麥垛山煤礦綜合信息化總體設(shè)計

1、神華寧煤集團麥垛山煤礦神華寧煤集團麥垛山煤礦 綜合信息化總體設(shè)計方案綜合信息化總體設(shè)計方案 （初稿）（初稿） 上海寶信軟件股份有限公司 2009 年 4 月 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 1 目目 錄錄 1 1設(shè)計概述設(shè)計概述 .7 7 2 2礦井概況及設(shè)計依據(jù)礦井概況及設(shè)計依據(jù) .7 7 2.1井田位置 .8 2.2井田范圍 .8 2.3礦井生產(chǎn)能力設(shè)計 .9 2.4主要可采煤層 .11 2.5生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 .11 2.6井口及工業(yè)場地位置 .11 2.7主井工業(yè)場地 .11 2.8主要工藝布置 .14 2.8.1井筒技術(shù)參數(shù) .14 2.8.2井下開拓布置及運輸方式 .1

2、5 2.8.3主要工藝設(shè)備選型及參數(shù)表 .15 2.8.4達到設(shè)計生產(chǎn)能力時的采區(qū)數(shù)目、位置及工作面生產(chǎn)能力 .18 2.8.5生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)設(shè)施 .19 2.9主要技術(shù)經(jīng)濟指標 .20 2.9.1設(shè)計生產(chǎn)能力 .20 2.9.2井巷工程量 .20 2.9.3工業(yè)建筑 .20 2.9.4行政公共建筑 .20 2.9.5礦井總在籍人數(shù) .20 2.9.6礦井全員效率 .20 3 3總體設(shè)計總體設(shè)計 .2121 3.1設(shè)計原則 .21 3.1.1麥垛山煤礦系統(tǒng)方案規(guī)劃范圍與時效性的考慮 .21 3.1.2系統(tǒng)設(shè)計遵循的設(shè)計原則 .21 3.1.2.1 高可靠性 .21 3.1.2.2 高互聯(lián)性 .

3、22 3.1.2.3 高覆蓋性 .23 3.1.2.4 高可視性 .23 3.2建設(shè)目標 .24 3.3總體架構(gòu) .24 3.4關(guān)鍵支撐技術(shù) .26 3.4.1管理信息系統(tǒng)支撐技術(shù) .26 3.4.2全集成自動化支撐技術(shù) .27 3.4.2.1 opc 技術(shù)在麥垛山礦生產(chǎn)自動化控制子系統(tǒng)中的統(tǒng)一作用.27 3.4.2.2 現(xiàn)場總線技術(shù) .28 3.4.2.3 集成化的通訊平臺 .29 3.4.2.4 集成化的數(shù)據(jù)管理 .29 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 2 3.4.2.5 集成化的編程組態(tài) .29 3.4.3管控一體化集成技術(shù) .29 3.4.4gis 地理信息系統(tǒng)、三維可視化及

4、虛擬現(xiàn)實技術(shù).32 3.5技術(shù)指標及標準 .33 3.5.1生產(chǎn)自動化系統(tǒng)技術(shù)標準 .33 3.5.2安全生產(chǎn)一體化監(jiān)控指揮系統(tǒng)技術(shù)標準 .34 3.5.3井下移動通訊系統(tǒng)技術(shù)標準 .34 3.5.4調(diào)度通訊系統(tǒng)技術(shù)標準 .35 3.5.5安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標 .35 3.5.6機房設(shè)計標準及環(huán)境條件指標 .36 3.5.7大屏幕顯示系統(tǒng)主要技術(shù)指標 .37 3.5.8網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃標準 .37 4 4礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) .3939 4.1麥垛山煤礦工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計 .39 4.1.1設(shè)計目標 .39 4.1.2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇 .39 4.1.2.1 網(wǎng)路技術(shù)的比較 .39 4.1.2.

5、2 網(wǎng)絡(luò)冗余方式選型 .41 4.1.3系統(tǒng)架構(gòu) .42 4.1.4系統(tǒng)設(shè)計 .44 4.1.4.1 工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品選型 .44 4.1.4.2 工業(yè)以太網(wǎng)路由設(shè)計 .45 4.1.4.3 工業(yè)核心交換機 .48 4.1.4.4 工業(yè)節(jié)點交換機 .49 4.1.4.5 子系統(tǒng)接入光纖環(huán)網(wǎng)接口和通信協(xié)議 .53 4.1.4.6 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理 .54 4.1.4.7 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電設(shè)計 .54 4.1.4.8 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品配置清單 .56 4.2麥垛山煤礦管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計 .57 4.2.1設(shè)計目標 .57 4.2.2系統(tǒng)架構(gòu) .57 4.2.3系統(tǒng)設(shè)計 .58 4.2.3.1 綜合布線

6、系統(tǒng)設(shè)計 .58 4.2.3.2 管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計 .60 5 5礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng) .6868 5.1礦井生產(chǎn)設(shè)施與設(shè)備 .68 5.1.1井下主要硐室 .68 5.1.2礦井運輸系統(tǒng) .69 5.1.2.1 原煤運輸系統(tǒng) .69 5.1.2.2 掘進煤運輸系統(tǒng) .69 5.1.2.3 運輸系統(tǒng)流程圖 .71 5.1.2.4 井下巷道圖 .73 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 3 5.1.3供電系統(tǒng) .75 5.2礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)設(shè)計方案 .76 5.2.1生產(chǎn)綜合自動化系統(tǒng)子系統(tǒng)劃分及接口要求 .76 5.2.2生產(chǎn)自動化子系統(tǒng)控制設(shè)備基本構(gòu)成 .80 5.2

7、.3生產(chǎn)機電成套設(shè)備單體子系統(tǒng) .81 5.2.3.1 膠帶運輸機遠距離監(jiān)控的生產(chǎn)子系統(tǒng) .81 5.2.3.2 供配電子系統(tǒng) .83 5.2.3.3 風機監(jiān)控子系統(tǒng) .85 5.2.3.4 井下排水泵監(jiān)控系統(tǒng) .86 5.3井上/井上生產(chǎn)自動化子系統(tǒng)無人值守設(shè)計方案 .88 5.3.1膠帶機運輸系統(tǒng)現(xiàn)場無人值守技術(shù)條件分析 .88 5.3.1.1 主斜井膠帶機運輸系統(tǒng) .88 5.3.1.2 采區(qū) 2 煤大巷膠帶機運輸系統(tǒng)（投產(chǎn)時和達產(chǎn)時） .89 5.3.1.3 12 采區(qū)下山膠帶機運輸系統(tǒng)（達產(chǎn)時）.90 5.3.1.4 11 采區(qū)和 12 采區(qū)膠帶機運輸系統(tǒng)建議采用三種操作方式：.90

8、 5.3.2綜合自動化子系統(tǒng)接入方案 .90 5.3.2.1 綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng) .90 5.3.2.2 掘進工作面監(jiān)控系統(tǒng) .94 5.3.2.3 運輸膠帶監(jiān)控系統(tǒng) .95 5.3.2.4 井下主排水監(jiān)控系統(tǒng) .98 5.3.2.5 無人值守變電所 .100 5.3.2.6 主通風機監(jiān)控系統(tǒng) .101 5.3.2.7 副井提升系統(tǒng) .103 5.3.2.8 日用消防系統(tǒng) .104 5.3.2.9 生活污水處理系統(tǒng) .105 5.3.2.10井下水處理系統(tǒng) .106 5.3.2.11 鍋爐房系統(tǒng) .107 5.3.2.12束管監(jiān)測系統(tǒng) .108 5.3.2.13制氮系統(tǒng) .108 5.3.2.

9、14井下無軌膠輪車信號系統(tǒng) .109 5.3.2.15信集閉系統(tǒng) .111 6 6生產(chǎn)一體化監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)一體化監(jiān)控系統(tǒng) .112112 6.1建設(shè)總體目標 .112 6.1.1提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平，滿足生產(chǎn)需要 .112 6.1.2實現(xiàn)無人化、少人化的礦井自動化生產(chǎn)能力 .112 6.1.3實現(xiàn)管理實時化與生產(chǎn)自動化的結(jié)合 .112 6.2主要自動化子系統(tǒng)建設(shè)目標 .113 6.3系統(tǒng)架構(gòu) .114 6.3.1一體化監(jiān)控指揮系統(tǒng)架構(gòu) .114 6.3.2調(diào)度中心計算機系統(tǒng)硬件配置要求： .116 6.4設(shè)計方案 .116 6.4.1一體化監(jiān)控指揮系統(tǒng)平臺基本功能 .116 6.4.2一體化

10、監(jiān)控指揮系統(tǒng)集成功能 .121 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 4 7 7安全生產(chǎn)執(zhí)行管理信息系統(tǒng)（張梅、陳長春）安全生產(chǎn)執(zhí)行管理信息系統(tǒng)（張梅、陳長春） .122122 7.1設(shè)計目標 .122 7.2系統(tǒng)架構(gòu) .122 7.3設(shè)計方案 .124 7.3.1生產(chǎn)作業(yè)計劃管理 .124 7.3.2生產(chǎn)調(diào)度信息管理 .124 7.3.3生產(chǎn)技術(shù)管理 .124 7.3.4現(xiàn)場安全管理 .125 7.3.5設(shè)備運行管理 .125 7.3.6材料使用管理 .126 7.3.7業(yè)務(wù)統(tǒng)計分析 .126 8 8生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計管理系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計管理系統(tǒng) .127127 8.1設(shè)計目標 .127 8.

11、2系統(tǒng)架構(gòu) .127 8.3設(shè)計方案 .128 9 9安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) .131131 9.1設(shè)計目標 .131 9.2系統(tǒng)架構(gòu) .132 9.3設(shè)計方案 .133 1010生產(chǎn)調(diào)度指揮中心生產(chǎn)調(diào)度指揮中心 .135135 10.1設(shè)計目標 .135 10.2系統(tǒng)架構(gòu) .135 10.3系統(tǒng)設(shè)計 .137 10.3.1綜合自動化系統(tǒng)計算機平臺 .137 10.3.1.1系統(tǒng)構(gòu)成 .137 10.3.1.2數(shù)據(jù)采集服務(wù)器配置方案 .138 10.3.1.3實時、歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 .138 10.3.1.4生產(chǎn)過程管理平臺服務(wù)器 .138 10.3.1.5 web 服務(wù)器.138

12、10.3.1.6網(wǎng)管服務(wù)器配置方案 .139 10.3.1.7工作站配置方案 .139 10.3.1.8生產(chǎn)綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 .140 10.3.2管理信息系統(tǒng)計算機平臺 .141 10.3.2.1系統(tǒng)構(gòu)成 .141 10.3.2.2數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 .141 10.3.2.3應(yīng)用服務(wù)器 .141 10.3.2.4網(wǎng)絡(luò)管理防病毒服務(wù)器 .141 10.3.2.5電子郵件服務(wù)器 .141 10.3.2.6企業(yè)網(wǎng)站服務(wù)器 .141 10.3.2.7管理信息系統(tǒng)拓撲圖 .142 10.3.3服務(wù)器平臺設(shè)備選型 .143 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 5 10.3.4存儲備份系統(tǒng) .146

13、 10.3.4.1陣列 raid 級別選型分析.146 10.3.4.2存儲系統(tǒng)設(shè)計 .147 10.3.4.3光纖交換機系統(tǒng)設(shè)計 .147 10.3.4.4備份系統(tǒng)設(shè)計 .147 10.3.4.5存儲備份系統(tǒng)拓撲設(shè)計 .149 10.4供電系統(tǒng)設(shè)計方案 .149 10.4.1配電設(shè)計 .149 10.4.1.1供配電系統(tǒng)概述 .149 10.4.1.2供配電柜技術(shù)要求 .149 10.4.2ups 電源系統(tǒng)設(shè)計.150 10.4.3防雷、安全接地系統(tǒng) .150 10.4.3.1概述 .150 10.4.3.2防雷系統(tǒng)設(shè)計 .151 10.4.3.3接地系統(tǒng)設(shè)計 .151 10.5機房裝修方案

14、 .152 10.5.1概述 .152 10.5.2工程施工范圍 .152 10.5.3環(huán)境條件及相關(guān)指標 .152 10.5.4機房裝修方案 .152 10.5.4.1裝飾設(shè)計 .152 10.5.4.2機房照明 .153 10.5.4.3空調(diào)新風系統(tǒng) .153 10.5.4.4火災(zāi)報警及滅火系統(tǒng) .153 1111生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng) .155155 11.1設(shè)計目標 .155 11.2系統(tǒng)架構(gòu) .156 11.3設(shè)計方案 .157 11.3.1系統(tǒng)特點 .157 11.3.1.1 強大的處理能力 .157 11.3.1.2 豐富的接口 .157 11.3.1.3 綜合業(yè)務(wù)交換

15、、處理 .157 11.3.1.4 高可靠性設(shè)計 .157 11.3.1.5 模塊化結(jié)構(gòu) .158 11.3.1.6 丹麥鍵調(diào)度操作臺 .158 11.3.1.7 強大的會議功能 .158 11.3.1.8 數(shù)字錄音、錄時功能（由用戶根據(jù)需要選配） .158 11.3.1.9 井上井下防爆安全一體化 .159 11.3.1.10 靈活的組網(wǎng)方式 .159 11.3.2調(diào)度功能 .160 11.3.3分機功能 .160 11.3.4主要技術(shù)指標 .161 1212井下移動通信系統(tǒng)井下移動通信系統(tǒng) .163163 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 6 12.1設(shè)計目標 .164 12.2系

16、統(tǒng)架構(gòu) .164 12.3設(shè)計方案 .165 12.3.1設(shè)計參數(shù) .165 12.3.2業(yè)務(wù)設(shè)計 .166 12.3.3網(wǎng)管設(shè)計 .168 12.3.4網(wǎng)絡(luò)擴容說明 .169 1313工業(yè)電視系統(tǒng)工業(yè)電視系統(tǒng) .171171 13.1設(shè)計目標 .171 13.2系統(tǒng)架構(gòu) .171 13.3設(shè)計方案 .172 13.3.1前端監(jiān)控設(shè)備 .173 13.3.2視頻監(jiān)控中心 .175 13.3.2.1硬盤錄像機 .175 13.3.2.2控制鍵盤 .177 13.3.2.3光端機 .178 13.3.3防雷措施 .179 1414大屏顯示系統(tǒng)大屏顯示系統(tǒng) .180180 14.1設(shè)計目標 .180

17、 14.2系統(tǒng)架構(gòu) .180 14.3設(shè)計方案 .181 14.3.1系統(tǒng)組成 .181 14.3.2系統(tǒng)特點 .185 14.3.3系統(tǒng)硬件設(shè)備特性及技術(shù)規(guī)格 .187 1515人員定位系統(tǒng)人員定位系統(tǒng) .200200 15.1設(shè)計目標 .200 15.2系統(tǒng)架構(gòu) .200 15.3設(shè)計方案 .201 15.3.1系統(tǒng)組成設(shè)備及工作原理 .201 15.3.1.1傳感設(shè)備電子識別卡和讀卡器 .201 15.3.1.2數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 .203 15.3.1.3監(jiān)測站設(shè)備 .204 15.3.2主要功能 .205 15.3.3系統(tǒng)特點 .205 1616效益分析效益分析 .207207 16.1信

18、息技術(shù)應(yīng)用效應(yīng) .207 16.2信息系統(tǒng)具體應(yīng)用效益評價 .207 16.2.1管理效益評價 .207 16.2.2經(jīng)濟效益評價指標 .209 16.3信息系統(tǒng)的價值.209 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 7 1 1 設(shè)計概述設(shè)計概述 設(shè)計說明：設(shè)計說明： 該設(shè)計方案源于神華寧夏煤業(yè)集團麥垛山煤礦綜合信息化專篇設(shè)計合同 1、總體設(shè)計主要包括以下內(nèi)容： 礦井綜合信息化總體框架設(shè)計，使之滿足將麥垛山煤礦建設(shè)成為神華寧煤集團 乃至國內(nèi)新型數(shù)字化礦井的典范； 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺設(shè)計(自動化為高可靠工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，管理信息網(wǎng)為局域網(wǎng))； 礦井一體化監(jiān)控指揮平臺設(shè)計，為礦井無人化、少人化提供信息集成

19、平臺； 提供礦井綜合信息化建設(shè)所需的語音通信、工業(yè)電視、大屏幕顯示等輔助系統(tǒng) 的設(shè)計； 提供各生產(chǎn)及輔助子系統(tǒng)建設(shè)所需與一體化監(jiān)控指揮平臺的接口標準。 礦井安全生產(chǎn)管理信息化設(shè)計。 2、設(shè)計要求： 根據(jù)麥垛山煤礦的發(fā)展戰(zhàn)略和建設(shè)目標，結(jié)合國內(nèi)外同行業(yè)信息化建設(shè)的先進經(jīng) 驗，制定麥垛山煤礦綜合信息化建設(shè)的指導(dǎo)原則和總體架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)及軟硬件平臺及各 分子系統(tǒng)的主要功能設(shè)計，并提供信息化建設(shè)的分步實施計劃，提出總體建設(shè)方案、 建設(shè)概算并進行項目建設(shè)的風險分析。設(shè)計符合神華集團公司所屬井工煤礦安全生 產(chǎn)信息系統(tǒng)技術(shù)標準 。 3、設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計方案依據(jù)麥垛山煤礦所提供的麥垛山煤礦初步設(shè)計 、 神華寧夏煤

20、業(yè)集 團麥垛山煤礦綜合信息化專篇設(shè)計合同 、現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果等相關(guān)文檔而制定。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 8 2 2 礦井概況及設(shè)計依據(jù)礦井概況及設(shè)計依據(jù) 2.1井田位置井田位置 麥垛山井田位于寧夏回族自治區(qū)中東部地區(qū)，行政區(qū)劃隸屬靈武市寧東鎮(zhèn)和馬家 灘鎮(zhèn)管轄。距銀川市約 70km，在靈武市以東約 55km 處。麥垛山礦井是寧東能源化工 基地開發(fā)建設(shè)的主要供煤礦井。麥垛山礦井是寧東能源化工基地規(guī)劃的大型礦井之一， 其產(chǎn)品用戶主要為寧東能源化工基地內(nèi)的坑口電廠，煤基二甲醚和煤炭間接液化項目。 2.2井田范圍井田范圍 麥垛山井田北以楊家窖正斷層（麥垛山斷層）為界，南以第 32 勘探線（

21、地震 m12 線）為界；西以于家梁逆斷層為界，東以紅柳井田西部邊界（重合）為界，整個井田 呈北西南北向條帶狀展布，南北長約 14km，東西寬約 4.5km，面積約 65km2。 圖 2-21 第一方案井田采區(qū)劃分（大采區(qū)劃分） 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 9 圖 2-22 第二方案井田采區(qū)劃分（小采區(qū)劃分） 圖 2-23 第一方案井田采斷面圖 2.3礦井生產(chǎn)能力設(shè)計礦井生產(chǎn)能力設(shè)計 nono 生產(chǎn)能力設(shè)計生產(chǎn)能力設(shè)計說明說明 1 礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日為 330d。每天凈提升時間為 16h。采用“四、 六”作業(yè)制，每天三班作業(yè)，一班準備。 2 市場需求麥垛山井田煤炭為低低中

22、灰、低低中硫、特低低磷和較 高發(fā)熱量煤，是良好的動力、氣化、間接液化和煤化工用煤， 用途十分廣泛，尤其是有害成分含量低，更適合于大城市用煤 的環(huán)保要求，市場條件良好。 3 煤炭儲量麥垛山井田煤炭儲量大，井田內(nèi)計算儲量的可采煤層達 20 層， 資源/儲量達 1979.27mt，扣除各種難以回采塊段、煤柱損失和 開采損失以后，可采儲量為 1138.86mt；按照 8.00mt/a 計算， 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 10 服務(wù)年限為 102 年。 4 開采技術(shù)條件麥垛山礦井儲量豐富，但開采煤層數(shù)量達 20 層之多，且煤層 厚度及傾角變化均較大。井田內(nèi)除 2 號、6 號、18 號煤層厚

23、度 局部厚度較大外，其它開采煤層厚度均較小，大部分為局部或 大部可采煤層。煤層厚度、傾角的變化以及壓茬影響對工作面 布置均產(chǎn)生不利影響。煤層厚度主要影響單位時間內(nèi)采煤機的 割煤能力。煤層傾角主要影響采煤機的割煤速度及工作面液壓 支架的穩(wěn)定性，影響設(shè)備性能的充分發(fā)揮。 5 開拓計劃為使井田內(nèi)薄煤層與厚煤層合理搭配開采，井下至少應(yīng)布置 23 個薄到中厚煤層工作面（要求推進速度快，生產(chǎn)能力大） 才能合理配采。結(jié)合礦井 20 年內(nèi)開采計劃，井下工作面?zhèn)€數(shù) 確定為 3 個，其中 2 個工作面為薄及中厚煤層工作面，1 個為 大采高工作面。薄煤層工作面產(chǎn)量為 1.50-2.00mt/a，中厚煤 層工作面產(chǎn)量

24、為 2.00-2.50mt/a，大采高工作面產(chǎn)量為 4.00- 5.00mt/a，以保證礦井 8.00mt/a 的生產(chǎn)規(guī)模。 6 開采順序根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及煤組接替順序，煤層間的開采順序為 由近至遠，由上到下。設(shè)計采區(qū)開采順序為 11 采區(qū)、12 采區(qū)、 13 采區(qū)、14 采區(qū)、15 采區(qū)、16 采區(qū)、21 采區(qū)、22 采區(qū)、23 采區(qū)、24 采區(qū)、25 采區(qū)、26 采區(qū)。礦井投產(chǎn)時，首采區(qū)首采區(qū) 1111 采采 區(qū)開采區(qū)開采 1 1 煤和煤和 2 2 煤煤。 表 2-31 礦井生產(chǎn)能力設(shè)計一覽表 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 11 2-32 第一方案開采計劃表 2.4主要可采

25、煤層主要可采煤層 本井田可采及局部可采煤層共 20 層，自上而下編號為：1、2、3-1、3-2、3 下、 4-1、4-2、4-3、6、7、8、9、10、12、16、17、18-1、18-2 及 18、18 下煤，其中 2、3-2、4-3、6、10、18 為主要可采煤層。 2.5生產(chǎn)能力及服務(wù)年限生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井生產(chǎn)規(guī)模 8.00mt/a，服務(wù)年限為 102a，見表 2-31 第一方案開采計劃表。 2.6井口及工業(yè)場地位置井口及工業(yè)場地位置 設(shè)計確定礦井主副井分場地布置，主井井口位于 20 勘探線井田東邊界附近、磁 馬公路以東處，副井場地位于井田南部 f10 斷層以西于家梁周家溝背斜 2

26、005 鉆孔附近。 2.7主井工業(yè)場地主井工業(yè)場地 nono 面積面積主要設(shè)施配置主要設(shè)施配置備注備注 1 圍墻內(nèi)占地面積主要有主井驅(qū)動機房、熱風爐房和配 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 12 0.96hm2 電室。 圖 2-71 主井井口工業(yè)場地平面圖 nono 面積面積主要設(shè)施配置主要設(shè)施配置備注備注 1 圍墻內(nèi)占地面積 36.60hm2 布置分為兩個區(qū)，即：輔助生產(chǎn) 區(qū)、行政生活福利區(qū)及配套的公 共設(shè)施。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 13 圖 2-72 副井及風井井口及工業(yè)場地平面圖 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 14 2.8主要工藝布置主要工藝布置

27、2.8.12.8.1 井筒技術(shù)參數(shù)井筒技術(shù)參數(shù) nono 井筒名稱井筒名稱主要工藝參數(shù)主要工藝參數(shù)功能功能備注備注 1 主斜井斷面凈寬 5400mm，凈斷 面 20.4m2，傾角 20o，斜 長 1667m（包括平段） ， 裝備帶寬 1600mm 的鋼繩 芯膠帶輸送機 礦井煤炭運輸任務(wù)，兼進風任務(wù)。 井筒內(nèi)安裝架空乘人器，用于零 散人員上下井和膠帶輸送機檢修； 井筒敷設(shè)動力電纜、消防灑水管 及弱電電纜。 投產(chǎn)時 建成 2 副立井凈直徑 9400mm，深度 548m（不含水窩） 裝備一套提升設(shè)備，擔負礦井提 升人員、矸石、材料及設(shè)備等任 務(wù)，井筒內(nèi)安裝梯子間，用于檢 修及安全出口。 投產(chǎn)時 建成

28、 3 回風立井凈直徑 6.5m，凈斷面積 33.2m2 主要擔負井下回風任務(wù)。投產(chǎn)時 建成 4 二分區(qū)進 風立井 凈直徑 7.0m，凈斷面積 38.5m2 主要擔負后期井下進風、掘進矸 石提升任務(wù)，兼安全出口。井筒 內(nèi)布置黃泥灌漿管道和井下制冷 管道。 達產(chǎn)時 建成 5 二分區(qū)回 風立井 凈直徑 7.0m，凈斷面積 38.5m2 二分區(qū)回風立井斷面及支護方式 同回風立井。主要擔負后期井下 回風任務(wù)。 達產(chǎn)時 建成 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 15 2.8.22.8.2 井下開拓布置及運輸方式井下開拓布置及運輸方式 井下開拓井下開拓大巷運輸大巷運輸井下開采井下開采 礦井采用主斜井-

29、副立井、 單水平開拓方式，全井田 劃分為兩個分區(qū)開采。一 分區(qū)為 9 勘探線以南區(qū)域； 二分區(qū)為 9 勘探線以北區(qū) 域。各分區(qū)均劃分為 3 個 煤組進行回采 煤炭運輸：采用膠帶輸送 機運輸方式。 輔助運輸：石門及工作面 巷道采用無軌膠輪車運輸 方式。 采煤方法：采用走向長壁、 一次采全高采煤法。投產(chǎn) 時布置兩個中厚煤層滾筒 采煤機綜采工作面，達產(chǎn) 時增加一個大采高綜采工 作面。 2.8.32.8.3 主要工藝設(shè)備選型及參數(shù)表主要工藝設(shè)備選型及參數(shù)表 設(shè)備名稱設(shè)備名稱型號型號技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)備注備注 液壓支架zy6800/11/24 型電液閥控制，中心距 1500mm 采煤機mg250/556-

30、wd 型截深 800mm 刮板輸送機sgz830/630 型q=1000t/h,敷設(shè)長度 250m 轉(zhuǎn)載機 破碎機 乳化液泵站 噴霧泵站 中厚煤層 綜采工作 面 膠帶輸送機國產(chǎn)帶寬 1200mm 投產(chǎn)時使用 液壓支架 zy8640/25.5/55 型 采煤機 mg650/1480-gwd 型 刮板輸送機 sgz-1000/1400 型 轉(zhuǎn)載機 大采高綜 采工作面 破碎機 達產(chǎn)時使用 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 16 乳化液泵站 噴霧泵站 膠帶輸送機國產(chǎn)帶寬 1600mm 主斜井提升設(shè)備 引進的鋼絲繩芯 膠帶輸送機 帶寬 b=1600mm、帶速 v=06.0m/s、最大運量 q=2

31、000t/h、膠帶為 st6300n/mm 阻燃型膠帶，雙 滾筒三電機驅(qū)動，配 3 臺 2000kw 交-直-交變頻驅(qū)動電 動機。 井筒傾角 20，斜長 1667m，井筒 凈寬 5400mm，凈 斷面 20.4m2 投產(chǎn)時使用 副立井提升設(shè)備 kmd-5.54 型落地式多繩摩擦提升機，單 側(cè)出軸，選配 1 臺交直交變 頻同步電動機，功率 2500kw，轉(zhuǎn)速 32r/min，額 定電壓 3150v。 投產(chǎn)時使用 通風設(shè)備 2 臺 fbcdz35 型礦用防爆對旋 軸流式通風機 每臺通風機配 2 臺變頻隔爆 型電動機，每臺功率 450kw，電壓 6kv，轉(zhuǎn)速 590r/min。投產(chǎn)時總風量為 200

32、m3/s，負壓 858.9pa。達 產(chǎn)時礦井總風量 250m3/s， 容易時期負壓 1129.4pa，困 難時期負壓 1756.5pa 通風方式為 抽出式，初 期為并列式 通風系統(tǒng)， 后期為分區(qū) 式通風系統(tǒng)。 排水設(shè)備 5 臺 md580- 708 型耐磨多 級離心式水泵 每臺水泵配 1 臺 yb2-5603-4 型隔爆電動機，功率 1250kw，電壓 10kv，額定轉(zhuǎn) 速 1492r/min。排水管路選 用 3 趟 37713 無縫鋼管。 投產(chǎn)時使用 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 17 井下移動 式空氣壓 縮機 2 臺 sm-5132a 型 防爆螺桿式空氣 壓縮機 給風動工具供氣

33、，井下普掘 工作面使用，每臺空氣壓縮 機排氣量 21m3/min，排氣壓 力 0.7mpa，配帶電動機功率 132kw，電壓 660v。 投產(chǎn)時使用 壓風設(shè)備 井下空氣 壓縮機 5 臺 sm-455a 型 井下防爆螺桿式 空氣壓縮機 投產(chǎn)時綜掘工作面選用，每 臺空氣壓縮機排氣量 10.3m3/min，排氣壓力 0.7mpa，配帶電動機功率 55kw，電壓 660v。 投產(chǎn)時使用 5 臺，達產(chǎn)時 再增加 2 臺 3 套 kgzd-1200 型 地面固定式變壓吸附制氮機 組 投產(chǎn)時其中 2 套工作，1 套備用 制氮機組 1 套 kgzd-1200 型 地面固定式變壓吸附制氮機 組 達產(chǎn)時增加 1

34、套同型號制 氮機組，其 中 3 套同時 工作，1 套備 用 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 18 2.8.42.8.4 達到設(shè)計生產(chǎn)能力時的采區(qū)數(shù)目、位置及工作面生產(chǎn)能力達到設(shè)計生產(chǎn)能力時的采區(qū)數(shù)目、位置及工作面生產(chǎn)能力 礦井投產(chǎn)采區(qū)為 11 采區(qū)。在 1 煤層和 2 煤層各裝備一個中厚煤層綜采工作面 （110104、110202） ，共配備 4 個掘進工作面，產(chǎn)量 4.00mt/a。 圖 2-8-41 投產(chǎn)時采區(qū)平面圖 達產(chǎn)時在 11 采區(qū) 1 煤層布置 1 個綜采工作面，2 煤裝備 1 個大采高綜采工作面生 產(chǎn)，12 采區(qū) 2 煤 1 個中厚煤層綜采工作面生產(chǎn)。全礦井開采 2 個

35、煤層，2 個采區(qū) 3 個 綜采工作面生產(chǎn)，6 個掘進工作面保證采掘接替。礦井規(guī)模 8.00mt/a。 圖 2-8-42 達產(chǎn)時采區(qū)平面圖 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 19 2.8.52.8.5 生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)設(shè)施 nono 生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)設(shè)施主要功能及參數(shù)主要功能及參數(shù)備注備注 井下原煤通過主斜井膠帶輸送機運至主斜井井口房， 經(jīng)轉(zhuǎn)載后通過地面膠帶輸送機運至集中選煤廠 1 主井生產(chǎn)系 統(tǒng) 井下半煤巖掘進煤通過主斜井膠帶輸送機運至主斜井 井口房，經(jīng)轉(zhuǎn)載后通過地面膠帶輸送機后轉(zhuǎn)運至矸石 電廠 主要擔負全礦矸石、材料、人員、設(shè)備、大件等的提 升任務(wù) 副立井。副立井井筒直徑

36、 9.4m。裝備一套特制大型 單層鋼罐道罐籠+平衡罐籠。寬罐籠外形尺寸為長寬 高=800032007410，平衡罐籠外形尺寸為長寬 高=5370143410610 為提高副井系統(tǒng)的安全、可靠性，防止井底罐籠在重 型設(shè)備進出罐籠時，鋼絲繩的彈性伸長過大，引起罐 籠上下起伏，給大重型設(shè)備進出罐置換帶來困難，設(shè) 計采用了德國 siemage 公司的轉(zhuǎn)換平臺裝置，在副井 井口、井底為大罐籠各設(shè)置一套 在副井井口、井底還設(shè)置有氣動安全門，以保證人員 及膠輪車的行車安全 2 副井生產(chǎn)系 統(tǒng) 副井提升系統(tǒng)中設(shè)置了防撞梁、罐籠防墜落裝置、防 過卷緩沖裝置及防過放緩沖裝置等安全設(shè)施 礦井矸石采用汽車外運的排矸方

37、式 3 矸石系統(tǒng)井下矸石裝入無軌膠輪車由副立井提升至地面，直接 運至排矸場地排棄 4 輔助設(shè)施 綜合機修車間：礦井工業(yè)場地設(shè)綜合機修車間，擔負 礦井和選煤廠機電設(shè)備的小修、日常保養(yǎng)任務(wù)，面積 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 20 為 2028m2 綜采設(shè)備中轉(zhuǎn)庫：在工業(yè)場地設(shè)有綜采設(shè)備中轉(zhuǎn)庫， 綜采設(shè)備中轉(zhuǎn)庫內(nèi)設(shè)綜采設(shè)備保養(yǎng)間和 10/0.4kv 變電 所，承擔綜采設(shè)備下井前的中轉(zhuǎn)存放和保養(yǎng)測試任務(wù)， 面積為 2805m2 2.9主要技術(shù)經(jīng)濟指標主要技術(shù)經(jīng)濟指標 2.9.12.9.1 設(shè)計生產(chǎn)能力設(shè)計生產(chǎn)能力 投產(chǎn)時 4.00mt/a，達產(chǎn)時 8.00mt/a，礦井工作制度按每年 3

38、30 天，每天 16 小時。 2.9.22.9.2 井巷工程量井巷工程量 全礦井移交總工程量 81714m，其中巖巷 19863m，半煤巖巷 44436m，煤巷 17415m，萬噸掘進率 102.1m。投產(chǎn)時總工程量 55578m，其中巖巷 11142m，半煤巖巷 44436m。達產(chǎn)時新增工程量 26136m，其中巖巷 8721m，煤巷 17415m。 2.9.32.9.3 工業(yè)建筑工業(yè)建筑 工業(yè)建筑總建筑面積為 24710m2，總建筑體積為：227338m3。 2.9.42.9.4 行政公共建筑行政公共建筑 麥垛山礦井行政公共建筑總建筑面積為 41499m2, 總建筑體積為 199770m3

39、。其中 聯(lián)合建筑 7916m2；食堂 5200m2；行政辦公樓 5383m2；倒班樓 23000m2。 2.9.52.9.5 礦井總在籍人數(shù)礦井總在籍人數(shù) 1294 人，其中投產(chǎn)時 1048 人，達產(chǎn)時新增 246 人。采用“四、六”作業(yè)制，每 天三班作業(yè)，一班準備。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 21 2.9.62.9.6 礦井全員效率礦井全員效率 投產(chǎn)時 17.22t/工，達產(chǎn)時 27.67t/工。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 22 3 3 總體設(shè)計總體設(shè)計 3.1設(shè)計原則設(shè)計原則 3.1.13.1.1 麥垛山煤礦系統(tǒng)方案規(guī)劃范圍與時效性的考慮麥垛山煤礦系統(tǒng)方案規(guī)

40、劃范圍與時效性的考慮 根據(jù)初步設(shè)計推薦方案一的結(jié)論，即主斜井-副立井大采區(qū)開拓方案，以及表 2-21 第一方案開采計劃表所示內(nèi)容，11 采區(qū)和 12 采區(qū)服務(wù)年限分別為 33.3 和 35.0 年。其中 12 采區(qū)開始投產(chǎn)時，11 采區(qū)已經(jīng)開采了 4.2 年。即本系統(tǒng)投產(chǎn)時只有 11 采區(qū)南北兩翼各一個中厚煤層綜采工作面生產(chǎn)，年產(chǎn) 4 mt/n，投產(chǎn)后 4.2 年 12 采 區(qū)開始采煤，形成年產(chǎn) 8 mt/n 的生產(chǎn)能力。 考慮生產(chǎn)控制系統(tǒng)設(shè)備更新周期和升級換代能力，本方案只考慮 11 采區(qū)和 12 采 區(qū)服務(wù)年限內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計，并采用總體設(shè)計分布實施的方式，將“投產(chǎn)時”的系統(tǒng)作 為近期生產(chǎn)目標

41、進行設(shè)計并達到 4 mt/n 的生產(chǎn)能力。而“達產(chǎn)時”的系統(tǒng)是在“投產(chǎn) 時”已建成系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進行擴展性設(shè)計并滿足 8 mt/n 的生產(chǎn)能力。2.6.3 主要工藝 設(shè)備選型及參數(shù)表中已經(jīng)明確“達產(chǎn)時”所需增加的主要設(shè)備，所以在“投產(chǎn)時”前 期設(shè)計過程中必須考慮“達產(chǎn)時”因增加設(shè)備而增加通信接口和系統(tǒng)處理容量。 3.1.23.1.2 系統(tǒng)設(shè)計遵循的設(shè)計原則系統(tǒng)設(shè)計遵循的設(shè)計原則 3.1.2.1高可靠性高可靠性 3.1.2.1.13.1.2.1.1軟件軟件 系統(tǒng)平臺軟件選用經(jīng)過國家認證機構(gòu)登記注冊的成熟平臺軟件，并有過同類型 礦井成功應(yīng)用案例，使生產(chǎn)監(jiān)控應(yīng)用軟件在安全可靠的平臺下開發(fā)和連續(xù)運行;

42、生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入各子系統(tǒng)通信接口協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，要求具有國際標準 性、開放性和成熟性，使系統(tǒng)接入的子系統(tǒng)通信暢通無阻，保持生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 連續(xù)運行； 中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)操作站人機界面中，監(jiān)控數(shù)據(jù)整體響應(yīng)品質(zhì)要求更新速度小 于 2 秒（含子系統(tǒng)響應(yīng)時間） ，畫面更新速度小于 3 秒； 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 23 管理信息系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全性。 3.1.2.1.23.1.2.1.2硬件硬件 生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選用適合礦井惡劣環(huán)境下的工業(yè)性產(chǎn)品，防爆環(huán)境下選用國 家煤礦安全認證產(chǎn)品； 基于可靠性理論，生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備考慮冗余配置，保證關(guān)鍵設(shè)備單點故 障時建立快速切換機制

43、，不影響主要生產(chǎn)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)； 生產(chǎn)監(jiān)視與控制系統(tǒng)考慮降級操作方式，當意外事故和災(zāi)害發(fā)生時能夠有效組 織和恢復(fù)生產(chǎn)。 3.1.2.1.33.1.2.1.3故障診斷及故障對策故障診斷及故障對策 對接入生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控的各個子系統(tǒng)設(shè)備，要求供應(yīng)商提供子系統(tǒng) 故障診斷信息和故障對策，便于綜合監(jiān)控系統(tǒng)實時掌握子系統(tǒng)詳細運行狀態(tài)， 及時發(fā)現(xiàn)隱患和排除故障，保證設(shè)備運轉(zhuǎn)率并滿足生產(chǎn)計劃要求； 生產(chǎn)子系統(tǒng)的關(guān)鍵控制設(shè)備要求提供平均無故障時間 （mtbf（mean time between failure） ）和平均故障修復(fù)時間指標（mttr（mean time to repair/recover） ）

44、，便于綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)計生產(chǎn)整體可靠性和可用性指標，評 價建成后系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率和可維護性。 注注 1 1：mtbf：平均故障時間。一般指產(chǎn)品在兩次故障之間的平均時間間隔，作為 產(chǎn)品的平均壽命的指標之一。 注注 2 2：mttr：平均維修時間。一般指產(chǎn)品的故障維修所需的平均修復(fù)時間，作為 產(chǎn)品可維修性的衡量指標。 3.1.2.2高互聯(lián)性高互聯(lián)性 全礦建立統(tǒng)一的系統(tǒng)互聯(lián)標準，便于中央監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)高度集成以及易于 維護； 要求生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)平臺實現(xiàn)集自動化控制數(shù)據(jù)、語音、視頻于一體化綜合監(jiān)控 功能，建立生產(chǎn)事件與多媒體信息聯(lián)動的功能，消除自動化系統(tǒng)與多媒體系統(tǒng) 之間“孤島”狀態(tài)； 神華寧煤集團麥垛山煤

45、礦綜合信息化設(shè)計方案 24 要求管理信息子系統(tǒng)之間以及與一體化監(jiān)控系統(tǒng)之間信息無縫銜接，形成管控 一體化信息系統(tǒng)。 3.1.2.3高覆蓋性高覆蓋性 與生產(chǎn)運行有關(guān)的所有子系統(tǒng)集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺或信息化平臺中，形成 信息互聯(lián)和跨子系統(tǒng)資源共享的數(shù)據(jù)流以及實現(xiàn)相互之間的聯(lián)動功能； 生產(chǎn)自動化綜合監(jiān)控系統(tǒng)為信息化系統(tǒng)提供必要的管理數(shù)據(jù)，因此在規(guī)劃生產(chǎn) 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的同時，考慮信息化系統(tǒng)建設(shè)時所需采集的基本信息。如滿足 信息化生產(chǎn)產(chǎn)量統(tǒng)計、能源消耗、設(shè)備管理、人員管理、井下車輛管理等數(shù)據(jù) 采集需求。 管理信息系統(tǒng)覆蓋安全生產(chǎn)相關(guān)的關(guān)鍵管理信息，能夠為管理者提供輔助決策 依據(jù)。 3.1.2.4高可

46、視性高可視性 生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可視性包括視頻畫面展示系統(tǒng)和人機界面展示系統(tǒng)； 視頻系統(tǒng)應(yīng)覆蓋井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。能夠清晰地實時監(jiān)視展示現(xiàn)場實際 場景和動態(tài)，通過操作站也能夠自由調(diào)用歷史回放畫面，便于查找歷史狀態(tài)； 生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺與所有互聯(lián)子系統(tǒng)都要建立相關(guān)子系統(tǒng)的二維詳細流程 監(jiān)控畫面，要求各個子系統(tǒng)能夠提供盡可能詳細的設(shè)備運行狀態(tài)、參數(shù)（包括 子系統(tǒng)正常和故障狀態(tài)和參數(shù)） ，便于操作人員及時掌握生產(chǎn)與設(shè)備運行情況， 在運行故障時能夠掌握具體故障原因，及時提出維護維修對策，迅速恢復(fù)生產(chǎn)， 達到提高生產(chǎn)運行效率的目的； 系統(tǒng)平臺應(yīng)實現(xiàn)礦井巷道三維瀏覽、漫游等功能，通過現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)

47、采集，在三維瀏覽畫面中能夠反映設(shè)備種類、安裝位置（包括關(guān)鍵移動設(shè)備的 移動位置） 、設(shè)備主要運行狀態(tài)，并通過鼠標點擊畫面能夠展開系統(tǒng)監(jiān)控畫面 二維詳細畫面。如點擊井下攝像機圖標時，操作站展現(xiàn)該攝像機的實時視頻圖 像；結(jié)合井下人員跟蹤系統(tǒng)、膠輪車定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)移動物 體跟蹤和歷史軌跡回放功能等；結(jié)合瓦斯和通風監(jiān)測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，展示礦井 三維巷道通風流量、壓力數(shù)據(jù)以及有害氣體實時分布狀態(tài)，便于操作人員掌握 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 25 井下通風全局情況。 3.2建設(shè)目標建設(shè)目標 麥垛山礦井綜合信息化系統(tǒng)是圍繞“三化”礦井目標架構(gòu)的礦級綜合管理信息平 臺，涉及到生產(chǎn)

48、設(shè)計、生產(chǎn)管理和生產(chǎn)監(jiān)控等方面，是支撐礦井生產(chǎn)運營的管理手段， 其目的是加強礦井安全生產(chǎn)執(zhí)行過程的“人、環(huán)境、設(shè)備”三個關(guān)鍵方面的管控結(jié)合， 實現(xiàn)“管理信息化、生產(chǎn)自動化、裝備現(xiàn)代化” 。 具體目標為： 1）構(gòu)建礦井安全生產(chǎn)一體化集中管控信息平臺。）構(gòu)建礦井安全生產(chǎn)一體化集中管控信息平臺。 應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)、和煤礦生產(chǎn)工藝 技術(shù)，實現(xiàn)礦井生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)執(zhí)行管理和監(jiān)測控制等信息的有機集成，實現(xiàn)礦 井安全生產(chǎn)集中監(jiān)視、集中控制、集中指揮。 2）提高安全生產(chǎn)保障能力，支撐自動化、少人化煤礦生產(chǎn)模式。）提高安全生產(chǎn)保障能力，支撐自動化、少人化煤礦生產(chǎn)模式。 應(yīng)

49、用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和自動控制技術(shù)實現(xiàn)在礦調(diào)度指揮中心監(jiān)測井下環(huán)境參數(shù)， 集中控制井上、下機電設(shè)備，減少井下作業(yè)人數(shù)，達到減人增效和提高礦井安全水平 的目的。實現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)過程的動態(tài)實時監(jiān)控與各種調(diào)度指揮手段的緊密結(jié)合，強化生 產(chǎn)調(diào)度指揮的實時性、聯(lián)動性、準確性。 3）構(gòu)建上傳下達、信息及時共享的網(wǎng)絡(luò)化管理平臺，提高管理溝通效率，實現(xiàn)）構(gòu)建上傳下達、信息及時共享的網(wǎng)絡(luò)化管理平臺，提高管理溝通效率，實現(xiàn) 業(yè)務(wù)流程化信息管理，提高精細化控制程度，使管理業(yè)務(wù)流程化信息管理，提高精細化控制程度，使管理“透明化透明化”。 強化各職能業(yè)務(wù)管理者、各層級管理者的責任，通過動態(tài)的信息跟蹤記錄，可以 追溯相關(guān)生產(chǎn)問

50、題的處理過程，明確監(jiān)督各環(huán)節(jié)，為精細化管理改進提供依據(jù)。 4）實現(xiàn)管理信息與監(jiān)控信息的集成共享，構(gòu)建可視化管理平臺，強化各級管理）實現(xiàn)管理信息與監(jiān)控信息的集成共享，構(gòu)建可視化管理平臺，強化各級管理 層面向生產(chǎn)運行實時信息的管理決策及時性、科學(xué)性。層面向生產(chǎn)運行實時信息的管理決策及時性、科學(xué)性。 3.3總體架構(gòu)總體架構(gòu) 麥垛山綜合信息化系統(tǒng)圍繞礦井安全生產(chǎn)的整體需求，由不同層次和專業(yè)的信息 化系統(tǒng)應(yīng)用組成，但各層次及各類信息化應(yīng)用系統(tǒng)之間是無縫銜接，構(gòu)建為礦井統(tǒng)一 的數(shù)據(jù)中心，支撐礦井安全生產(chǎn)高效運營管理。 麥垛山綜合信息化系統(tǒng)總體架構(gòu)如下圖所示： 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 26

51、 安全生產(chǎn)一體化監(jiān)控系統(tǒng) 生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計 系統(tǒng) 企業(yè)經(jīng)營管理信息系統(tǒng) 安全監(jiān)測監(jiān)控 系統(tǒng) 生產(chǎn)自動化 系統(tǒng) 工業(yè)電視系統(tǒng) 人員定位系統(tǒng) 調(diào)度通信系統(tǒng) 工業(yè)網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 安全生產(chǎn)執(zhí)行管理信息系統(tǒng) 圖 3-31 綜合信息化系統(tǒng)總體架構(gòu)圖 總體架構(gòu)縱向分為四層應(yīng)用，覆蓋礦井安全生產(chǎn)運營全層次：總體架構(gòu)縱向分為四層應(yīng)用，覆蓋礦井安全生產(chǎn)運營全層次： 1） 第一層是安全生產(chǎn)相關(guān)的各類子系統(tǒng)，包括支撐生產(chǎn)過程的生產(chǎn)自動化類系 統(tǒng)，保障生產(chǎn)現(xiàn)場安全環(huán)境的安全監(jiān)測監(jiān)控類系統(tǒng)，實現(xiàn)調(diào)度通信的有線及 無線調(diào)度通信類系統(tǒng)，用于生產(chǎn)各類地點和設(shè)備監(jiān)視的工業(yè)電視系統(tǒng)，用于 人員管理的人員定位系統(tǒng)。 2） 第二層是

52、安全生產(chǎn)一體化監(jiān)控系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化控制技術(shù)、軟件 應(yīng)用技術(shù)在各種基礎(chǔ)設(shè)備自動化應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各單項自動化系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)集成，以實現(xiàn)不同生產(chǎn)子系統(tǒng)的集中遠程控制和信息共享，為實現(xiàn)井下生 產(chǎn)的綜合控制和優(yōu)化整體生產(chǎn)能力提供手段，同時提供語音、數(shù)據(jù)、圖像的 信息集成,實現(xiàn)集中的生產(chǎn)調(diào)度，逐步做到井下除掘進頭以外的所有電氣設(shè) 備均能在地面調(diào)度中心集中控制和監(jiān)視，井下各系統(tǒng)的控制實現(xiàn)無人值守， 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 27 只有巡檢工進行巡視和維護。對地面各車間除副井絞車房、鍋爐房和瓦斯抽 放站外，均可實現(xiàn)無人值守。 3） 第三層包括兩類應(yīng)用，一個是安全生產(chǎn)執(zhí)行管理信息系統(tǒng)

53、，系統(tǒng)以安全生產(chǎn) 為核心、以管控集成為手段、以提高礦井生產(chǎn)效益為目標，全面獲取生產(chǎn)執(zhí) 行過程各類信息，反映生產(chǎn)運營的各類狀況，管理工作流，實現(xiàn)礦井生產(chǎn)工 程及生產(chǎn)系統(tǒng)運行的全周期、全方位管理。它是面向礦井各級管理層的生產(chǎn) 運營管理信息平臺。另一個是生產(chǎn)設(shè)計管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繪圖能力、 三維建模能力和面向地理信息系統(tǒng)的管理能力，可以通過局域網(wǎng)和互連網(wǎng)在 各工作站和調(diào)度大屏幕上顯示各類礦圖和屬性信息、各類生產(chǎn)進度、主要危 險源、監(jiān)測的實時信息和組態(tài)動畫等，而且可以進行各種分類查詢、統(tǒng)計、 匯總和報表。必要時可以調(diào)用地測、通防、供電、供排水、線網(wǎng)等專業(yè)系統(tǒng) 進行分析、診斷和優(yōu)化，為智能決策提供

54、輔助支持。 4） 第四層是企業(yè)經(jīng)營管理信息系統(tǒng)，主要反映企業(yè)組織級管理模式，包括人力 資源管理、行政辦公管理、財務(wù)管理等內(nèi)容。 以上各層應(yīng)用中，企業(yè)經(jīng)營管理信息系統(tǒng)以集團建設(shè)垂直延伸至煤礦為主，其他 三層應(yīng)用是以煤礦生產(chǎn)單位設(shè)計建設(shè)為主體，也是礦井綜合信息化的主體內(nèi)容。 3.4關(guān)鍵支撐技術(shù)關(guān)鍵支撐技術(shù) 3.4.13.4.1 管理信息系統(tǒng)支撐技術(shù)管理信息系統(tǒng)支撐技術(shù) 管理信息化應(yīng)用系統(tǒng)采用當前公認的具有先進技術(shù)理念的、基于框架的、構(gòu)件化 的、一站式服務(wù)的三層或多層架構(gòu)。這一架構(gòu)遵循統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口和統(tǒng)一數(shù)據(jù)入口的原 則，通過統(tǒng)一的一站式服務(wù)門戶對外給用戶提供閉環(huán)式服務(wù)和共享機制，對內(nèi)整合各 業(yè)務(wù)應(yīng)用

55、系統(tǒng)。通過對上層應(yīng)用服務(wù)的請求，調(diào)度下層業(yè)務(wù)邏輯及其相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的 資源，完成以事件為驅(qū)動的工作流和數(shù)據(jù)流的運行。 在這一思想指導(dǎo)下，系統(tǒng)將設(shè)計成一個基于將 java j2ee web 應(yīng)用系統(tǒng)，在構(gòu)架 結(jié)構(gòu)上采用三層或多層構(gòu)架結(jié)構(gòu)，可以滿足系統(tǒng)的縮放性、安全性、可訪問性、重用 性及可維護性的要求。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 28 web browser 數(shù)據(jù)庫 表現(xiàn)參數(shù) 業(yè)務(wù) 服務(wù) 和業(yè) 務(wù)對 象 智 能 分 析 器 工 作 流 服 務(wù) 器 外 部 接 口 xml 規(guī) 則 器 ejb容器 weblogic/websphere 服務(wù)器 關(guān)系 數(shù)據(jù) 庫訪 問服 務(wù) weblogi

56、c/websphere 服務(wù)器 控制 serle ts jsp ejb容器 user session 服務(wù) java client 表現(xiàn)層應(yīng)用層 數(shù)據(jù)訪問層數(shù)據(jù)庫層 圖 3-4-11 管理信息系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖 這樣的體系結(jié)構(gòu)適合大規(guī)模配置的應(yīng)用系統(tǒng)，而在中間層的業(yè)務(wù)邏輯不取決于客 戶端，極大地提高了系統(tǒng)的效率。這些業(yè)務(wù)邏輯共享數(shù)據(jù)庫連接，可以使大量的用戶 有機會使用系統(tǒng)，這樣增加的是用戶數(shù)量而不是數(shù)據(jù)庫的連接數(shù)量，不會影響服務(wù)器 的工作效率和增加系統(tǒng)的負擔。 3.4.23.4.2 全集成自動化支撐技術(shù)全集成自動化支撐技術(shù) 3.4.2.1opc 技術(shù)在麥垛山礦生產(chǎn)自動化控制子系統(tǒng)中的統(tǒng)一作用技術(shù)在

57、麥垛山礦生產(chǎn)自動化控制子系統(tǒng)中的統(tǒng)一作用 opc 即用于過程控制的 ole（部件對象連接與嵌入），是一種基于 ole 的通信標準。 它包括一整套接口、屬性和方法的標準集，用于過程控制和制造業(yè)自動化系統(tǒng)。opc 標準的關(guān)鍵在于它提供了一種可開發(fā)的、高效的通信機制。 煤礦生產(chǎn)具有現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，條件惡劣，地域覆蓋面大，生產(chǎn)系統(tǒng)多，存在各監(jiān)控子 系統(tǒng)異構(gòu)且相互獨立又互相制約等特點。opc 規(guī)范正是解決當前煤礦監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)分 散、自成體系問題的“對癥良藥”。 只要每個廠家的設(shè)備都遵循該規(guī)范，并提供相應(yīng)地符合此規(guī)范的設(shè)備驅(qū)動程序。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案 29 則不僅各廠家的監(jiān)控設(shè)備之間

58、可相互兼容，而且，由于 opc 規(guī)范提供了客戶與服務(wù)器 之間進行數(shù)據(jù)通訊和交換的通用工業(yè)標準機制，通過 opc 接口，各 opc 客戶(應(yīng)用軟件)和 opc 服務(wù)器(設(shè)備/數(shù)據(jù)庫)之間形成了即插即用的鏈接關(guān)系，而不依賴于軟件和設(shè)備的 特定屬性，客戶和服務(wù)器可無縫地交換數(shù)據(jù)。上層的管理系統(tǒng)通過 opc，也能夠獲取 各種現(xiàn)場設(shè)備、生產(chǎn)控制的數(shù)據(jù)，而且不需要隨著設(shè)備的更新而不斷更新軟件，大大 降低了整體成本。通過 opc，現(xiàn)場設(shè)備、生產(chǎn)控制和上層安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)及經(jīng)營管 理系統(tǒng)均可以共享信息，為實現(xiàn)煤炭企業(yè)的信息集成奠定了基礎(chǔ)。 opc 作為一項逐漸成型的技術(shù)已得到國內(nèi)外廠商的高度重視，許多公司都在

59、原來 產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加了對 opc 的支持。由于統(tǒng)一了數(shù)據(jù)訪問的接口，使控制系統(tǒng)進一步 走向開放，實現(xiàn)信息的集成和共享，用戶能夠得到更多的方便。opc 技術(shù)改變了原有 的控制系統(tǒng)模式，給國內(nèi)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商提出了一個發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，符合 opc 規(guī)范 的軟、硬件也已被廣泛應(yīng)用，世界知名 plc、dcs 系統(tǒng) opc server 軟件已經(jīng)有 130 多 種，也給煤礦生產(chǎn)自動化提出了更好解決集成問題的途徑。 3.4.2.2現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù) 現(xiàn)場總線（fieldbus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決 工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些

60、現(xiàn) 場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實 用等一系列突出的優(yōu)點，因而受到了許多標準團體和計算機廠商的高度重視。 現(xiàn)場總線有以下優(yōu)點： 1.一對 n 的結(jié)構(gòu)，一對傳輸線，可以對應(yīng)多臺現(xiàn)場數(shù)字儀表，也可采用多種網(wǎng)絡(luò) 拓撲結(jié)構(gòu)，簡化了工程設(shè)計，降低了工程費用。 2.現(xiàn)場總線采用數(shù)字信號傳輸。 3.實現(xiàn)遠程監(jiān)控 4.綜合多種功能，以微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字儀表具有多種功能；另外數(shù)字調(diào)節(jié)閥 直接從現(xiàn)場總線接收數(shù)字調(diào)節(jié)信號，在現(xiàn)場總線上就可以構(gòu)成回路，把原來的 dcs 站 的功能下放到現(xiàn)場儀表，實現(xiàn)徹底的分散，提高系統(tǒng)的可靠性。 神華寧煤集團麥垛山煤礦綜合信息化設(shè)計方案