关于煤矿自动化与TDSCDMA无线通信系统的考察报告4.docx

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关于煤矿自动化与TDSCDMA无线通信系统的考察报告4

煤矿自动化与信息化建设考察报告

二零一三年五月

综述

为了进一步提高集团公司矿井自动化与信息化建设水平，由技术中心牵头，组织机电动力部、华亭煤矿、核桃峪煤矿、常州自动化研究院技术人员共9人，于2013年5月9日至5月17日，分别前往同煤集团及其同忻煤矿、塔山煤矿，神华神东大柳塔煤矿，神宁集团及其石炭井煤矿，对基于TD-SCDMA技术的矿井无线通信系统在矿井的应用，矿井自动化及集团公司信息化建设情况进行了考察学习。

一、煤矿无线通信系统

2011年底，华亭煤业集团和常州自动化研究院合作，在华亭煤矿示范应用了基于TD-SCDMA技术的无线通信系统。

目前，该系统的调度、通话功能应用稳定，手机具备定位功能，但精度未达到技术要求，无线传感功能未实现；通过考察学习，其他厂家基于TD-SCDMA技术的无线通信系统在调度、通话等功能应用成熟，且优于WIFI技术，手机定位及无线传感功能均未开发。

鉴于以上情况，常州自动化研究院提报“示范建设应用报告”，华亭煤矿提报“应用报告”，双方讨论协商后，终止TD-SCDMA系统示范工程。

就基于TD-SCDMA技术的无线通信系统调度、通话等功能的成熟应用，建议在集团公司华亭煤矿、砚北煤矿、山寨煤矿等运输线路长、矿压显现的矿井技术装备，以加强调度管理，方便井上、下作业人员与管理人员的即时通信。

二、矿井自动化建设

大柳塔矿各个生产子系统机电设备技术装备水平高，已实现就地控制功能，自动化系统建设以子系统接入控制平台为主，目前变电所、水泵房实现了“无人值守”；石炭井煤矿以机电设备改造为基础，对设备的供电、控制系统进行集中改造，先达到就地集中控制，整体接入集控平台，在调度室实现远程集中控制，目前正在推广应用。

集团公司在矿井自动化建设方面，下一步要明确职能、梳理流程，编制方案，逐步推进。

三、集团信息化建设

同煤集团信息化管理处、神华宁煤集团信息技术中心作为信息化建设主管部门，逐步建成了主干传输网络，推广应用了管理信息系统，但都存在数据整合和数据安全问题。

目前，随着ERP的建设应用，都正在规划建设数据中心，进行数据横向整合。

在自动化建设方面，神华宁煤集团明确了职能和管理流程，信息技术中心为牵头部门，矿井由机电矿长主管建设。

通过学习考察，就集团公司信息化建设，一是在应用系统建设方面。

完善系统、纵深应用，整体筹建、信息集成；二是在基础硬件平台建设方面。

更新系统，确保网络畅通，数据安全，应用正常。

煤矿自动化与信息化建设考察报告

一、煤矿无线通信系统

（一）同忻煤矿

1、矿井概况

同忻煤矿是国家发改委2006年核准的全国10个千万吨级矿井之一，位于山西省大同市西南约20km。

设计生产能力1000万吨，服务年限70年。

2009年9月试生产，2011年达产。

主采煤层厚度8-19米，矿井采用放顶煤开采方式。

2、建设情况

同忻煤矿无线通信系统核心技术应用TD-SCDMA无线通信技术，型号为：

KT152型，由中兴公司承建，于2011年6月开工建设，2012年3月开始投入使用，投资约300余万元。

井上下共布设31台基站，天线62台，系统手机共500余部。

无线信号覆盖了矿井胶带运输、辅助运输及综采工作面两顺槽,信号覆盖率达到80%。

（二）大柳塔煤矿

1、矿井概况

大柳塔煤矿所属神华神东煤炭集团的特大型现代矿，地处陕西省神木县大柳塔镇，由大柳塔井和活兔鸡井组成，生产能力2170万吨。

矿井采用平硐-斜井综合开拓布置方式，连续采煤机掘进，工作面沿大巷两侧条带布置。

2、建设情况

大柳塔煤矿无线通信系统核心技术应用TD-SCDMA无线通信技术，型号为：

KT-151型，由大唐电信公司承建，于2011年11月建设完工并投入使用，投资约500余万元。

井下共布设50台基站，天线100台，系统手机共300余部，班组长以上管理人员全部配备手机，无线信号覆盖了矿井胶带运输、辅助运输及综采工作面两顺槽，信号覆盖率达到70%。

系统与公网对接。

（三）技术功能比较

1、华亭煤矿、同忻煤矿、大柳塔矿无线通信系统核心技术都采用TD-SCDMA。

2、应用现状

应用现状比较表1

稳定性

调度功能

定位功能

E矿通

无线传感

华亭煤矿

稳定

具备

无

同忻煤矿

不稳定

具备

无

大柳塔煤矿

稳定

具备

无

具备

无

⑴、华亭煤矿KT28C、同忻煤矿KT152、大柳塔煤矿KT151无线通讯系统相比，华亭煤矿KT28C、大柳塔煤矿KT151无线通讯系统系统整体运行稳定（同忻煤矿KT152无线通信系统因维护人员较少且厂商服务响应慢，至今未完全投用）;

⑵、华亭煤矿KT28C、同忻煤矿KT152、大柳塔煤矿KT151无线通讯系统调度、语音通话、短信、视频通话等功能完备；

⑶、华亭煤矿KT28C、大柳塔煤矿KT151无线通讯系统均开发了基于智能机的矿井自动化及办公自动化的在线浏览功能；

⑷、华亭煤矿KT28C无线通讯系统开发应用了手机定位功能；

⑸、华亭煤矿KT28C、同忻煤矿KT152、大柳塔煤矿KT151无线通讯系统无线传感业务均未开发。

3、存在问题

⑴、对照TD-SCDMA无线通信系统示范工程合作协议，目前定位精度约400M范围，低于技术协议100M定位精度要求；

⑵、目前，部分矿用终端手机存在带电时间较短，三防“防尘、防水、防摔”功能不佳等问题；

⑶、还需完善基于安卓系统的矿井自动化平台发布功能；

⑷、基于3G网络的无线传感、无线视频的传输问题未能解决；

4、华亭煤矿、同忻煤矿、大柳塔煤矿TD-SCDMA无线通信系统与具体技术、功能对比见表2、表3。

技术架构对比表2

应用矿井

华亭煤矿

大同煤业同忻矿

神华集团大柳塔矿

系统名称

KT28C（TD-SCDMA）

KT152（TD-SCDMA）

KT151（TD-SCDMA）

生产厂家

天地常州（技术为大唐移动）

中兴

大唐电信

建设时间

2011年11月

2012年3月

2011年11月

系统容量

500门（100部智能机）

400门（无智能机）

300门

基站数量

40（含地面1台）

31（含地面3台）

54（地面由中国移动覆盖）

频段

1.88G-1.92G

单个基站覆盖距离

700M

600M

700M

产品定位

蜂窝网

业务能力

语音/数据/短信/调度

语音/数据/短信

语音/数据/短信/调度

最大载波

最大基站数量

72*4

数据能力

下行：

384KB上行：

64KB

下行：

384KB上行：

64KB

下行：

384KB上行：

64KB

无限用户容量

2000人

单个基站最大通话

23人

单级级联距离

10KM

最大级联数量

6级

最大拉远距离

40KM

系统功能对比表3

使用矿井

华亭煤矿

大同煤业同忻矿

神华集团大柳塔矿

类别

KT28C（TD-SCDMA）

KT152（TD-SCDMA）

KT151（TD-SCDMA）

语音业务

通话质量

清晰

呼叫等待

具备

呼叫前转

具备

呼入呼出限制

具备

遇忙提示重拨

具备

紧急呼叫

具备

可视电话业务　

具备

短信业务

点对点短信

具备

短信群发

具备

公网互发

无（与公网未对接，具备此项功能）

无（与公网对接不成功）

具备

调度业务

组呼、群呼

具备

调度强插

具备

调度强拆

具备

调度监听

具备

调度录音

具备

呼叫转移

具备

呼叫保持

具备

夜服

具备

多级调度

具备

调度会议

具备

交换机互联　

七号信令、PRI信令、SIP信令

定位业务

定位精度

100－500M（基站区域定位）

无

轨迹查询

具备

无

无线传感及视频业务

无线传感

无

无线视频

无

（四）下一步工作思路

通过考察学习，就华亭煤矿TD-SCDMA系统示范工程项目围绕以下工作思路开展。

1、通过考察学习，TD-SCDMA无线通信系统在调度、通话等功能应用方面技术成熟，且优于WIFI技术。

目前，只有华亭煤矿TD-SCDMA无线通信系统实现手机定位，但仅为区域性定位，准确度不高；基于3G网络的无线传感、无线视频的传输功能均未开发。

2、鉴于以上情况，常州自动化研究院提报“示范建设应用报告”（附件一），华亭煤矿提报“应用报告”（附件二），双方讨论协商后，终止TD-SCDMA系统示范工程。

3、通过华亭煤矿的示范应用及考察同行业矿井应用现状比较，就基于TD-SCDMA技术的无线通信系统调度、通话等功能的成熟应用，建议在集团公司华亭煤矿、砚北煤矿、山寨煤矿等运输线路长、矿压显现的矿井技术装备，以加强调度管理，方便井上、下作业人员与管理人员的即时通信；基于3G无线通信系统的定位、无线传感功能成熟应用后，再进一步装备其它矿井。

二、矿井自动化

（一）同忻煤矿

1、矿井概况

同忻煤矿是国家发改委2006年核准的全国10个千万吨级矿井之一，位于山西省大同市西南约20km。

设计生产能力1000万吨，服务年限70年。

2009年9月试生产，2011年达产。

主采煤层厚度8-19米，矿井采用放顶煤开采方式。

2、建设情况

山西大同同忻煤矿自动化建设以信息集成为主，自动化子系统建设内容包括主煤流运输监控系统、地面35KV变电所、井下排水系统、矿井井下电力系统、主通风系统、综采工作面电气系统、洗煤厂集控系统、生活污水水处理等子系统。

在各系统硐室（所）可进行就地控制，在调度室可以进行远程监控，各子系统的硐室、场所均有值守人员，未能实现无人值守。

（二）大柳塔煤矿

1、矿井概况

大柳塔煤矿所属神华神东煤炭集团的特大型现代矿，地处陕西省神木县大柳塔镇，由大柳塔井和活兔鸡井组成，生产能力2170万吨。

矿井采用平硐-斜井综合开拓布置方式，连续采煤机掘进，工作面沿大巷两侧条带布置。

2、建设情况

大柳塔矿采用“PLC+组态软件”模式建设了集中控制系统。

实现了主运胶带机系统参数监测及控制启停和顺槽皮带的数据监测、变电所设备参数监测及停送电控制、水泵房排水控制、主通风机控制和数据监测。

调度指挥中心值班人员进行集中控制，实现水泵房、变电所无人值守。

（在井下52303工作面学习途经采区变电所及水泵房，只有一人巡检）

（三）石炭井焦煤公司

1、矿井概况

石炭井焦煤公司始建于1958年，1961年12月投产，核定生产能力135万吨/年，地质储量2.19亿吨，矿井地质构造复杂，断层多，水文地质类型为中等，属高瓦斯矿井。

2、建设情况

神宁集团石炭井自动化系统由天地（常州）科技公司建设，实现了煤流、供电、压风、制氮等生产子系统远程集中控制功能。

实现了井下煤流系统无人值守。

（四）技术总结

1、技术实现方式

同忻、大柳塔矿各个生产子系统机电设备技术装备水平高，各系统主设备均由PLC程序控制，辅助设备、管道控制程度高（无手动机构），已实现就地控制功能。

自动化系统建设以子系统接入控制平台为主，自身改造项目较少，系统功能比较完善。

石炭井煤矿自动化系统是以机电设备改造为基础，对设备的供电、控制系统进行集中改造，先达到就地自动控制，然后建设自动化控制平台，整体接入，在调度室实现远程集中控制。

同忻、大柳塔矿控制平台均为组态软件，石炭井煤矿为定制开发。

2、项目实施流程

近年来，石炭井煤矿在神宁集团信息技术中心的统一要求和矿井逐步改造过程中进行自动化建设。

首先由神华宁煤集团信息技术中心下达系统建设要求，矿井提报技术方案（寻求技术支持单位合作编制），信息技术中心组织进行审查，报集团规划部审定后组织招标，由信息技术中心签订合同，组织实施和项目验收。

矿井由机电矿长主管自动化建设工作。

3、下一步工作思路

通过考察学习，集团公司矿井自动化建设围绕以下工作思路开展。

⑴、明确职能、梳理流程，编制方案，逐步推进

矿井自动化已成为矿井技术装备的方向。

在矿井自动化建设过程中，一是要明确职能。

集团公司要有牵头部门，配备专业技术人员，负责矿井自动化建设的日常监督、管理。

基层矿井要明确项目总体规划、组织实施主管领导，明确技术管理及实施牵头部门。

二是要理顺流程。

各矿井编制好技术方案后，由相关部门对技术方案进行审核招标后实施。

三是要编制方案。

在项目实施之前，由矿上组织编写技术方案（可寻求技术支持单位合作编写），技术方案要充分考虑自动化和信息化建设的需求，做到有的放矢，并且要能指导今后机电设备选型和建设，坚决避免先安装再改造等现象发生。

四是逐步推进。

各矿在总体方案的指导下，根据矿井机电设备技术装备现状，按照需求，逐年逐步改造升级机电设备，提高装备的自动化水平。

⑵、技术方案编制要求

目前，集团公司矿井自动化系统建设形成了“3-7-3”（即华亭、新柏、大柳3对示范建设矿井；砚北、陈家沟、山寨、东峡、马蹄沟、新窑、净石沟7对正在起步建设矿井；核桃峪、新庄、赤城3对基建矿井）的格局。

在矿井自动化建设中，具体要求如下：

①3对示范建设矿井，尽快完善和细化技术方案，从各个辅助生产子系统机电设备的配电系统、主供电回路、控制回路、生产工艺和工况参数的在线检测及附属设施控制方面进行完善建设，实现辅助生产子系统的远程集中控制和自动化。

加强运行维护管理，总结使用经验。

②7对起步建设矿井，基于工业环形以太网，按照集团公司自动化建设总体规划，从辅助生产子系统机电设备的配电系统、主供电回路、控制回路、生产工艺和工况参数的在线检测及附属设施控制方面编制技术方案，报集团公司相关部门审查后逐年逐步建设。

③3对基建矿井，按照“同时设计、同时施工、同时使用”的建设要求，在矿井初步设计时对矿井自动化、信息化建设进行专篇设计。

三、集团公司信息化建设

（一）同煤集团

1、建设现状

同煤集团信息化建设起步早，1985年，建立了国内煤炭企业第一个计算机中心；90年代煤炭市场不景气，大量人才流失，信息化建设也处于停顿状态；2000年以后，逐步建设了同煤集团到基层单位的主干传输网络，推广应用了人、财、物、产、供、销等应用系统。

各应用系统纵向独立运行，数据分散存储，数据的横向挖掘深度不够，急需进行数据整合，数据安全问题也逐渐凸显。

目前，随着ERP的建设，oracle数据库的应用，正在规划建设数据中心。

在矿井自动化建设方面，提出以建设数字化矿井为目标，以监测为主。

2、机构职能

同煤集团信息化管理处是信息化建设的职能部门，主要负责信息化基础网络建设、信息应用系统的规划与引进、信息安全管理、培训与考核、信息设备的管理等。

线路传输由同煤传输公司负责建设、管理和维护，大于200公里的单位租用运营商线路，其余以自建为主；矿井自动化建设没有明确牵头和负责机构，只是提出了建设“数字化矿山”的总体思路。

（二）神华宁煤集团

1、建设情况

2004年、2007年及2012年，根据企业发展的需求，先后进行了三次信息化建设总体规划。

2004年至2007年进行了人力、财物、办公自动化等软件的开发及矿井网络、通信、电视系统的建设。

2008年后，开始对各个系统进行梳理，经过论证后，2010年建设了企业的ERP系统。

从2012年开始，提出“无人值守”的建设目标，开始对老矿井机电设备进行改造，完善控制层设备，达到远程控制的管理模式。

新建矿井按照“三同时”的建设原则，一次性建设到位。

目前，应用系统在现有系统资源基础上进行横向整合、统计分析，也进行全面预算、班组核算管理的研究和系统信息集成；矿井自动化在近几年技术要求的基础上，进一步推动以“无人值守、有人巡检”的目标进行改造和完善建设；针对目前信息网络管理范围广、设备资产多的现状，近期试用东华ForceViewIT运维监控系统，对网络运维情况进行监控和集中管理。

2、机构职能

神华宁煤集团信息技术中心下设信息网络系统运维部和战略规划建设部。

信息网络系统运维部主要负责系统运行维护管理（分宁中、宁东、银川三个区），并设置调度服务台，负责全程全网及矿井主干网络、电话、有线电视等业务的24小时响应调度。

战略规划建设部负责信息化、自动化项目规划及技术管理等工作。

自动化建设流程主要为：

矿井提报技术方案（由技术支持单位合作完成），信息技术中心组织进行审查，报集团规划部审定后组织招标，由信息技术技术中心签订合同，组织实施和项目验收。

矿井由机电矿长主管自动化建设工作。

（三）下一步工作思路

下一步，华亭煤业集团公司管理信息化围绕以下工作思路开展。

1、完善系统、纵深应用，整体筹建、信息集成

在应用系统建设方面，目前，集团公司推广应用了人、财、物、产、供、销，人员培训，生产调度等信息管理系统。

但由于开发周期、厂家、语言和数据库不同，各信息管理系统单独使用，没有进行系统集成，信息不能实现共享。

下一步，在系统应用的基础上，继续完善各系统，加强系统纵向深度应用；并针对各系统间信息不共享的问题，进行信息资源、数据编码、技术架构的整体规划和建设，整合数据资源，横向集成，集成显示，实现信息的共享和系统联动。

2、更新系统，网络畅通，数据安全，应用正常

在基础硬件平台建设方面，充分利用现有设备，优化网络结构，升级网络安全设施，更新数据存储和备份系统，确保网络畅通，数据安全，应用正常。

考察组编写

2013年5月28日

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