察哈素煤矿创建智能化矿井实践和探索.doc

察哈素煤矿创建“智能化矿井”实践和 探索孙泽佳孙建勋孙怀庭国电建投内蒙古能源有限公司摘要：智能化矿井通过监测监控设备，对矿井安全生产和经营管理信息进行采集、分析 和处理通过介绍察哈素煤矿创建智能化矿井中数据采集层、网络传输层、数据 储存层、核心应用层、决策控制层和数据发布平台及信息展示平台等5个层、2 个平台即“七位一体”的构架和特点，总结该矿创建智能化矿井实现的效果， 分析了 0前存在的问题与不足，提出今后建设智能化矿井在基本术语、架构层级 划分和增加环保、质量标准化内容的改进意见，进一步推动了矿井安全、高产高 效以及综合管理水平的提高关键词：矿井;智能化;监测监控;数字化;安全管理;作者简介：孙泽佳（1987一），男，河北石家庄人，助理工程师，学士，2010 年毕业于解放军理工大学，主要从事自动化信息化工作收稿日期：2017-06-15Practice and Exploration on Creating“an Intelligent Mine” in ChahasuCoal MineSUN Zejia SUN Jiarmm SUN Huai tingGuodian & Jiantou Inner Mongolia EnergyInvestment Co.，Ltd.;Abstract：Intelligent mine collects, analyzes and processes information of mine safety production and operation management through monitoring and monitoring equipment. This paper introduces the structure and characteristics of the intelligent data acquisition layer, network transport layer, data storage layer, core application layer, decision control layer，data publishing platform and information display platform, which is five layers and two platforms namely “seven-in-one”，in the creating intelligent mine of Chahasu Coal Mine. The paper summarizes the results of realizing the intelligent mine, analyzes the existing problems and shortcomings, proposes the improvement suggestions on basic terms, framework layer division， and adding new content of environmental protection and quality standardization in the construction of a intel1igent mine.Keyword：mine; intelligentialize; monitoring and controlling; digitization; safety management;Received： 2017-06-15智能化矿井即运用先进通信等技术，通过监测监控设备，对矿井安全生产和经 营管理信息进行采集、分析和处理，并提供决策支持，以实现安全、高效、环保、 健康发展的目标m。

国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿建设顺应y现代 化矿井建设的发展潮流，创建智能化矿井与矿井、建设、安全3类实体工程同步 设计、同步建设、同步验收、同步投入运行其智能化建设，推动了矿井安全、 高产高效以及综合管理水平的提高1智能化矿井建设存在问题和改进建议1） 智能化矿井部分概念不清晰智能化矿井有称数字化矿井的，有称信息化矿 井的，也有称综合自动化矿井的等［2-3］这些概念之间的关系在有关资料中已 经阐述清楚;其概念均为利用现代电子技术从不同角度对智能化矿井做岀的解 释以智能化矿井称谓较好，可以与我国现代化矿井建设的发展方向以及国家现 有规范的术语保持一致，可以概括现有的其他相关称谓2） 总体架构层级划分多样以现有文献为例，有划分3个层级的，有划分4个 层级的，和层级平行的还有若干个不同的系统、子系统等总之，层级之间、系 统（子系统）之间划分和称谓存在不统一现象Xlzll对于以上2点，期待出台 一套适合现代化煤炭工业发展的智能化矿井设计规范、施工规范、验收规范和评 价标准以便于矿建建设、单位工程划分以及工程的建设、验收及评价3）矿井智能化建设中，环境保护内容欠缺在环保工作日益受到重视的今天， 建设绿色环保智能化的矿井既是W家要求，也是煤矿发展的大趋势。

应当把矿井水处理、污水处理、矿井综合办公楼、选煤厂储煤场扬尘点、矸石处罝、危险废 物储存与处置等纳入智能化矿井建设中来4） 矿井智能化建设中，矿井安全标准化建设内容欠缺有必要把长期对矿井安 全生产行之有效的采、掘、机、运、通、地测防治水、调度等11项安全标准化 管理纳入到矿井智能化范畴中把安全标准化月、季、年度检查变为日常管理5） 硬件够硬，软件较软，智能化使用程度和对比较浮浅对采集的大量数据停 留在肤浅的应用状态，缺乏对数据的深入分析和进一步提升应用，进而指导生 产经营的有效利用；监测、监控所占比例比较低，井下危险场所、工作面未实现 完全的监控，回采工作面自动化操作还没有很好开展;危险场所无人化，少人化 还须进一步开发;指挥决策与真正实现科学化，还需耍从传统的经验决策到数理 统计科学决策的转变2智能化矿井总体构架察哈素矿井智能化的总体构架由数据采集层、网络传输层、数据储存层、核心应 用层和决策控制层以及数据发布平台和信息展示平台等5个层、2个平台构成， 实现信息的完全共享和各种业务的无缝集成，称为“七位一体”七位一体” 的无缝、深度、集成数字化系统的形成为实现矿井安全生产、可视化、信息化、 智能化提供了无限的智库。

2.1数据采集层主要由分布在地面和井下主要运输巷道、回风大巷、交岔点、机电硐室、采掘工 作面的传感器、摄像仪等终端设备组成，将矿井各处信息进行实吋不间断自动采 集2.2网络传输层采用千兆工业以太网由主井区域环网、副井区域环网和井下环网等3个环网组 成其中主井区域环网、副井区域环网各装备4台CJJ02型环网交换机，井不环 网安装6台KJJ58型矿用隔爆本安型环网交换机环网基于端口划分VLAN，避 免冲突，3个环网之间互联互通，网络延时达毫秒级以下，数据不丢包通过集 成矿井现有各个专业子系统，统一通信和控制协议，数据信号、视频信号和音频 信号的综合传输，在此基础上建成了统一的综合自动化传输网，将矿井的各监 测监控子系统集成、汇聚到综合自动化管控平台，便于监察、管理、控治一体化 的管理2.3数据储存层建立了实时数据库、历史数据库和多媒体数据库，数据存储周期可达3年以上， 各子系统所有数据全部集中于该数据库，便于二次开发利用通过BT技术进行数据挖掘、过滤和分析，找出矿井生产的主要关键数据，并以图表形式展现、自 动对比，为决策者提供科学依据2.4核心应用层棊于B/S构架设计，访问点无需安装客户端软件即可通过浏览器访问平台，具 有分级管理和实时数据报警和故障记录功能;平台以组态方式设计，方便各数据 点配罝与両面设计。

平台共接入27个系统，包括14个监测级子系统和13个监 控级子系统对矿井要害场所、部位的实时监控、监测改变了煤矿只有监测，没 有监控的现状，部分岗位实现无人值守2.5决策控制层主要具有生产调度管理、生产技术管理、矿领导带班及管理人员入井管理等多个 功能模块决策控制层可根据上传信息，通过数字广播及信息引导系统、矿用调 度通信系统等，即时把指令传达到作业一线2.6数据发布平台和信息展示平台数据发布平台利用综合自动化管控平台，所有子系统全部集成，数据一站式发 布信息展示平台主要依靠调度大屏幕、视频会议、投影设备等设备完成，实现 安全生产可视化3创建智能化矿井实现的目标3.1决策高效智能化通过矿井行政办公通信系统、生产调度通信系统、3G无线通信系统、矿井数字 广播系统组成、井下人员定位系统和调度大屏显示系统覆盖全矿井，具备群呼、 强插、会议、监听等多种功能;各单元之间无缝拼接，网络信号、IP视频流信号 和工作站的RGB信号灵活显示，系统信号实时监测尤其是在发生安全事件时， 可以根据人员位置和调度视频情况，实时将指令传达到一线人员3.2数据采集自动化通过分布在矿井地面、井下大巷、硐室和采掘工作面的监视器、传感器等终端设 备，将地面、井下要害场所等人员工作状况、设备运转参数、CH,、CO浓度等信 息实吋自动采集。

3.3传输高速网络化通过千兆工业以太环网搭建，实现/网络互联互通、实时、高速、可靠、稳定、 高扩展、易于管理具备实时性、高可用性、高扩展性、高稳定性、易管理的特 点O3.4调度逼真可视化采用40台超大调度大屏显示系统调度大屏采用LED光源、DLP拼接技术，实 现了各投影单元之间的无缝拼接，能够灵活地显示计算机网络信号、TP视频流 信号和工作站的RGB信号，实现对人员信息、设备运转的直观实时监测3.5安全生产可监可控化矿井设立安全监控系统、人员定位系统、车辆定位系统、工业电视系统、顶板动 态监测系统、计量称重系统、工作面监测系统、火灾朿管监测系统、矿井通信联 络系统(包括调度通信子系统、矿用无线通信子系统、行政通信子系统和矿井数 字广播子系统等4个子系统)、信息引导发布系统、机房环境监测系统、矿灯房 监测系统、副井提升监测系统和选煤厂监测系统等，实现即时呼叫、预警提醒、 数据分析、报警通知等功能通过调度大屏显示系统、机电保障分控系统(包括主通风机监控子系统、压 风机监控子系统、主排水自动控制子系统和矿井水处理控制子系统等4个子系 统)、电力监控分控系统(包括110 k V变电所监控子系统、10 k V变电所监 控子系统、中央变电所监控子系统、采区变电所监控子系统等4个子系统)、井 下煤流集控系统、架空人车监控系统、门禁控制系统等的设置，实现对所监控范 围内机电设备远程控制、一键启停等功能。

监测监控的实现，大大提升了矿井的安全程度和自动化程度，主要通风机、压风 机、主排水和矿井水处理系统、110 k V变电所、10 k V变电所、变电所、 采区变电所、井下煤流、架空人车、门禁控制等实现无人值守3.6办公网络无纸化办公网络系统采用12芯光纤从主井信息中心机房相关通信设备接入，其中2芯 用于办公网络连接、2芯用于行政接入、2芯用于电视信号传输，另外6芯 备用；副井通过配置1台主接入交换机(Alcatel 0S6860)与主井核心网络交换 机(CISC06509)进行连接，同时在办公网络区域，配置2台同型号(Alcatel 0S9700)网络核心交换机，其采用双机热备份形式构成煤矿办公区域环网链路； 另外，还配置两台同型号(Alcatel 0S6860-U28)网络交换机作为宿舍、生活区 域核心交换机，并形成环网链路，保证数据传输的稳定性、准确性、可靠性网络到岗的办公网络:全面实现丫内部局域网及外部Inter网络的环网链接，并 且与工业以太环网链接，全面实现Y网络办公自动化，每个岗位都可以通过接 口访问信息。