数字化矿井考察报告.docx

数字化矿井考察报告.docx

《数字化矿井考察报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字化矿井考察报告.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数字化矿井考察报告

依托“四型”矿井建设打造数字化矿山

考察组成员：

张宏张兴文孙源远龙庆华

在信息时代，谁“掌握和采用了信息技术，谁就掌握了未来”。

朱家河煤矿作为陕煤集团标准化样板矿井，今年又被局作为数字化矿井建设的试点矿井，一个高科技含量的数字化管理系统，必将全面提升矿井的综合管理水平，实现有些岗位的无人值守，达到减员提效、安全生产，以高科技保安全、以先进技术促发展。

为了贯彻杜矿长的二届三次职代会行政工作报告精神，“解放思想，振奋精神，扎实精细，以“四型”矿井建设为依托，全力打造新型数字化矿井”，2月25日—3月9日，在总工程师张宏的带领下，局有关科室、建庄矿和我矿的有关人员赴龙口、潞安、新集、兖矿等四局八矿和中国矿业大学参观学习了数字化矿井建设，考察学习中，大家深入一线，耳闻目睹，边学边议，倍受启发，进一步解放了思想，开阔了眼界，看到了差距，学到了经验，增强了加快矿井数字化矿井建设的紧迫感和责任感，相信在矿党政的正确领导下，我们有信心将朱家河煤矿建设成为陕煤集团的一流数字化矿井。

一、考察所见、所闻

1、参观学习了兖州矿业集团东滩煤矿“数字化“矿井建设状况，重点了解了他们的数字化矿井建设机构编制情况。

东滩煤矿年产980万吨，主井深780m。

在数字化矿山建设总投入2800万，一期工程1100万，现已实施完毕，二期工程目前正在进行当中，主DLP显示屏为3X4，工业电视30台，调度中心设计较为合理。

调度中心主要实现了：

在电气控制方面进行高仿真模拟，可以实现远程操作；控制分手动、自动和集中三种方式。

①35KV变电所无人职守；②井下采区变电所无人职守；③皮带控制系统实现远程控制。

撤掉了皮带司机，增加了部分巡检工，达到了减员提效的目的。

设备方面，高压开关柜添加数字综合保护器，更换全部馈电开关，其他控制子系统目前正处于二期建设当中。

2、参观了龙口矿业集团北皂煤矿和梁家煤矿。

梁家煤矿还处于“数字化“改造中，重点参观学习了北皂煤矿，该矿情况与我矿较为相似，为我们建设数字化矿井提供了宝贵经验，我们主要学习了该矿的数字化矿井建设的初期规划，后期的机构编制、人员分工、相关责任及建成后的管理办法，其中重点学习了数字化矿井建成后的技术管理和常见的一些管理难题，使我们在建设数字化矿井中少走弯路。

北皂煤矿年产240万吨，在2003年开始建设“数字化”矿井，首先构建井下与地面的环形工业网，由于建设较早，因此是百兆网。

矿务局建成了公司信息港平台，与矿井相关的链接下面主要设置了四个板块。

①生产过程自动化②安全监控数字化③企业管理信息化④信息管理集约化，最下面是每个板块下面所携带的所属子系统，该矿数字化矿井建设最成功的地方在于后期的管理，尤其是办公系统、考勤系统在该矿的运用真正达到了预期目的。

3、参观了中国矿业大学徐州华洋通讯设备有限公司，该公司主要经营方向是矿山自动化建设，现已有了一套比较成熟的技术和相关产品，主要研发了工业环网及相关产品，是集产学研为一体的矿大科技公司，其数字化建设技术已在有些矿井付诸实施并取得了成功，其中龙口矿业集团下属的北皂煤矿就是该公司合作项目中一个成功的范例。

在这里主要听了数字化矿井建设专家钱建生教授对中国煤矿数字化矿井发展状况的简介，对煤矿未来的发展做了展望，数字化是未来矿井发展的必由之路，听了钱教授的报告以后我们很受启发，最后参观了他们的相关产品和厂房。

4、参观学习了潞安集团下属的漳村煤矿，该矿年产400万吨，是全国首批高产高效矿井，自动化、信息化技术的应用在该矿已经相对成熟，该矿的数字化矿井机构建设及技术管理方面可供我们借鉴。

该矿的数字化办公机构主要有：

皮带控制中心、生产控制中心、调度中心和自动化科。

实行二级管理制度既数字化办公室和监测监控队，科室直接对区队进行管理，科室提供技术支持，具体工作有相关区队进行施工，参观中该矿的矿灯管理与考勤系统，给人耳目一新的感觉，比较直观，也比较实用，应用相当成功。

二、考察所想、所思（朱家河煤矿数字化矿井设想）

（一）、朱家河矿信息化建设现状

1、目前网络建设情况

随着计算机技术的不断发展,网络技术特别是互联网的出现对计算机的应用提出了更高的要求和需求,近几年来,我们一直在探索在我矿建立计算机网络系统,特别是自2005年以来，我矿信息工作不等不靠，以现有的设备和人才资源进行了朱家河煤矿计算机网络的建设工作，至2006年7月份完成了矿内主干光缆的敷设工作。

我矿局域网是以行政办公楼、采掘办公楼为主要节点，采用1000M光缆为传输链路，构成了我矿计算机局域网的主干网络传输系统，初步建成了一个以Intranet/Internet技术为基础的计算机局域网络平台。

2、工业电视监视系统

从2004年6月开始至2006年7月，我矿在瓦斯监测控系统的安装的同时，自行设计和安装了工业电视监视系统，加强了我矿主要生产环节的管理，目前我矿的工业电视安装了8摄像头，已经正常运行了2年多了，为生产调度提供了可视化信息，对全矿的安全和生产起到了监视作用。

（二）、矿井综合自动化系统建设总体规划

利用先进的网络技术、自动控制技术、通信技术、计算机技术、视频技术，以现有设备为基础，将计算机网络技术推广到井下，在我矿建成一个以工业以太网+现场总线为网络平台的矿井综合自动化系统，形成一个贯穿我矿井上下的计算机网络。

它以工业以太环网+现场总线为纽带，将安全生产监控、生产流程自动化控制、工业电视、信息化管理等各子系统连接成一个符合标准化、模块化、开放式、易扩展和易升级的，能够实现异构系统之间的信息联通与共享的网络系统与控制系统。

该系统共划分了三个层面，即信息采集及实施层、信息集成层和管理决策层。

信息采集及实施层主要是指由各子系统模块组成的现场数据采集处理单元和监测控制单元，它们能够独立完成监控功能，又能接受控制信息完成监控任务，是综合自动化系统的平台和基础。

信息集成层将安全信息、生产信息、控制信息等全部集中分析、处理，是信息数据服务器网络化过程。

管理决策层则通过矿内局域网实施信息的管理与应用，主要为领导和相关部门提供决策信息。

（三）、总体规划设计思想

1、坚持总体规划，分步实施，重点突破，持续改进的原则。

针对我矿计算机有关设备的现有资源，结合企业通信网、有线电视网的发展需要，建立覆盖我矿井上下集宽带接入、办公自动化、生产监测监控、自动控制、企业管理于一体的综合自动化信息系统。

2、以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音和视频等多媒体应用，采用基于交换的技术替代传统的基于路由的技术，实现千兆入矿，百兆到室。

3、在功能满足要求的前提下，一方面利用现有的硬件资源，另一方面充分利用矿内现有计算机专业人员的潜力参与开发适用于我矿具体业务的软件。

（四）、总体规划具体内容

整个系统设置一个数字化调度平台（指挥中心）、几个监控中心（包括主皮带监控中心、供电监控中心、主排水监控中心、变电所监控中心、瓦斯监控中心、选煤厂监控中心、信集闭监控中心、核子秤监控中心等）和一个网络中心机房。

网络中心机房中包括：

网络服务器、工业电视视频服务器、安全生产监测主机、电子屏服务器、一卡通服务器等。

系统分为自动化控制、安全监测、工业电视、软件开发、通讯等五个方面。

1、自动化控制

我矿自动化矿井实现的最终目标是：

综采电液化，掘进快捷化，主运集控化，供电自动化，通风智能化，办公信息化。

我矿自动化实施的十大系统：

综采工作面自动化控制系统、掘进工作面自动控制系统、主运输皮带集中控制系统、地面筛选自动控制系统、锚网支护巷道顶板监测系统、地面装车自动监测系统、矿井供电综合自动化系统、主扇风机自动控制、矿井主排水自动控制系统、大巷运输信集闭系统。

2、安全监测监控

我矿安全监测监控四大系统：

瓦斯监测监控系统、井下人员定位与考勤系统、

核子秤系统、调度装备改造。

3、工业电视

工业电视系统作为矿井综合自动化系统中的一个配套子系统，是实现矿井集中控制不可或缺的组成部分。

我矿的工业电视分为地面和井下两部分，地面采用一对一的传输方式将各地面摄像点的信号传输到视频服务器，井下采用环网方式将井下各数字摄像机的数字信号传输到地面服务器。

4、系统集成

各自动化系统建成后，通过从地面敷设一根单模光缆到采区变电所，根据数据介入点的位置安设工业以太环网交换机，上与地面局域网联网，下与现场总线联网，搭建一个井下工业以太网+现场总线网络平台。

其中：

硬件方面，该平台能够满足综合自动化系统与各现场单元硬件以标准RS232/422/485进行信息传输，并以1000M速率与以太网连接，符合标准协议的各子系统均可直接接入以太网。

软件方面，采用标准的软件接口规范和协议，如OPC、NETDDE等，实现按照统一的数据访问标准与不同厂商的软硬件产品进行通讯，无需另外为不同协议和标准的设备编制接口软件而投入资金。

集中控制方面，集中控制系统作为工控领域中已经成熟的技术，可以采用MODBUS、PROFIBUS等现场总线方式，通过标准的嵌入式TCP/IP协议、以光纤为介质把现场控制单元的信息经过以太网交换机送到地面网络中心进行监测和控制。

通过井下工业以太环网的建设，一个全矿井自动化控制系统就形成了，它具有易扩展、易升级、易维护、安全性高等特点，最终达到减人提效的目的。

（五）、2008年数字化矿井实施项目：

2008年朱家河煤矿数字化建设按照：

“生产过程自动化、安全监控数字化、企业管理信息化、信息管理集约化”四化进行实施，具体项目如下：

1、建立综合数字化调度平台

在办公楼的5楼建设一高档次的数字化调度平台，调度平台在地面工业以太网和井下工业以太网的信息高速公路的支撑下将矿井现有的八大系统生产系统接入调度平台，八大系统分别为：

瓦斯监测监控系统、顶板动态监测系统、信集闭运输系统、井下人员定位系统、矿灯智能管理系统、副绞的PLC控制系统、瓦斯巡检系统、核子秤管理系统，解决生产信息孤岛现象，并对现有的八大系统进行升级改造，保证系统的正常运行。

综合数字调度平台采用先进的自动化控制、通讯、计算机、工业电视等现代化技术，建成省内首家井下千兆光纤局域网平台，实现数据、视频、音频三网合一的综合数字化系统。

把调度中心建设成为集数据传输、安全监测、工况控制、远程管理、调度指挥于一体的矿井安全生产指挥中心、信息中心和控制中心。

（1）调度室监视大屏幕

调度室监视大屏幕

采用为6块60”DLP箱式背投显示单元，组成一面投影大屏幕拼墙。

主要显示安全生产信息、图像、图表等调度监测信息。

投影墙两侧各安设9台25”电视机，作为井上下各摄像头采集的视频图像的显示单元，便于有关人员直观、实时监视现场情况。

调度室设备布置示意图（一楼）

（2）LED电子显示屏系统

在灯房和下井行人走郎各安设一块4m*1.8m的φ3.75双基色电子屏，随时显示下井人员和升井人员情况、我矿产量、进尺以及其他生产目标的计划完成情况或者重要指示、精神、通知或者表彰、亮相等文字、表格，并可作为网络终端，将局域网上有关数据在电子屏上显示。

（3）调度会议投影系统

在调度会议室安装一套投影系统，通过与矿综合信息网络系统联网，随时将安全生产的相关图形、表格、数据在投影幕上显示。

领导在调度会上或其他安全生产会议上，通过投影系统很方便地掌握、部署各项安全生产任务。

2、主排水自动化控制系统

井下1、2采区各个低洼处独立的污水、潜水泵将水经过管道或者沟渠统一送到中央泵房外水仓。

内水仓深6米，储存着经外水仓沉淀后的污水。

中央水泵房安装有3台200D43X7多级离心水泵（带底阀），由3台高压3KV电机驱动，水泵起停全由工人按动就地操作箱按钮。

中央泵房共有两套管路，由人工切换闸阀决定流向。

水泵的抽真空由工人打开空气闸阀，主水管闸阀，注入水挤出空气。

水泵自身装有压力、真空表，但只能在现场查看；水仓里安装1台宜兴三横KGU7投入式液位计，方便现场工人查看。

根据矿上的现状，主要考虑中央泵房的改造，根据现场情况，更换压力、真空度表、水位计；添加流量、温度、电量变送器；将手动闸阀换为电动闸阀、电磁阀；每台水泵旁边增加一台PLC控制分站，采集泵的运行信息面控制闸阀的起停；主站放在中央变电所内，采集电参数、同时控制泵的起停；主站与分站通过DP总线通讯，同时主站接入中央变电所环网交换机，将泵房实时工况上传到地面上位机。

在主站旁增加控制屏，现场工作人员可以实时看见各设备的运转状态以及控制现场设备。

3、主皮带自动化控制系统

我矿的主皮带运输系统由1条主井强力胶带提升机组成，主井强力胶带机由两台高压6KV驱动，张紧采用重载车式拉紧装置，机身沿线装有上、下双向拉绳开关，烟雾、打滑、堆煤、纵撕、跑偏保护。

机尾有一台往复式给煤机，将轨道车运来的煤倾洒到主皮带上。

机头装有除铁器，除去轨道车运来的杂物。

为了较快的使胶带机停止，每台电机配有一套抱闸装置。

机身还装有一台北京斯凯尔公司的核子称，计量运输煤的重量。

根据现状，主井强力胶带机现在的控制部分主要由机头的操作完成，皮带的运行情况全靠操作显示台上的指示灯显示。

现设计在胶带机头安装一台控制主站，控制站核心为西门子S7300控制器。

同时安装一台触摸屏，用于实时显示皮带的运行信息，方便工人的检修以及现场操作。

在胶带机尾安装一台控制分站，控制机尾的给煤机。

主站、分站之间通过DP协议通讯，自动完成先开皮带后开给煤机、先停给煤机后停皮带的过程。

控制主站同时采集电动机的电流、保护、机尾给煤机等设备的相关信息，根据情况自动停止皮带，防止事故的发生。

控制主站带有以太网接口，就近接入地面环网交换机，将生产工况传递给地面控制中心上位机。

胶带机沿线布置扩音电话系统，起到联络以及告警作用。

三、考察总结

“数字化”矿井建设是一个比较新的课题，尤其是对现在整个煤炭的发展状况来说，数字化矿井建设刚刚起步，目前学术界对“数字化矿井还没有一个确切的定义，通俗地说“数字化”矿井在一定程度上实际也就是机械化、自动化、信息化的总称，其中机械化是基础，信息化是手段，自动化是目的，其中自动化是多个子系统在协议允许的情况下在工业网络上传输、监控以及尽可能的达到远程控制的目的，与此提高矿井的安全水平，同时减员提效，提高企业的核心竞争力。

在我们考察的几个矿井中，龙口集团下属北皂煤矿与我矿实际情况较为相似，设备情况也比较相似，数字化矿井建设比较成功，已通

过了国家验收，尤其是他们的各个子系统应用十分成功，矿井数字化建设的预期目的也已经基本达到，与此同时在考察各个煤矿时，相关负责人员主要都提到了后期管理是煤矿数字化、自动化、信息化建设的最大障碍，他们工作中遇到的问题和解决办法以及后期管理制度的制定和实施办法十分值得我们学习，以便使我们在数字化矿井建设中收到事半功倍的效果，朱家河煤矿矿井综合数字化系统是以建设陕煤集团一流信息化矿井为目标，该系统的建成，将大大减少我矿井下岗位工的数量，预计可减人300人左右，整个投资将在两年内回收，经济效益明显。

通过本次考察参观学习，对数字化矿井建设最大的感悟是数字化矿井建设是一个庞大的系统工程，是“一把手”工程，是向传统管理模式的挑战，任重而道远，应整体规划，分步实施，稳步推进，没有局、矿“一把手”的支持是不可能达到预期目的的。

数字化矿井考察报告

依托“四型”矿井建设

打造数字化矿山

考察组成员：

张宏、张兴文、孙源远、龙庆华