煤礦智能化實施方案設計

1、貴州鈺祥礦業(yè)集團投資有限公司水城縣比德鄉(xiāng)河壩煤礦礦山智能化建設實施方案O一九年六月二十五日礦山智能化建設實施方案一、智能化礦山建設簡介“智能化礦山” 的主要內容是把新一代信息技術充分運用在 煤炭企業(yè)的管理和生產(chǎn)活動中，充分發(fā)掘和利用企業(yè)信息資源， 實現(xiàn)生產(chǎn)安全可控乃至個性化的實時監(jiān)測、 定位追溯、報警聯(lián)動、 調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、決策支 持等功能， 實現(xiàn)對“萬物” 的“高效、 節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、 控、營”一體化。建立智能化礦山既可以實現(xiàn)安全管理的數(shù)字化， 為打造本質安全型礦井提供信息保障， 也可以實現(xiàn)生產(chǎn)管理的精 細化，為打造高產(chǎn)高效礦井提供決策手段。二、智

2、能化礦山建設思路與目標（一）建設思路 河壩煤礦實施“全面啟動，重點突破”的建設原則， “總體 規(guī)劃、分步實施”，我礦智能化礦山建設按照集團公司統(tǒng)一安排， 分階段分步驟逐步完成智能化礦山建設。（二）發(fā)展目標智能化礦山是建立在礦山數(shù)字化基礎之上， 能夠完成礦山企 業(yè)所有信息的精準適時采集、 網(wǎng)絡化傳輸、 規(guī)范化集成、 可視化展現(xiàn)、自動化操作和智能化服務的數(shù)字化智慧體。根據(jù)集團公司的統(tǒng)一部署，力爭在兩年時間內， 建立礦山信息采集、 處理和服 務的交換共享機制，構建以信息平臺為核心的煤礦信息共享體系，逐步形成覆蓋整個礦區(qū)、 協(xié)調統(tǒng)一的有線和無線網(wǎng)絡，能夠提供移動的、智能的生產(chǎn)管理和安全監(jiān)控信息。建立安

3、全生產(chǎn)經(jīng)營于一體綜合管理平臺和辦公平臺，實現(xiàn)智能化管理。以便領導能夠及時、全面、準確地了解和掌握相關單位的安全生產(chǎn)狀況，實時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)一線的實時掌控， 有效地做出決 策，杜絕重大事故的發(fā)生。三、智能化礦山建設實施方案根據(jù)實際情況，我礦制定了 “總體規(guī)劃、分步實施”的策略， 按照規(guī)劃策略，充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)資源，把現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)接入智能化礦山管理平臺，現(xiàn)有系統(tǒng)功能不能滿足智能化礦 山建設要求的，進行軟件升級和功能擴充，確實無法實現(xiàn)的，開發(fā)建設新系統(tǒng)。（）基礎網(wǎng)絡建設智能化礦山建設要求所有信息包括實時數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡進行準時、可靠、安全的傳輸，必要的

4、數(shù)據(jù)還要求保證時鐘同步，因此建設高效、可靠、完備、多業(yè)務、 可管控的基礎網(wǎng)絡平臺是智能化礦山建設的必備條件。我礦將采用當前先進的移動通訊技術, 構建覆蓋企業(yè)自有區(qū)域，匯井上井下于一體， 融語音、 數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務于一體， 高可靠、 可移動、 方便擴展、 易于互聯(lián)的礦用無線綜合業(yè)務傳輸 平臺， 可實現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)檢測、 管理調度、 辦公等應用的全面 移動化。（二）智能化礦山平臺1. 整體架構智能化礦山平臺以地理信息系統(tǒng)平臺和礦山數(shù)字化平臺為 基礎，由數(shù)據(jù)采集和傳輸網(wǎng)絡層、信息展現(xiàn)層、數(shù)據(jù)儲存層（數(shù) 據(jù)庫）、系統(tǒng)配置層（DBA、核心應用層、數(shù)據(jù)挖掘層、決策指 揮層和WEB操作層構成，實現(xiàn)信息的完

5、全共享和各種業(yè)務的無縫 集成，簡單描述如下：（ 1、數(shù)據(jù)采集和傳輸網(wǎng)絡層：該層主要包括服務器、交換 機、路由器、線路和采集設備等網(wǎng)絡設施建設。（ 2、信息展現(xiàn)層：主要包括圖形工作站、大屏幕、電視墻、 視頻會議、投影設備、噴繪設備、智能終端等相關設施建設、基 于GIS的綜合查詢和基于門戶網(wǎng)站建設的 WEB應用。（ 3、數(shù)據(jù)儲存層 （數(shù)據(jù)庫、：從邏輯上把數(shù)據(jù)庫劃分為靜態(tài) 數(shù)據(jù)庫、 實時數(shù)據(jù)庫和多媒體數(shù)據(jù)庫， 實現(xiàn)分布式管理， 其中靜 態(tài)數(shù)據(jù)庫存放普通數(shù)據(jù)和靜態(tài)文檔， 實時數(shù)據(jù)庫存放監(jiān)測監(jiān)控的 實時數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)庫存放工業(yè)電視系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的視頻片 段和音頻片段。（4）系統(tǒng)配置層（DBA：主要功能

6、是數(shù)據(jù)庫結構定制、角 色和用戶設置、流程定制、 WEB發(fā)布管理、綜合管理界面設置、 系統(tǒng)間聯(lián)動設置、編碼管理、報表格式定義等。（5）核心應用層：主要包括礦山數(shù)字化平臺、生產(chǎn)技術管 理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、生產(chǎn)信息綜合查詢系統(tǒng)。（6）數(shù)據(jù)挖掘層：主要包括安全檢查、質量檢查、查詢結 果的導入導出等，該層主要用于信息的挖掘、分類和匯總。（7）決策指揮層：主要包括效益分析、計劃制定和調整、工程進度控制、生產(chǎn)和安全隱患的集體會診、 可視化指揮調度等。（8）WEB操作層：通過DBA的 WEB發(fā)布設置，實現(xiàn)Internet 上的遠程操作和信息管理。2. 智能化礦山管理平臺智能化礦山建設需要有一個強大的管理平臺

7、做支撐，以滿足技術的發(fā)展和需求變化的需要。管理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫定制、 數(shù)據(jù)編輯界面定制、基礎數(shù)據(jù)管理、人員信息維護、權限管理、WEB界面定制、數(shù)據(jù)導入導出、報表定制、流程管理、系統(tǒng)接口管理 等功能。3. 核心應用系統(tǒng)3.1 安全生產(chǎn)應用系統(tǒng)三維礦山地理信息系統(tǒng)三維礦山地理信息系統(tǒng)（MGIS）是以計算機為基礎，應用測量、攝影測量與遙感等技術采集信息 , 并通過機械制圖和圖像處 理等手段 , 緊密結合礦山的空間與資源特征構建起來的一種信息 系統(tǒng)，不僅具有地理信息系統(tǒng)的通用管理功能和空間分析功能， 而且具有一般CAD軟件的強大繪圖能力和輔助設計能力，同時具有強大的三維可視化功能和矢量圖形組態(tài)功能。 對

8、于指導礦山的 規(guī)劃、日常生產(chǎn)、 管理、環(huán)境監(jiān)測以及安全預警等各方面有重要 作用。生產(chǎn)技術管理系統(tǒng)集成地測地理信息系統(tǒng)、 采礦協(xié)同設計系統(tǒng)、 智能化礦井通 風系統(tǒng)、 輸配電地理信息系統(tǒng)等大型專業(yè)功能， 使資源各專業(yè)完 全共享， 為礦山的勘探、 設計、生產(chǎn)、管理和決策提供一個強大、 統(tǒng)一的可視化信息系統(tǒng)，實現(xiàn)各專業(yè)之間的動態(tài)聯(lián)動。地測地理信息系統(tǒng) 地測系統(tǒng)是整個礦山地理信息系統(tǒng)的基礎， 可以為整個采礦 設計、安全高效開采提供地質保障的基礎平臺， 實現(xiàn)地測相關臺 帳的錄入與處理、 圖形的錄入與處理、 各種礦圖的自動生成和編輯、三維建摸與可視化、屬性管理、儲量評價、地質分析和地質 報告修編等200余項

9、功能。3.122 采礦協(xié)同設計系統(tǒng)采掘設計是煤礦建設不可缺少的一項重要內容，必須開發(fā)一套采掘設計系統(tǒng)并且與地測系統(tǒng)聯(lián)動。采礦協(xié)同設計系統(tǒng)實現(xiàn)對采區(qū)巷道、車場線路、交叉點、巷道斷面、硐室、主運輸皮帶、 地面設施保安煤柱、井巷工程、斷層保護煤柱、提升絞車、運人 系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、排水防塵系統(tǒng)、支架等的（選型）設計。智能化礦井通防系統(tǒng)提供一套系統(tǒng)理論完善、 算法先進、高智能的可視化通防系 統(tǒng)并且實現(xiàn)與地測、采掘、運輸、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)聯(lián)動運行，在 設計或改造通風系統(tǒng)時， 可繪制通風系統(tǒng)圖、 通風網(wǎng)絡圖和通風 系統(tǒng)立體示意圖，風機選型與調節(jié)、自然分風、按需分風的解算， 最優(yōu)設計與改造，最優(yōu)調節(jié)與控制，風網(wǎng)

10、管理，風機管理，通風 報表，故障診斷、災變處理、實現(xiàn)按需供風等，可與瓦斯監(jiān)測系 統(tǒng)進行無縫集成。輸配電地理信息系統(tǒng)該系統(tǒng)應是一套無縫集成輸配電CAD輸配電GIS兩大功能，集繪圖、計算、管理、優(yōu)化、統(tǒng)計于一體，可以同時完成設備參 數(shù)庫的建立、供電系統(tǒng)圖的繪制、 數(shù)據(jù)調用、標注、修改、儲存、 輸出， 故障電流計算、 繼電保護裝置整定計算， 電網(wǎng)數(shù)據(jù)的可視 化管理的供電系統(tǒng)，可以計算雙回路和多級復雜電網(wǎng)。綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng) 包括給排水管網(wǎng)、壓風管網(wǎng)、注漿管網(wǎng)、防塵管網(wǎng)、瓦斯抽 放管網(wǎng)、 通訊線網(wǎng)等的設計和管理， 系統(tǒng)可以建立各種設備、 管 件和各種設施等參數(shù)庫并進行增添、修改、查詢、統(tǒng)計、修改； 并在

11、此基礎上可以繪制地面地下各種管網(wǎng)布置圖并進行屬性管 理?？蛇M行平差計算和設備選型計算， 也可根據(jù)系統(tǒng)圖和數(shù)據(jù)庫 自動進行復雜管網(wǎng)平差計算、 設備工況計算、 管道和管件選型計 算、設備管道統(tǒng)計計算、 設備選型計算等； 并能夠進行圖文雙向 查詢。以上生產(chǎn)技術管理系統(tǒng)按照集團公司統(tǒng)一規(guī)劃進行開發(fā)。礦山災害預警 災害預警是實現(xiàn)本質安全的重要內容， 根據(jù)各種二維、 三維 地理信息系統(tǒng) （瓦斯地質模型、 水文地質模型、 地應力地質模型、 地溫分布模型） 和各種監(jiān)測信息， 利用系統(tǒng)提供的數(shù)學、 力學模 型自動進行動態(tài)參數(shù)預測和異常疊置分析， 再結合各種災害發(fā)生 的條件和規(guī)律，進行災害預警。就可以進行災害預警

12、。礦山事故仿真利用三維建模引擎和仿真技術， 有效模擬各種礦山地質災害 和生產(chǎn)事故，可為災害防治、應急預案編制、安全教育、應急培 訓和應急指揮提供強大的技術支持。智能化礦山系統(tǒng)可實現(xiàn)火災 事故、水災事故、瓦斯爆炸事故、煤突出事故、冒頂透水事故、 跑車事故等的仿真模擬。礦山事故仿真系統(tǒng)暫時不予建設。本質安全管理系統(tǒng)安全管理系統(tǒng)包括隱患閉環(huán)管理、走動式管理、安全評價、動態(tài)檢查與整改、安全事故管理、三違管理、工傷管理等，能對 來自不同信息源的信息進行管理分析，對各種隱患進行排查， 并結合生產(chǎn)系統(tǒng)進行整改，使得整個礦山生產(chǎn)在本質安全性下按計 劃的進行，實現(xiàn)遠程管理、移動辦公，對生產(chǎn)現(xiàn)場安全信息的快 速反

13、饋、動態(tài)跟蹤與閉環(huán)控制， 提高對企業(yè)整體安全管理工作的 監(jiān)控能力。安全閉環(huán)管控信息系統(tǒng)已經(jīng)在集團公司進行推廣，我礦現(xiàn)試運行中，不再單獨建設本質安全管理系統(tǒng)。三維監(jiān)測監(jiān)控展現(xiàn)平臺三維監(jiān)測監(jiān)控展現(xiàn)平臺以四維地理信息系統(tǒng)為基礎，通過地面地下的傳感器網(wǎng)絡、RFID網(wǎng)絡、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡、無線通訊和工業(yè)自動化網(wǎng)絡等新技術在采礦行業(yè)的深層應用，實現(xiàn)從監(jiān)測監(jiān)控一信息匯集挖掘一分析診斷一預測預報一信息發(fā)布（通過計算機屏幕和手機短信） 決策支持的閉環(huán)運行三維監(jiān)測監(jiān)控展現(xiàn)平臺的主要內容包括： 開發(fā)礦山三維物聯(lián) 網(wǎng)瀏覽器、工業(yè)現(xiàn)場三維組態(tài)軟件及實時數(shù)據(jù)交換平臺中間件開 發(fā)，提供三維工業(yè)虛擬現(xiàn)場的組件接口， 制定面向協(xié)議

14、融合的軟 件結構、數(shù)據(jù)格式、存儲轉發(fā)機制、數(shù)據(jù)接口、路徑選擇等技術 規(guī)范，實現(xiàn)智能傳感器采集數(shù)據(jù)的跨協(xié)議傳輸， 集成井上下通訊 系統(tǒng)；安全監(jiān)測系統(tǒng)；人員定位管理系統(tǒng)；壓風自救系統(tǒng)；供水 施救系統(tǒng)； 應急救生系統(tǒng)； 主運輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) （主皮帶監(jiān)測監(jiān) 控、井下信集閉系統(tǒng)） ；主副井提升監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（主井提升監(jiān) 測監(jiān)控、副井提升監(jiān)測） ；排水監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（中央泵房、采區(qū) 泵房監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)） ；輸配電監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（地面變電站監(jiān)測監(jiān) 控、中央變電所監(jiān)測監(jiān)控、采區(qū)變電所監(jiān)控） ；水處理監(jiān)測監(jiān)控 系統(tǒng)（礦井水處理監(jiān)測監(jiān)控、生活水處理監(jiān)測監(jiān)控） ；通防監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)（束管監(jiān)測、瓦斯源監(jiān)測、通風機房、壓風機房

15、監(jiān)測監(jiān) 控系統(tǒng)）；瓦斯抽采監(jiān)控系統(tǒng)； 地面生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) （選煤廠、 裝車系統(tǒng)、 地面運輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、 稱重系統(tǒng)、 供熱站監(jiān)測監(jiān)控、 鍋爐房監(jiān)測監(jiān)控） ；工業(yè)電視系統(tǒng)；綜采工作面設備監(jiān)測系統(tǒng)； 礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)；水文監(jiān)測系統(tǒng)；產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)等等。系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的圖形顯示、 報表查詢、 聲光報 警、快速定位， 更重要的是可以通過虛擬現(xiàn)實技術， 實現(xiàn)對監(jiān)控信息的真三維模擬，實現(xiàn)所見所得；既可以分層、分窗口顯示， 也可以實現(xiàn)所有信息的疊加和全局漫游，達到井上下的通明管 理，使人們對著計算機屏幕，就如身臨其境，為正常生產(chǎn)和應急指揮提供可視化支持。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)礦山所有內容的透明管理和三維實

16、時動畫 展現(xiàn)，看到每個監(jiān)測系統(tǒng)的各種安全環(huán)境參數(shù)，人員、設備具體空間位置、狀態(tài)等信息，是智能化礦山建設水平的重要表現(xiàn)之一。綜合調度指揮系統(tǒng)生產(chǎn)調度是煤礦安全生產(chǎn)的綜合性管理工作，與經(jīng)營管理和生產(chǎn)技術管理聯(lián)系密切，需求信息量大，要求及時。綜合調度指 揮系統(tǒng)的主要目標就是采用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)調度管理中的各 項業(yè)務功能，通過網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)共享完成生產(chǎn)調度管理的業(yè)務 流程和處理；通過對日常生產(chǎn)的產(chǎn)量、進尺、運量、銷售銷、市 場需求量、礦內站臺庫存量、煤質參數(shù)等及生產(chǎn)計劃的完成情況 的掌握，對生產(chǎn)、銷售數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和處理，對生產(chǎn)動態(tài) 和生產(chǎn)趨勢的掌握，以及發(fā)生重大生產(chǎn)事故時緊急調度處理，保證煤炭生

17、產(chǎn)能夠正常合理地不間斷地進行。綜合調度指揮系統(tǒng)可實現(xiàn)地理信息查詢、預警信息發(fā)布、綜合信息查詢、日常調度管理、應急指揮、應急預案管理和應急預 案快速啟動等功能。利用該系統(tǒng)可實現(xiàn)把在 C/S 平臺上建立的二維和三維地理 信息系統(tǒng)自動轉化為 WEB地理信息系統(tǒng)，通過瀏覽器在B/S結構 上實現(xiàn)了面向位置的生產(chǎn)、 安全、 管理等信息的查詢、 審核和分 析，通過短消息平臺、 廣播系統(tǒng)和聲光設備進行信息的定期預報、 超前預警和快速報警以及應急系統(tǒng)的快速反應和動態(tài)聯(lián)動， 可以 通過實時三維模型查詢各種地理信息、 地質信息、 設備信息、 工 程信息和生產(chǎn)信息， 集中顯示監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、 運輸提升系統(tǒng)、 防 排水系

18、統(tǒng)、 工業(yè)電視系統(tǒng)、 人員定位系統(tǒng)的實際狀態(tài)、 以及移動 設備和人員的位置， 也可以顯示避災線路和救災線路， 可以進行 人員和設備的跟蹤和井上下漫游， 結合井上下通訊系統(tǒng)， 實現(xiàn)基 于虛擬現(xiàn)實的三維指揮調度、應急指揮和應急預案快速啟動。生產(chǎn)調度是礦山生產(chǎn)的指揮中心， 是保證各項工序按計劃進 行的神經(jīng)中樞， 綜合調度指揮系統(tǒng)以項目管理為主線， 以生產(chǎn)技 術管理核心， 以調度控制為手段， 以實測數(shù)據(jù)為成果， 能夠很好 的融合安全管理中的監(jiān)測、檢查、診斷、評價、預警、預報、防 治、快速響應、 應急聯(lián)動和決策指揮全過程， 它是礦山本質安全 保障體系的核心。3.2 經(jīng)營管理應用系統(tǒng)人力資源系統(tǒng) 人力資源

19、管理通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集整理， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范性與共享性，使原來分散的人力資源信息得以整合并共享。主要包括：組織機構管理、員工基本信息管理、日?？记诠芾怼趧雍?同管理、安全培訓管理、績效考核管理、薪資管理等。我礦現(xiàn)使用的人力資源管理為宏景世紀開發(fā)， 需要通過平臺 接口將數(shù)據(jù)提取至智能化礦山管理平臺進行整合并共享，不需再單獨開發(fā)人力資源系統(tǒng)。323物資供應管理系統(tǒng)物資供應管理系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)物資供應和物流業(yè)務的規(guī)范化、 信息化管理，包括計劃管理 、比價管理、合同管理、采購管理、 庫存管理、資金管理、查詢統(tǒng)計等功能。我礦現(xiàn)有物資經(jīng)營考核系統(tǒng)實現(xiàn)了部分物資供應管理系統(tǒng) 的功能，但在計劃管理、比價管理、合

20、同管理、采購管理等方面尚有不足，因山能集團有可能統(tǒng)一開發(fā)物資供應管理系統(tǒng)，故暫時不予開發(fā)新系統(tǒng)，待山能集團和集團公司統(tǒng)一安排再定。324機電設備管理系統(tǒng)機電設備管理系統(tǒng)實現(xiàn)設備與備件采購管理、檔案管理、現(xiàn)場管理、維修管理、供電管理、特種設備管理、配件管理、備件 管理等相互關聯(lián)的工作模塊，并結合智能化礦山系統(tǒng)的平臺優(yōu) 勢，將機電設備管理系統(tǒng)的設備參數(shù)數(shù)據(jù)（包括性能、狀況、位 置等）在煤礦GIS平臺上進行數(shù)據(jù)共享，充分發(fā)揮設備使用效率，形成一個涵蓋從企業(yè)設備管理部門區(qū)隊現(xiàn)場整個礦機 電設備管理工作和管理要素的信息管理平臺。我礦現(xiàn)有設備租賃系統(tǒng)實現(xiàn)了機電設備管理系統(tǒng)的絕大部 分功能， 原則上只需對現(xiàn)有系統(tǒng)進行功能擴充， 通過接口程序連 入智能化礦山平臺，不再開發(fā)新的機電設備管理系統(tǒng)。成本控制管理成本控制管理以生產(chǎn)工序為依據(jù)， 通過成本預算、 匯集、 核 算和控制分析對生產(chǎn)過程的可控點進行有效管理， 實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營 成本的可控和在控，達到增加經(jīng)濟效益的目的。我礦現(xiàn)有物資經(jīng)營考核系統(tǒng)實現(xiàn)了材料成本的核算， 設備租 賃系統(tǒng)實現(xiàn)了設備成本的核算， 全面預算內部市場化系統(tǒng)部分實 現(xiàn)了人力成本的核算， 將物資經(jīng)營考核系統(tǒng)與設備租賃系統(tǒng)的成 本核算數(shù)據(jù)引入全