的专业人员24小时不间断值班。监控室内线、外线、各系统专线全部配备录音电话，同时对各系统的数据每三个月进行一次备份。各系统数据保存完整，便于查询，符合相关规定和要求。6、安全指挥中心我矿根据《山西省煤炭工业厅煤炭企业调度室质量标准化标准及考核评级办法（试行）》的要求，经过严格的招投标程序后，矿井于2011年3月建设了安全指挥中心，信息自动化工程由北京翔科佳信系统技术有限公司进行设计，软件开发并承建。该项目建设完成后，能够监测井上下各生产系统设备的运行状态以及所需的生产和安全参数，能对矿井内个控制子系统发布控制命令；能够与主体企业和县局建立局域网络，实现矿井与上级有关部门之间生产与管理信息的及时交换，从而实现安全生产过程控制网络化、企业综合信息管理现代化。以上各系统的设备“四证一标志”全部齐全有效，按时进行检定和校验；各系统台账、记录、图纸填绘及时，保存完整。监控中心配备监控值班员2人，井下巡检工9人，全部经培训并考核合格，持证上岗。配备调度员7人。井下各种信息反馈及时。各系统实现生产设备故障和矿井安全状况的预测预报及时，从而把安全事故处理在萌芽状态，杜绝各种事故隐患的发生。我矿工业以太网系统KJ90自安装完毕后运行正常，现已接入瓦斯通讯系统、人员定位系统、无线通讯系统、广播通讯系统。系统可实时监测各网络节点运行情况，在链路发生故障时不中断数