骆驼山煤矿数字化矿山经验总结分享.docx

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骆驼山煤矿数字化矿山经验总结分享

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骆驼山煤矿数字化矿山经验总结

----骆驼山煤矿综合自动化与信息管理的数字化矿山经验总结

引言

如何提高企业的竞争能力，我国未来煤炭企业的出路在那里，20世纪80年代后期，我国煤炭工业综合自动化在一些大型的煤炭企业得到了一些应用，但不同程度存在管理层与生产过程层数据不能共享，形成了信息化孤岛的状况。

随着计算机技术、网络技术的迅速发展及在其他行业综合自动化的应用，信号处理技术、计算机技术、通讯技术及计算机网络与自动控制技术的结合使过程控制开始突破自动化孤岛模式，出现了集控制、优化、调度、管理、经营于一体的综合的信息化管理新模式。

所有的信息将以数字化的方式表现出来，其应用的价值将体现在矿井安全生产自动化（管控一体化）上，体现在企业的减人增效、保障安全上。

这给煤炭企业发展提供了一个挈机。

根据煤炭企业生产的特点，企业生产强调的是生产过程的整体性，各个工序、各套设备生产加工组织的局部优化是不够的，局部的最优安排可能与整体优化产生冲突，只有企业整体生产经营过程的优化才能保证企业在生产成本和经营效益上的最优结果，因此需要利用CIMS的思想和方法，通过自动化系统的建设，达到整个设计、经营加工过程的集成，实现整体优化。

而综合自动化系统的建设，不仅依靠提高生产设备控制的自动化水平和增强企业的经营管理，还要在设备控制和企业经营管理之间实现生产过程监控管理一体化，实现过程信息与管理信息的集成。

对此，特提出数字化矿山的建设架构，见图1。

图1煤矿企业ERP＼MES＼PCS三层体系的系统结构

一、对建设数字化矿山的认识

数字矿山是当今采矿科学、信息科学、人工智能、计算机技术和3S技术高度结合的产物，它将深刻改变传统的采矿生产活动。

我国在资源开采自动化控制、评价、管理、矿业专用软件方面对外依存度高，严重影响了资源评价、储量监管、生产自动控制的水平，降低了矿山设计和计划编制的效率与可靠性，制约了矿山信息化的进程。

数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。

数字矿山的建设是资源可持续发展的重要基石，是化解高危行业风险的根本途径。

数字矿山主要系统如下：

1、数字采矿系统：

矿区无线网络覆盖系统

三维地质模型系统

三维矿床模型系统

地测数据处理系统

矿石品位估算系统

边坡稳定性检测系统

自动采掘规划系统

矿业经济效益分析系统

设备点检岗位巡检信息系统

工业无线视频监控系统

地质数据快速测量分析系

井下矿人员设备定位系统

尾矿库安全自动化监控预警系统

大屏幕监控与显示系统

矿区行车安全预警系统

2、数字选矿系统：

破碎自控系统

磨矿工艺信息系统

浮选自动控制系统

脱水槽控制系统

磁选柱、旋流器、磁聚机控制系统

过滤水份控制系统

提铁降硅控制系统

静压回水远程自控系统

底流输送自控系统

三水平衡控制系统

选矿厂工艺全流程DCS系统

二、骆驼山煤矿数字矿山、应用综合自动化的现状

因骆驼山煤矿属基础建设的矿井。

数字矿山、应用综合自动化各大系统正在进一步完善当中。

现主要包括以下几大系统：

安全生产调度指挥系统

安全监测监控系统

井下人员定位系统

无线小灵通通讯系统

工业电视视频监控系统

大屏幕监控与显示系统

35KV变电所供电监控系统

胶带运输监控系统（皮带保护+PLC控制系统）

洗煤厂PLC自动化控制系统

在客观上这几个方面信息系统都是互相共享利用的，然而在具体建设实施过程中，这些系统都是由不同的厂家完成，没有从整个矿井利用信息的角度或者说从数字矿山的角度考虑和规划矿井基础信息的产生、认知、获取、表达、处理、共享、可视化、传输和增值利用，所以虽然建立了各业务子系统，但在信息共享处理，信息再利用和数据挖掘方面存在问题，缺乏必要的数据访问机制和丰富的可视化表现手段，没有发挥矿井基础信息应有的作用。

三、建立数字化矿山的目标及措施

1、建立完善监测监控系统

要实现数字矿山，有关安全和生产数据的获取是致关重要的，获取方法除了人工检测外，更重要的是利用先进可靠的传感器和监测监控系统实时采集有关技术参数，其中包括地质、矿压、水文、瓦斯、火情、粉尘、提升、运输等，针对目前有些矿监测系统还不太完善的情况，除了加强人工采集数据了力度外，重点完善和改进自动化采集手段，例如完善地应力监测设备、微震监测设备、断层探测装置、水文监测系统和井下人员定位系统等。

2、建立完善的地理信息系统

实现数字矿山的基础是建立一个完整矿山四维地理信息系统，建设地理信息系统的目的是：

（1）建立完整的矿山二维电子矿图和精细的三维地质模型；

（2）建立精细的数字地面模型和井巷工程模型；（3）建立完善井上下采矿设施模型；（4）利用获取的静态和动态数据，实时修正相应模型，配置和更新所有对象的属性；（5）使所有矿山容能够按地理位置和时间顺序进行可视管理和透明管理。

并且实现地测管理、采掘设计、通防分析、供电计算、人员指挥等容的协同化和智能化。

3、完善管理规，提高技术人员素质

针对我掘业部分一线技术人员素质低的问题，实现数字矿山还需要对一线技术人员进行知识提高和技术更新，使其在信息化建设中，树立全局观念、消除本位主义思想，熟练掌握本专业的基础理论、提高技术技能，不要认为技术更新、技术改造和安全隐患排查是专家学者的事情，更不能对数字矿山建设中一切原始信息和处理结果一知半解，要按照信息化、数字化的管理规工作，使自己成为信息化建设的主人公。

4、健全安全管理系统

众所周知，现有的绝大多数煤矿安全管理系统都是一些有数据库、检查台账和统计报表组成的低智能系统，除了查询统计方便之外，没有太多用处。

安全管理系统建设目标是在四维地理信息系统的支持下，融合有关的模型库、方法库，实现真正的危险源辩识，为消除各种安全隐患提供决策支持，有了这样的系统就如同有关安全专家亲临现场。

5、集成工业自动化系统

工业自动化集成也不是什么新鲜话题，因为，中国不仅有很多煤矿自动化系统集成商，也有许多矿山实现了工业自动的信息集成，但是这些集成系统只是把各子系统的运行界面进行了组态和集成，部分实现了数据的汇总和查询，没有实现各子系统的协同联动，更没有统一接口管理规，不能为各种数据采集系统、模型分析系统和自动控制系统，没有一个数据交换平台，不能实现真正的管控一体化。

我们的目标是给出监测、监控、视频、音频、导航、定位和管理系统的统一接口规，实现各子系统的即插即用，实现实现真正的管控一体化。

6、完善矿山ERP系统

矿山ERP系统主要包括计划管理、财务管理、设备管理、物资管理、人力资源管理、运输销售管理和综合调度管理等，以前大多数系统只是实现了人工管理的计算机化，并没有实现资源的有效整合和最佳利用。

我们将通过优化定额、以项目管理为主线、实现企业资源的优化配置和时实调控，实现真正的精细化管理。

7、实现生产、安全、经营的无缝集成

数字矿山建设的最终目标不仅是数字化有关采矿活动的一切容，提供完善的信息支持，更重要的是实现生产、安全、调度、经营和工业自动化的无缝集成和动态联动，达到企业资源的最优利用和安全生产决策指挥的快速响应，建造高产高效的本质安全型矿井，创造和谐的生产环境。

结语：

1、针对安全高效现代化矿井建设的需求，研究了综合自动化数字矿山建设的结构体系及其支撑关键技术，包括煤矿企业PCS过程数据检测技术、煤矿企业PCS生产过程建模技术、基于MES技术及原理的煤矿安全生产调度管理系统、基于可靠性的设备维护及连续生产保证系统技术、煤矿企业ERP/MIS管理技术、综合自动化低成本集成技术以及矿井安全生产三维可视化平台建设相关技术等。

以此为基础，设计了煤矿综合自动化PCS,MES及ERP/MIS一体化解决方案，实现了煤矿的生产过程监控及实时管理自动化目标。

2、数字化矿山建设的创新特色主要具有：

①通过自主开发和集成创新，系统地建立了实用的煤矿企业综合自动化与信息管理数字化矿山体系结构；②在煤矿企业MES中引人RCM系统，结合PCS的故障诊断与异常检测，开发出连续生产保证子系统；③将三维虚拟技术与煤矿安全生产调度管理系统（MES）结合，实现了自动化系统与矿井安全生产三维可视化信息平台集成；④在煤矿综合自动化工业控制网络设计及应用中，引入ProfiNet网络，实现了“数据、视频、语音”三网合一；⑤在国产采煤机开发应用了自动调整滚筒高度记忆割煤智能化技术，实现了综采工作面采煤机仿形割煤智能控制。

3、通过数字化矿山建设的成功实施及应用，提高了矿井生产自动化程度和综合管理水平，实现了矿井减员提效增安的目标，取得了显著的经济效益和社会效益：

①生产管理部门对生产信息的把握更快、更准确，对生产的调度和指挥也更为及时、正确；②矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统以及综合自动化程度的实施，提高了监控手段，提高生产管理效率，增加了企业效益；③矿并生产自动化系统及安全管理监控系统等基层自动化系统应用，井下一、二线工作人员大大减少，减轻了安全管理人员的负担。

总之，数字化矿山的成功建设与运用，改变煤矿员工的生产条件，树立企业新形象；提高煤矿的社会地位，树立了煤矿行业员工的新形象；促进了本安型矿井的建设；为企业的决策提供了准确的各类依据改进决策方法，提高决策质量；提高了员工的整体素质，促进了企业职工的和谐；提高安全生产管理水平，保障职工人身安全；减少岗位用工，提高了企业效益；提高了掌握全矿的生产和安全信息的能力，进一步实现了数字化矿山建设，为煤炭企业的数字化矿山建设探索走出了新路子。