煤矿智慧矿山实施具体专项方案.docx

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煤矿智慧矿山实施具体专项方案

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”关键内容是把新一代信息技术充足利用在煤炭企业管理和生产活动中，充足发掘和利用企业信息资源，实现生产安全可控乃至个性化实时监测、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、决议支持等功效，实现对“万物”“高效、节能、安全、环境保护”“管、控、营”一体化。

建立智慧矿山既能够实现安全管理数字化，为打造本质安全型矿井提供信息保障，也能够实现生产管理精细化，为打造高产高效矿井提供决议手段。

本省高度重视智慧矿山建设，为了规范智慧矿山概念和内容，加紧智慧矿山建设力度，山东省政府《山东省物联网产业发展计划纲要（-）》（鲁政发〔〕114号）把智慧矿山建设列为物联网建设重大示范工程之一，要求全方面实施以物联网为基础包含基础网络平台、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”发展现实状况

现在，中国有不少矿山企业全部加大了信息化建设投入，为打造智慧矿山而努力，但矿山是一个以资源为开发对象离散生产系统，关键作业处于地表深处，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、计划、设计、生产、管理、全过程监控等信息化领域和发达采矿国家差距越来越大，中国矿山既没有把信息资源看成矿山关键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，企业职员5408人现代化企业集团。

改制、组建集团企业来,为促进矿山信息化建设,提升现代企业管理水平,新查庄企业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关键骨干系统企业信息化管理系统,初步形成了企业内部信息网络。

现在，新查庄企业已经建成了覆盖全矿网络体系，在安全生产方面，已经建设应用了安全监测监控系统（关键包含采掘工作及井下关键作业场所瓦斯、粉尘、温度、CO等监测和超限断电控制报警）、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评管理系统、设备租赁系统、人力资源系统、全方面预算系统、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、全方面预算内部市场化管理系统、医疗保险、工伤保险、养老保险、职员医疗健康卫生管理系统、视频会议系统等。

（一）发展现实状况

　1、监测监控系统

（1）安全监测监控系统使用是淄博瑞安特有限责任企业研制生产安全生产监测监控系统，该系统自10月完成升级，矿井全部采掘作业地点、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。

能够实时监测矿井生产环境中各类环境参数，对全部采煤工作面机组、皮带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、皮带等机电设备当班开机累计时间。

　　井下主煤流系统中煤仓全部安装了煤仓煤位传感器，主煤流系统中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）就能够全方面了解掌控各煤仓煤位情况，皮带开停状态。

（2）人员定位系统

　　新查庄企业人员定位系统使用是常州天地科技有限责任企业研制生产KJ69J型人员定位管理系统。

该系统1月开始安装，6月系统投入试运行，4月1日系统经过集团企业验收正式投入运行。

　　入井人员均配置了人员定位标识卡，并实施无定位卡严禁下井制度。

在各个人员出入井口、关键区域入口、井下关键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实时监测统计及人员活动轨迹历史统计查询。

　（3）井下语音广播系统

　　该系统由济南新云鹏科技研制生产，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。

5月份投入运行。

依据现场实际需要，在全部井下大巷关键车场均安装了语音广播系统音箱。

累计安装防爆音箱23台。

能够定时定点循环播放语音及音乐音频文件，对井下全部安装扩音系统地点实现一对一、一对多广播、喊话。

　　2.自动化控制系统

　现在关键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

　　矿关键生产岗点均安装了工业摄像监控，累计安装摄像机15台，全部监控图像数据均同时传输至生产技术部（调度），方便了生产调度对现场管理掌控。

　4.无线通讯系统

　　我企业于安装使用了杭州北辰生产KT23矿用无线通讯系统，主交换平台采取中兴通信生产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需求，为煤矿企业提供愈加好数据通信服务。

　　5.调度通讯系统

新查庄企业生产调度通讯系统更换新型设备于10月安装完成。

设备选型为江西联创科技设备提供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。

现在该系统运行稳定，安全可靠。

三、智慧矿山建设思绪和目标

（一）建设思绪

肥矿集团实施“全方面开启，关键突破”建设标准，“总体计划、分步实施”，把梁宝寺企业作为智慧矿山建设试点单位。

我企业智慧矿山建设根据集团企业统一安排，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，能够完成矿山企业全部信息正确适时采集、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数字化智慧体。

依据集团企业统一布署，努力争取在“十二五”期间，建立矿山信息采集、处理和服务交换共享机制,构建以信息平台为关键集团企业信息共享体系,逐步形成覆盖整个矿区、协调统一有线和无线网络，能够提供移动、智能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。

方便集团企业领导能够立即、全方面、正确地了解和掌握相关单位安全生产情况，实时掌握生产现场数据，实现对生产一线实时掌控，有效地做出决议，杜绝重大事故发生。

智慧矿山系统建设，整合所属单位安全生产相关数据，建设统一安全生产管理综合数据库，有效提升安全生产管理能力，提升安全生产管理整体水平。

四、智慧矿山建设实施方案

依据实际情况，我企业制订了“总体计划、分步实施”策略，根据计划策略，充足利用现有系统资源，把现有生产系统和ERP系统接入智慧矿山管理平台，现有系统功效不能满足智慧矿山建设要求，进行软件升级和功效扩充，确实无法实现，开发建设新系统。

（一）基础网络建设

智慧矿山建设要求全部信息包含实时数据、多媒体数据和管理数据能够经过网络进行按时、可靠、安全传输，必需数据还要求确保时钟同时，所以建设高效、可靠、完备、多业务、可管控基础网络平台是智慧矿山建设必备条件。

我企业将采取目前优异第三代（3G）移动通讯技术（CDMA/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、易于互联矿用3G无线综合业务传输平台。

3G综合业务传输平台建成，可实现矿山安全生产检测、管理调度、办公等应用全方面移动化。

集团企业省内矿区范围内3G综合业务传输平台由集团企业统一计划，拟在集团企业总部设置一套关键网，将鲁西南新区三对矿井和肥城老区各矿井接入，在集团企业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，井下采取防爆微基站，依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。

具体采取何种方案搭建3G综合业务传输平台视集团企业统一安排。

（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）、关键应用层、数据挖掘层、决议指挥层和WEB操作层组成，实现信息完全共享和多种业务无缝集成，系统结构见图，可简单描述以下：

（1）数据采集和传输网络层：

该层关键包含服务器、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：

关键包含图形工作站、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综合查询和基于门户网站建设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一般数据和静态文档，实时数据库存放监测监控实时数据，多媒体数据库存放工业电视系统和通讯系统视频片段和音频片段。

（4）系统配置层（DBA）：

关键功效是数据库结构定制、角色和用户设置、步骤定制、WEB公布管理、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）关键应用层：

关键包含矿山数字化平台、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：

关键包含安全检验、质量检验、查询结果导入导出等，该层关键用于信息挖掘、分类和汇总。

（7）决议指挥层：

关键包含效益分析、计划制订和调整、工程进度控制、生产和安全隐患集体会诊、可视化指挥调度等。

（8）WEB操作层：

经过DBAWEB公布设置，实现Internet上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管理平台做支撑，以满足技术发展和需求改变需要。

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、步骤管理、系统接口管理等功效。

3.关键应用系统

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、摄影测量和遥感等技术采集信息,并经过机械制图和图像处理等手段,紧密结合矿山空间和资源特征构建起来一个信息系统，不仅含有地理信息系统通用管理功效和空间分析功效，而且含有通常CAD软件强大绘图能力和辅助设计能力，同时含有强大三维可视化功效和矢量图形组态功效。

对于指导矿山计划、日常生产、管理、环境监测和安全预警等各方面相关键作用。

三维矿山地理信息系统根据集团企业科技信息中心统一布署今年将在我企业进行开发。

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效，使资源各专业完全共享，为矿山勘探、设计、生产、管理和决议提供一个强大、统一可视化信息系统，实现各专业之间动态联动。

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基础，能够为整个采矿设计、安全高效开采提供地质保障基础平台，实现地测相关台帐录入和处理、图形录入和处理、多种矿图自动生成和编辑、三维建摸和可视化、属性管理、储量评价、地质分析和地质汇报修编等200余项功效。

3.1.2.2采矿协同设计系统

采掘设计是煤矿建设不可缺乏一项关键内容，必需开发一套采掘设计系统而且和地测系统联动。

采矿协同设计系统实现对采区巷道、车场线路、交叉点、巷道断面、硐室、主运输皮带、地面设施保安煤柱、井巷工程、断层保护煤柱、提升绞车、运人系统、压风系统、排水防尘系统、支架等（选型）设计。

3.1.2.3智能化矿井通防系统

提供一套系统理论完善、算法优异、高智能可视化通防系统而且实现和地测、采掘、运输、监测监控等系统联动运行，在设计或改造通风系统时，可绘制通风系统图、通风网络图和通风系统立体示意图，风机选型和调整、自然分风、按需分风解算，最优设计和改造，最优调整和控制，风网管理，风机管理，通风报表，故障诊疗、灾变处理、实现按需供风等，可和瓦斯监测系统进行无缝集成。

3.1.2.4输配电地理信息系统

该系统应是一套无缝集成输配电CAD、输配电GIS两大功效，集绘图、计算、管理、优化、统计于一体，能够同时完成设备参数库建立、供电系统图绘制、数据调用、标注、修改、储存、输出，故障电流计算、继电保护装置整定计算，电网数据可视化管理供电系统，能够计算双回路和多级复杂电网。

3.1.2.5综合管网管理系统

包含给排水管网、压风管网、注浆管网、防尘管网、瓦斯抽放管网、通讯线网等设计和管理，系统能够建立多种设备、管件和多种设施等参数库并进行增添、修改、查询、统计、修改；并在此基础上能够绘制地面地下多种管网部署图并进行属性管理。

可进行平差计算和设备选型计算，也可依据系统图和数据库自动进行复杂管网平差计算、设备工况计算、管道和管件选型计算、设备管道统计计算、设备选型计算等；并能够进行图文双向查询。

以上生产技术管理系统根据集团企业统一计划进行开发。

3.1.3矿山灾难预警

灾难预警是实现本质安全关键内容，依据多种二维、三维地理信息系统（瓦斯地质模型、水文地质模型、地应力地质模型、地温分布模型）和多种监测信息，利用系统提供数学、力学模型自动进行动态参数估计和异常叠置分析，再结合多种灾难发生条件和规律，进行灾难预警。

就能够进行灾难预警。

3.1.4矿山事故仿真

利用三维建模引擎和仿真技术，有效模拟多种矿山地质灾难和生产事故，可为灾难防治、应急预案编制、安全教育、应急培训和应急指挥提供强大技术支持。

智慧矿山系统可实现火灾事故、水灾事故、瓦斯爆炸事故、煤突出事故、冒顶透水事故、跑车事故等仿真模拟。

矿山事故仿真系统临时不予建设。

3.1.5本质安全管理系统

安全管理系统包含隐患闭环管理、走动式管理、安全评价、动态检验和整改、安全事故管理、三违管理、工伤管理等，能对来自不一样信息源信息进行管理分析，对多种隐患进行排查，并结合生产系统进行整改，使得整个矿山生产在本质安全性下按计划进行，实现远程管理、移动办公，对生产现场安全信息快速反馈、动态跟踪和闭环控制，提升对企业整体安全管理工作监控能力。

安全闭环管控信息系统已经在集团企业进行推广，我企业现试运行中，不再单独建设本质安全管理系统。

3.1.6三维监测监控展现平台

三维监测监控展现平台以四维地理信息系统为基础，经过地面地下传感器网络、RFID网络、视频监控网络、无线通讯和工业自动化网络等新技术在采矿行业深层应用，实现从监测监控—信息聚集挖掘—分析诊疗—估计预报—信息公布（经过计算机屏幕和手机短信）—决议支持闭环运行。

三维监测监控展现平台关键内容包含：

开发矿山三维物联网浏览器、工业现场三维组态软件及实时数据交换平台中间件开发，提供三维工业虚拟现场组件接口，制订面向协议融合软件结构、数据格式、存放转发机制、数据接口、路径选择等技术规范，实现智能传感器采集数据跨协议传输，集成井上下通讯系统；安全监测系统；人员定位管理系统；压风自救系统；供水施救系统；应抢救生系统；主运输监测监控系统（主皮带监测监控、井下信集闭系统）；主副井提升监测监控系统（主井提升监测监控、副井提升监测）；排水监测监控系统（中央泵房、采区泵房监测监控系统）；输配电监测监控系统（地面变电站监测监控、中央变电所监测监控、采区变电所监控）；水处理监测监控系统（矿井水处理监测监控、生活水处理监测监控）；通防监测监控系统（束管监测、瓦斯源监测、通风机房、压风机房监测监控系统）；瓦斯抽采监控系统；地面生产监测监控系统（选煤厂、装车系统、地面运输监测监控系统、称重系统、供热站监测监控、锅炉房监测监控）；工业电视系统；综采工作面设备监测系统；矿压在线监测系统；水文监测系统；产量监测系统等等。

系统不仅能够实现实时数据图形显示、报表查询、声光报警、快速定位，更关键是能够经过虚拟现实技术，实现对监控信息真三维模拟，实现所见所得；既能够分层、分窗口显示，也能够实现全部信息叠加和全局漫游，达成井上下通明管理，使大家对着计算机屏幕，就如身临其境，为正常生产和应急指挥提供可视化支持。

该系统能够实现矿山全部内容透明管理和三维实时动画展现，看到每个监测系统多种安全环境参数，人员、设备具体空间位置、状态等信息，是智慧矿山建设水平关键表现之一。

3.1.7综合调度指挥系统

生产调度是煤矿安全生产综合性管理工作，和经营管理和生产技术管理联络亲密,需求信息量大，要求立即。

综合调度指挥系统关键目标就是采取计算机来实现生产调度管理中各项业务功效，经过网络通信和数据共享完成生产调度管理业务步骤和处理；经过对日常生产产量、进尺、运量、销售销、市场需求量、矿内站台库存量、煤质参数等及生产计划完成情况掌握，对生产、销售数据进行统计、分析和处理，对生产动态和生产趋势掌握，和发生重大生产事故时紧急调度处理，确保煤炭生产能够正常合理地不间断地进行。

综合调度指挥系统可实现地理信息查询、预警信息公布、综合信息查询、日常调度管理、应急指挥、应急预案管理和应急预案快速开启等功效。

利用该系统可实现把在C/S平台上建立二维和三维地理信息系统自动转化为WEB地理信息系统，经过浏览器在B/S结构上实现了面向位置生产、安全、管理等信息查询、审核和分析，经过短消息平台、广播系统和声光设备进行信息定时预报、超前预警和快速报警和应急系统快速反应和动态联动，能够经过实时三维模型查询多种地理信息、地质信息、设备信息、工程信息和生产信息，集中显示监测监控系统、运输提升系统、防排水系统、工业电视系统、人员定位系统实际状态、和移动设备和人员位置，也能够显示避灾线路和救灾线路，能够进行人员和设备跟踪和井上下漫游，结合井上下通讯系统，实现基于虚拟现实三维指挥调度、应急指挥和应急预案快速开启。

生产调度是矿山生产指挥中心，是确保各项工序按计划进行神经中枢，综合调度指挥系统以项目管理为根本，以生产技术管理关键，以调度控制为手段，以实测数据为结果，能够很好融合安全管理中监测、检验、诊疗、评价、预警、预报、防治、快速响应、应急联动和决议指挥全过程，它是矿山本质安全保障体系关键。

3.2经营管理应用系统

3.2.1人力资源系统

人力资源管理经过数据统一搜集整理，实现数据规范性和共享性，使原来分散人力资源信息得以整合并共享。

关键包含：

组织机构管理、职员基础信息管理、日常考勤管理、劳动协议管理、安全培训管理、绩效考评管理、薪资管理等。

我企业现使用人力资源管理为宏景世纪开发，需要经过平台接口将数据提取至智慧矿山管理平台进行整合并共享，不需再单独开发人力资源系统。

3.2.3物资供给管理系统

物资供给管理系统实现企业物资供给和物流业务规范化、信息化管理，包含计划管理、比价管理、协议管理、采购管理、库存管理、资金管理、查询统计等功效。

我企业现有物资经营考评系统实现了部分物资供给管理系统功效，但在计划管理、比价管理、协议管理、采购管理等方面还有不足，因山能集团有可能统一开发物资供给管理系统，故临时不予开发新系统，待山能集团和集团企业统一安排再定。

3.2.4机电设备管理系统

机电设备管理系统实现设备和备件采购管理、档案管理、现场管理、维修管理、供电管理、特种设备管理、配件管理、备件管理等相互关联工作模块，并结合智慧矿山系统平台优势，将机电设备管理系统设备参数数据（包含性能、情况、位置等）在煤矿GIS平台上进行数据共享，充足发挥设备使用效率，形成一个涵盖从企业――设备管理部门――区队现场整个矿机电设备管理工作和管理要素信息管理平台。

我企业现有设备租赁系统实现了机电设备管理系统绝大部分功效，标准上只需对现有系统进行功效扩充，经过接口程序连入智慧矿山平台，不再开发新机电设备管理系统。

3.2.5成本控制管理

成本控制管理以生产工序为依据，经过成本预算、聚集、核实和控制分析对生产过程可控点进行有效管理，实现生产经营成本可控和在控，达成增加经济效益目标。

我企业现有物资经营考评系统实现了材料成本核实，设备租赁系统实现了设备成本核实，全方面预算内部市场化系统部分实现了人力成本核实，将物资经营考评系统和设备租赁系统成本核实数据引入全方面预算内部市场化系统，并进行功效扩充，即可实现成本预算、核实和全方面可控目标。

3.2.6协同办公系统

依据集团企业统一计划，新协同办公系统包含OA办公系统、邮件系统、即时通讯系统、手机移动办公系统、电子印章系统、档案系统集成等几部分内容。

方便、稳定、安全协作工作平台，是实现信息共享和协同工作关键手段。

3.2.7全员业绩考评系统

全员绩效考评考评信息系统含有考勤签到、个人工作计划、个人工作记实、单位工作计划及总结、请销假管理、量化考评等功效模块，可全方面客观考评职员推行职责、完成任务情况，对职员实施有效管理和监督、激励和约束，确保企业各项业绩指标完成。

全员绩效考评考评信息系统已在我企业运行，将进行深入完善和提升。

五、保障方法

（一）加强组织领导。

　　为确保智慧矿山建设顺利开展，加强组织领导，明确责任，矿成立智慧矿山建设领导小组。

　　组　长：

张明

　　副组长：

李吉军、武新文、杨学强、杨新华、鞠新利

　　成　员：

各相关部室、单位关键责任人

　　智慧矿山建设领导小组负责建设项目标组织协调，方案审查、审批，落实资金；负责就建设过程中重大问题进行决议和协调；负责工程督导检验，并组织验收。

智慧矿山建设领导小组定时召开工作会议，通报智慧矿山建设进展情况。

（二）严格考评监督。

　　建立健全智慧矿山建设、运行、维护等方面管理制度和激励约束机制，制订工作标准、考评指标，并纳入年度工作考评，考评结果和各级相关领导绩效年薪、全员安全质量风险抵押相挂钩，奖优罚劣，严格兑现到位。

充足调动全员参与主动性，促进智慧矿山建设规范化、标准化建设和管理。

二○一三年一月一日

专题词：

智慧矿山　建设计划　通知

　发：

矿级领导，副总，各单位、科室，存档

　山东鲁中能源集团办公室　　1月4日印

共印2份