煤矿智慧矿山实施具体方案.docx

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煤矿智慧矿山实施具体方案

智慧矿山建设实施具体方案

一、智慧矿山建设背景

“智慧矿山”的主要内容是把新一代信息技术充分运用在煤炭企业的管理和生产活动中，充分发掘和利用企业信息资源，实现生产安全可控乃至个性化的实时监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、决策支持等功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

建立智慧矿山既可以实现安全管理的数字化，为打造本质安全型矿井提供信息保障，也可以实现生产管理的精细化，为打造高产高效矿井提供决策手段。

我省高度重视智慧矿山建设，为了规范智慧矿山的概念和内容，加快智慧矿山的建设力度，山东省政府《山东省物联网产业发展规划纲要（2011-2015）》（鲁政发〔2010〕114号）把智慧矿山建设列为物联网建设的重大示范工程之一，要求全面实施以物联网为基础的包括基础网络平台、矿山数据仓库、工业自动化系统、安全监测监控系统、地理信息系统和可视化平台、安全保障系统、生产技术管理系统、矿山ERP系统和基于生产环境、生产设备、生产人员互连的四维综合指挥调度系统数字矿山示范建设。

二、“智慧矿山”发展现状

目前，中国有不少矿山企业都加大了信息化建设的投入，为打造智慧矿山而努力，但矿山是一个以资源为开发对象的离散生产系统，主要作业处于地表深处，地质条件复杂，环境恶劣，瓦斯、粉尘、水害、顶底板事故、火灾隐患难以探测和辨识，大型事故时有发生。

中国矿山在矿山勘察、规划、设计、生产、管理、全过程监控等信息化领域与发达采矿国家的差距越来越大，中国矿山既没有把信息资源当作矿山的重要战略资源之一加以统筹开发和利用，更没有形成系统性能稳定、信息资源充足的矿山信息基础设施，智慧矿山建设任重道远。

鲁中集团拥有煤炭储量2亿多吨，精煤洗选能力80万吨，拥有总固定资产13亿元，企业员工5408人的现代化企业集团。

2009年改制、2010年组建集团公司来,为促进矿山信息化建设,提高现代企业管理水平,新查庄公司相继建成了以矿区计算机局域网络为基础平台,安全生产监测监控系统和经营管理系统等为核心骨干系统的企业信息化管理系统,初步形成了企业内部信息网络。

目前，新查庄公司已经建成了覆盖全矿的网络体系，在安全生产方面，2008年已经建设应用了安全监测监控系统（主要包括采掘工作及井下主要作业场所的瓦斯、粉尘、温度、CO等的监测和超限断电控制的报警）、综合自动化系统、井下人员定位系统、无线通讯系统等。

　　在经营管理方面，应用建设了物资经营考核管理系统、设备租赁系统、人力资源系统、全面预算系统、财务管理系统、运销管理系统、安全闭环管控信息系统、协同办公系统、全面预算内部市场化管理系统、医疗保险、工伤保险、养老保险、职工医疗健康卫生管理系统、视频会议系统等。

（一）发展现状

　1、监测监控系统

（1）安全监测监控系统使用的是淄博瑞安特有限责任公司研制生产的安全生产监测监控系统，该系统自2007年10月完成升级，矿井所有采掘作业地点、采区回风巷、主回风巷、煤仓上部、提风机房等岗点均按要求装备了各类监测传感器。

可以实时监测矿井生产环境中的各类环境参数，对所有采煤工作面机组、皮带的运行状态进行在线监测，实时统计各个采煤机组、刮板运输机、皮带等机电设备的当班开机累计时间。

　　井下主煤流系统中的煤仓全部安装了煤仓煤位传感器，主煤流系统中的皮带运输机全部安装了设备开停监测，管理人员在生产技术部（调度）就可以全面了解掌控各煤仓煤位状况，皮带开停状态。

（2）人员定位系统

　　新查庄公司人员定位系统使用的是常州天地科技有限责任公司研制生产的KJ69J型人员定位管理系统。

该系统2009年1月开始安装，6月系统投入试运行，2010年4月1日系统通过集团公司验收正式投入运行。

　　入井人员均配备了人员定位标识卡，并实行无定位卡严禁下井制度。

在各个人员出入井口、重点区域入口、井下主要巷道等地点均安装了人员定位分站，共安装人员定位分站15台，接收器65个,实现了对矿井入井人数的实时监测统计及人员活动轨迹历史记录的查询。

　（3）井下语音广播系统

　　该系统由济南新云鹏科技有限公司研制生产，语音广播网络主音箱型号：

KXY-127-IP型、语音广播副音箱型号：

KXYB-127型。

2010年5月份投入运行。

根据现场实际需要，在所有井下大巷主要车场均安装了语音广播系统音箱。

共计安装防爆音箱23台。

可以定时定点循环播放语音及音乐音频文件，对井下所有安装扩音系统的地点实现一对一、一对多的广播、喊话。

　　2.自动化控制系统

　目前主要监控和自动远程控制-250主排水泵房监控系统、-350水平排水泵房，-550远程泵房，35KV变电所、6KV配电室，北风井、矿内压风机房远程自动化控制，3400采区、81000采区、7900采区皮带运输线集中控制系统、主副井提升机监控系统大屏幕显示系统和工业电视系统等。

　　3.生产监控系统

　　矿主要生产岗点均安装了工业摄像监控，共计安装摄像机15台，所有监控图像数据均同步传输至生产技术部（调度），方便了生产调度对现场的管理掌控。

　4.无线通讯系统

　　我公司于2008年安装使用了杭州北辰有限公司生产的KT23矿用无线通讯系统，主交换平台采用中兴通信生产的ZXPCS-ES3000企业无线通信系统，下挂3个矿用基站控制器。

其中地面基站控制器1台，井下基站控制器2台，基站控制器共带有45个基站。

无线通讯系统可满足煤矿井下生产指挥调度及通信的需求，为煤矿企业提供更好的数据通信服务。

　　5.调度通讯系统

新查庄公司生产调度通讯系统更换新型设备于2010年10月安装完毕。

设备选型为江西联创科技设备有限公司提供的DDK-6M数字调度交换系统，其设计容量为256门，实际在用110门，已做到一机一号。

调度台有四部专接电话，可随时接听井下电话、地面行政电话和无线通讯小灵通电话。

目前该系统运行稳定，安全可靠。

三、智慧矿山建设思路与目标

（一）建设思路

肥矿集团实施“全面启动，重点突破”的建设原则，“总体规划、分步实施”，把梁宝寺公司作为智慧矿山建设的试点单位。

我公司智慧矿山建设按照集团公司统一安排，分阶段分步骤逐步完成智慧矿山建设。

（二）发展目标

智慧矿山是建立在矿山数字化基础之上，能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。

根据集团公司的统一部署，力争在“十二五”期间，建立矿山信息采集、处理和服务的交换共享机制,构建以信息平台为核心的集团公司信息共享体系,逐步形成覆盖整个矿区、协调统一的有线和无线网络，能够提供移动的、智能的生产管理和安全监控信息。

建立安全生产经营于一体综合管理平台和办公平台，实现智能化管理。

以便集团公司领导能够及时、全面、准确地了解和掌握相关单位的安全生产状况，实时掌握生产现场数据，实现对生产一线的实时掌控，有效地做出决策，杜绝重大事故的发生。

智慧矿山系统的建设，整合所属单位安全生产的相关数据，建设统一的安全生产管理综合数据库，有效提高安全生产管理能力，提高安全生产管理整体水平。

四、智慧矿山建设实施方案

根据实际情况，我公司制定了“总体规划、分步实施”的策略，按照规划策略，充分利用现有系统资源，把现有生产系统与ERP系统接入智慧矿山管理平台，现有系统功能不能满足智慧矿山建设要求的，进行软件升级和功能扩充，确实无法实现的，开发建设新系统。

（一）基础网络建设

智慧矿山建设要求所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过网络进行准时、可靠、安全的传输，必要的数据还要求保证时钟同步，因此建设高效、可靠、完备、多业务、可管控的基础网络平台是智慧矿山建设的必备条件。

我公司将采用当前先进的第三代（3G）移动通讯技术（CDMA2000/TD-SCDMA/WCDMA）,构建覆盖企业自有区域，汇井上井下于一体，融语音、数据、视频等多业务于一体，高可靠、可移动、方便扩展、易于互联的矿用3G无线综合业务传输平台。

3G综合业务传输平台的建成，可实现矿山安全生产检测、管理调度、办公等应用的全面移动化。

集团公司省内矿区范围内的3G综合业务传输平台由集团公司统一规划，拟在集团公司总部设置一套核心网，将鲁西南新区三对矿井和肥城老区各矿井接入，在集团公司本部和每个生产矿井地面建设一个接入宏基站，覆盖范围2—5公里，井下采用防爆微基站，根据实际需要进行网络覆盖。

但该方案没有备用冗余设备和专有线路，安全性和可靠性得不到有效保障。

具体采用何种方案搭建3G综合业务传输平台视集团公司统一安排。

（二）智慧矿山平台

1.整体架构

智慧矿山平台以地理信息系统平台和矿山数字化平台为基础，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WEB操作层构成，实现信息的完全共享和各种业务的无缝集成，系统结构见图，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、线路和采集设备等网络设施建设。

（2）信息展现层：

主要包括图形工作站、大屏幕、电视墙、视频会议、投影设备、喷绘设备、3G智能终端等相关设施建设、基于GIS的综合查询和基于门户网站建设的WEB应用。

（3）数据储存层（数据库）：

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，实现分布式管理，其中静态数据库存放普通数据和静态文档，实时数据库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。

（4）系统配置层（DBA）：

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。

（6）数据挖掘层：

主要包括安全检查、质量检查、查询结果的导入导出等，该层主要用于信息的挖掘、分类和汇总。

（7）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。

（8）WEB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。

2.智慧矿山管理平台

智慧矿山建设需要有一个强大的管理平台做支撑，以满足技术的发展和需求变化的需要。

管理平台实现数据库定制、数据编辑界面定制、基础数据管理、人员信息维护、权限管理、WEB界面定制、数据导入导出、报表定制、流程管理、系统接口管理等功能。

3.核心应用系统

3.1安全生产应用系统

3.1.1三维矿山地理信息系统

三维矿山地理信息系统（MGIS）是以计算机为基础,应用测量、摄影测量与遥感等技术采集信息,并通过机械制图和图像处理等手段,紧密结合矿山的空间与资源特征构建起来的一种信息系统，不仅具有地理信息系统的通用管理功能和空间分析功能，而且具有一般CAD软件的强大绘图能力和辅助设计能力，同时具有强大的三维可视化功能和矢量图形组态功能。

对于指导矿山的规划、日常生产、管理、环境监测以及安全预警等各方面有重要作用。

三维矿山地理信息系统按照集团公司科技信息中心统一部署今年将在我公司进行开发。

3.1.2生产技术管理系统

集成地测地理信息系统、采矿协同设计系统、智能化矿井通风系统、输配电地理信息系统等大型专业功能，使资源各专业完全共享，为矿山的勘探、设计、生产、管理和决策提供一个强大、统一的可视化信息系统，实现各专业之间的动态联动。

3.1.2.1地测地理信息系统

地测系统是整个矿山地理信息系统的基础，可以为整个采矿设计、安全高效开采提供地质保障的基础平台，实现地测相关台帐的录入与处理、图形的录入与处理、各种矿图的自动生成和编辑、三维建摸与可视化、属性管理、储量评价、地质分析和地质报告修编等200余项功能。

3.1.2.2采矿协同设计系统

采掘设计是