XX煤矿信息化建设方案.docx

1、XX煤矿信息化建设方案XX矿业有限公司工业环网、人员定位、安全监控及广播通讯系统技术方案XX公司2012年05月一项目概述1 前言随着国家矿山行业体制改革的不断深化、现代信息技术的飞速发展，矿山管理信息化将为非煤矿山的可持续发展提供良好的条件。非煤矿行业的管理信息形式标准化、信息传递规范化以及信息内容系统化、安全生产监测监控自动化是非煤矿山行业应用系统的必然趋势。利用计算机技术、通讯技术和网络技术，开发矿山安全生产综合信息系统并在实际中应用是很有必要的、而且是及时的，更是矿山管理部门管理创新和技术进步的要求，从而进一步提高矿山安全生产的整体管理水平。1.1 矿井生产需要矿井生产作为高危行业之一

2、，安全生产始终是头等大事。由于矿区环境复杂，井下作业远离地面，地形复杂，环境恶劣，所以容易发生事故，对井下作业环境、作业地点的监控是矿井安全生产的一个重要环节。因此，在矿井安装安全监控系统，实时监测井下各项安全数据；安装人员定位系统，把握井下人员人数、位置、考勤等信息；安装通讯联络系统，用于解决日常井下与井上通信的和日常生产调度的需要；通过建设三大系统，随时掌握井下现场的实际情况，对安全生产、调度指挥、科学决策提供直观、可靠的手段非常必要。国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发201023号）明确规定：“煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、

3、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成。逾期未安装的，依法暂扣安全生产许可证、生产许可证。”国家安全监管总局 、国家煤矿安监局下发了关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装2010 146号)。紧急避险系统主要包括：永久式避难硐室、井下移动式救生仓；对避难硐室内、外的环境参数进行实时的监测。1.2建设项目XX省XX矿业有限公司，是以开采、加工、销售铁矿产品为主的股份制企业，是XX省矿业行业第一家通过挂牌竞标取得采矿权和招商引资建立的企业，注册资金为8400万元。现拥有资产总额10.10亿元、员工642人。 XX铁矿已探明拥有磁铁矿石

4、储量B+C+D级10363.7万吨，伴生铜90144吨，硫278.6万吨，原矿全铁平均品位高达44%，磁性铁含量84%。后续地质勘探和深部探矿工作正在进行，有望进一步扩大储量规模。公司于2001年12月注册，2002年12月开工建设，2005年底试产，2006年正式投产。目前生产规模为年处理原矿100万吨，年处理300万吨二期扩建项目正在申报核准，相关资料已按要求上报国家有关部委。公司主要产品为品位65%以上的铁精矿、45%以上的硫精矿、18以上的铜精矿，所生产的铁精矿供应马鞍山钢铁股份有限公司、武汉钢铁公司等国内6个大型钢铁企业。 公司2005年被XX省列为“861”行动计划重点，是省重点工

5、程建设先进单位、省十大矿业品牌单位，市劳动保障诚信A级企业、省劳动保障诚信示范企业、守合同重信用单位，被巢湖市委、市政府评为“先进企业”，被XX省民政厅、XX省慈善协会、XX省红十字会授予“爱心慈善企业”，获得中华慈善总会授予的“中华慈善突出（单位）企业贡献奖”。2008年9月被列为“XX省节能减排试点单位”，2009年9月被评为“XX省环保产业优秀企业”，2009年2月被国家人力资源和社会保障部、全国钢铁工业协会授予“全国钢铁工业先进集体”称号， 2009年度XX省十佳资源再生企业， 2009以来在XX省民营企业百名排序10强企业。为了提XX铁矿公司安全生产、加大对井下作业人员的管理能力、对

6、井下实际情况实时了解与掌握和解决先日常通讯与调度的需要，共拟建以下系统：安全监控系统：完成对矿井的环境监控和数据采集等功能，监控中心站软件具有综合性强、功能先进、富有人性化、易操作等特点，可对监测信息进行快速分析处理并自动执行监控操作。人员定位系统：可以随时掌握井下人员及设备的出入和分布情况，为生产调度和安全管理提供了有力的技术保障。发生突发灾害时，地面管理人员可以从监控中心及时获取事故现场的人员分布、被困人员数量、姓名等详细信息，并对事故现场进行多尺度模拟分析，为制定事故应急处理方案提供科学的辅助决策，极大地提高了事故救援的效率。通讯联络系统：解决地面与井下通话和信息交流的需要，同时还可以解

7、决日常生产调度和应急通讯功能的需要，为提高生产效率和在井下发生突出事件时，通知拆离现场，确保井下人员生命安全具有重要意义。 2 总体设计2.1 工程范围本工程的工作范围包括矿井安全监控、人员定位、通讯联络及工业以太环网的设计、制造、供货、运输、调试、培训、试运行及质保期维护。1）总体负责整个矿井安全监控、人员定位、通讯联络及工业以太环网的系统集成工作。2）提供全部图纸及技术资料。3）对用户进行技术培训。4）售后服务。5）全面实现本技术规格书所确定的全部综合监控功能。2.2 设计目标构建XXXX矿安全生产，安全监控、人员定位、通讯联络及监控中心大屏幕显示系统，实现对井下安全、人员管理、通讯联络。

8、所有系统均采用基于IP方式进行数据传输，实现数据采集自动化、业务信息集成化、信息管理网络化。2.3 设计原则我司在进行系统设计时，本着“高可性、可用性、先进性、标准化和规范化、兼容性、扩充性和开放性、经济性、安全性”相统一的原则进行设计。本方案以用户至上为原则，在符合国家规范的前提下，最大限度地满足用户的需求。本着技术先进、高效便利、投资合理的宗旨，用最佳设计方案体现最高的性价比，使系统的功能和指标达到国内同类系统的先进行列，是我们的总体设计思想。2.3.1 高可靠性和可用性原则系统必须能保证持续运行的高可靠性、稳定性。系统采用先进的层次化设计保证系统能连续稳定的运行。2.3.2 先进性原则

9、当今社会信息技术的发展变化迅速，各种新技术应用层出不穷；现有技术也不断提高，为保证建设后系统的技术在目前阶段处于先进地位且能在今后的一段时间内不被淘汰，系统采用目前先进的IP方式传输技术。2.3.3 标准化、规范化原则 此方案设计所采用的技术和设备材料，都必须符合相应的国际标准和国家标准，并严格依据煤炭安全行业的相关标准进行设计；便于系统的升级、扩充，以及与其他系统或厂家的设备互连、互通。2.3.4 兼容性、开放性和扩充性原则 系统的软、硬件均采用模块化、组态化的设计理念，可以方便地进行容量（增添其它设备）的扩充和功能的升级。系统建设基于矿计算机网络和通信网络，构建安全生产综合调度系统。2.3

10、.5 经济性原则 系统采用优化设计，系统具有标准化、模块特点 ，在实现先进性和保证可靠性的前提下，达到较优的性能价格比。2.3.6 安全性最高的原则系统具有抗过流、过压、防雷击等保护措施。具有防强电磁场干扰、特殊冲击波的冲击。依据国际、国家标准及非煤行业的相关要求和结合上述设计原则，充分考虑满足矿方对矿井无线通讯功能的需求。 二 工业以太环网1 系统概述井下工业环网系统是信息时代的必然产物，是集计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术密切结合的结晶。随着全球社会信息化与经济国际化的深入发展，井上工业环网系统已成为矿山企业综合经济实力的具体象征，也是各大矿山企业竞争实力的形象标志。建立一套先进、

11、完善的井下工业环网系统，为高性能的网络设备提供平台，为各种应用，包括视频、语音、数据等应用系统提供接入方式，既充分满足华星煤业目前各功能区域当前的使用需求，又考虑系统将来发展的需要，从而实现系统配置灵活、易于管理、易于维护、易于扩充的目的。2 建设目标构建XX铁矿井下工业以太环网，为矿山提供一个高性能、功能完善和技术先进的以太环网，为矿井各种应用，包括人员定位、安全监控等系统提供一个传输平台。3 设计依据计算机软件开发规范GB 8566电子计算机房设计规范IEEE-802.3标准EIA/TIA 568工业标准及国际商务建筑布线标准YD/T926.1-1997大楼通信综合布线系统标准（邮电部部颁

12、行业标准）建筑与建筑物群综合布线工程设计规范（CECS2000）MT/T1006-2006矿用信号转换器MT/T1007-2006矿用信息传输接口建筑设计防火规范建筑内部装修设计防火规范建筑工程消防监督审核管理规定矿山安全条例软件开发规范计算机软件可靠性和维护性管理计算机软件质量保证计划规范中华人民共和国公共安全行业标准建筑电气设计规范电气装置安装工程施工及验收规范用户终端设备耐过压和过电流能力规范信息技术设备包括电气设备的安全规范4 方案设计4.1 系统拓扑结构工业环网系统网络结构如下图：4.2 光缆铺设本系统主干光缆从调度室到混合井口入口，到-370工作面,经东斜坡道一直到-320工作面，

13、延320工作面经西出口到370工作面西斜坡道到-370进风井，经进风井到地面，然后返回调度室。主干光缆采用8芯铠装光缆，其中4芯用于数据通信，其余4芯备用。4.3 交换机布置根据需要，此次需要在井下布置11台千兆环网交换机和2台地面环网核心交换机，方便其它井下系统的接入。5 环网交换机介绍5.1 井下环网交换机1、KJ306-J1以太网交换机交换机工作电压：127V/220V/380V/660V以太网光信号接口a、 接口数量：4个；b、 传输方式：全双工TCP/IP传输协议，波长为1310nm的单模光纤；c、 传输速率：10/100M自适应；d、 光发射功率：-10dBm-5dBm；e、 光接

14、收灵敏度：-20dBm；f、 到KJ306-J矿用数据传输接口之间最大传输距离：60km使用MGTSV-（2、4、6、8、10、12）A型光缆。以太网电信号接口性能（本安接口）a、 接口数量：6个；b、 传输方式：全双工TCP/IP传输协议；c、 传输速率：10/100 Mbps自适应；d、 信号工作电压峰峰值：1V5V； e、到分站设备之间最大传输距离：5m（MHYVR电缆，电缆分布参数：分布电容：0.06F/Km；分布电感：0.8mH/ Km；直流电阻：12.8/Km）；RS485信号接口（本安接口）a、 接口数量：6个b、 传输方式：半双工RS485信号，双极性；c、 传输速率：2400

15、bps；d、 信号工作电压峰峰值：10V；e、 信号工作电流峰值：95mA；f、 到分站设备之间最大传输距离：60km;三 人员定位系统1 概述1.1 行业现状随着国家对矿山安全生产工作的日益重视，以及矿山生产企业及管理部门自身现代化管理的需求。从技术和管理的角度出发，矿山企业井下人员定位管理系统的在线监测已是必然趋势。根据矿山企业的要求，实现矿山企业矿井下人员定位检测和管理的一体化，完善矿山企业自动化监控系统，提高矿山企业的安全生产管理和自动化水平。在矿山井下普遍存在入井人员管理困难，尤其是采矿工作面人员进出矿井时间不固定、不集中、分散性极大，给矿井准确掌握出入矿井人员情况造成极大的困难，导

16、致了井上井下难以及时上传下达，给安全和生产管理带来了巨大隐患，极不利于矿井安全管理。同时，井上人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护的效率低，效果不理想，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠信息。1.2 系统简介KJ237型矿井人员管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品，该系统是通过对矿山坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。该采用目前最先进的2.4G无线扩频通讯技术，具有很强的抗

17、干扰能力和高速数据传输速率彻底解决了远距离，大流量，超低功耗，高速移动标识体的识别和数据传输难题。KJ237型矿井人员管理系统按照“统一发卡、统一装备、统一管理”和“一人一卡”的原则对上岗人员进行管理，实现井下作业人员和重要设备的实时定位和跟踪。通过KJ237管理系统，地面管理人员可以随时掌握井下人员及设备的出入和分布情况，为矿山生产调度和安全管理提供了有力的技术保障。发生突发灾害时，地面管理人员可以从KJ237监控中心及时获取事故现场的人员分布、被困人员数量、姓名等详细信息，并对事故现场进行多尺度模拟分析，为制定事故应急处理方案提供科学的辅助决策，极大地提高了事故救援的效率。系统由地面监控中

18、心站、传输网络和井下前端设备三大部分组成，系统集成了技术含量高的无线射频识别技术，采用专用射频通讯控制芯片实现可靠的无线数据通信，基站及信息机为本质安全型电路，安装方便，作用距离远、识别无盲区、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强、可同时识别多人。该系统以其技术先进性和实用性深受矿山用户的欢迎，在煤炭行业得到了很好的推广应用并取得了较好的经济效益和社会效益。 1.3 建设目标系统的建设本着“实用、可靠、先进、经济、安全”的指导思想，依据国家相关标准和矿山的实际情况，我公司采用KJ237型矿井人员管理系统为矿山井下人员管理作贡献。系统符合新颁布AQ标准的要求，满足矿山井下

19、人员的信息化和智能化管理等功能，实现下井人员的下井时间报表、出勤月报表、加班报表、请假或缺勤报表、检查人员、管理人员的情况等。井下人员定位考勤系统的基本要求，能够实时监测人员上井和下井记录、实时监测重点区域、限制区域的人员分布及时刻，并将井下各个区域人员的动态情况反映到地面计算机系统。使管理人员能够及时准确掌握入井人数和入井人员的工作区域，随时掌握干部跟班下井情况、井下人员的分布状况和每个作业人员入井、升井时间及运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。1

20、、考勤管理功能：能够根据矿实际情况对矿山人员入井时间、升井时间、滞留时间等进行统计、查询；2、井下人员位置监测与管理功能：能够实时显示井下采区及突出头面各类人员状况和分布情况；3、紧急告警与自检恢复功能：出现紧急状况时，系统具备告警通知等功能；系统具备自检功能，遇事故受损时，能恢复事故区域信号；4、管理功能： 具有图形管理功能，能对整个矿山工作人员进行信息管理，与已用的人力资源管理信息系统提供数据接口。2 方案设计2.1 设计依据此系统在满足矿山井下人员管理功能的基础上，严格按照国家矿山行业、电子、计算机、建筑等行业标准和规范执行：电气设备的抗干扰性基本测量方法矿井通风安全检测系统装备标准和使

21、用管理规定检测监控质量标准化实施标准智能调度室装备规范电子计算机机房设计规范KJ237型矿井人员管理系统企业标准2.2 系统拓扑结构根据矿井通风系统图，本次系统采用工业以太环网组网方式，系统结构图如下：2.3 地面监控中心实现功能：负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时卡号采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、远程传输、画面编辑、异常报警、网络通讯等任务。完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据。方案设计：本方案采用2台研华IPC-610工控机作监控主机和2显示器，采用双机热备软件实现一主一备，井下监控分站上传的所有监控数据同时写入

22、监控主机、备机数据库。监控主备机之间通过网线连接进行“心跳”监测，当主监控机发生故障时，备监控机自动启动，切换时间小于5分钟，保证监测数据不丢失。同时，为监控中心配置UPS后备电源，以保证电网断电后能正常运行，安装一台打印机以供打印各类报表。2.4 传输网络实现功能：传输网络承载着整个矿井人员管理系统的数据传输任务，将前端设备（读卡分站、动态目标识别器）所采集到的实时数据高速、稳定、实时的上传到地面监控中心；并将地面监控中心站的指令数据传回至井下前端设备。方案设计：根据矿山通风系统图，本次人员定位系统采用无线通讯系统已达建好的环网络作为整个系统的传输主干网，读卡分站通过485电缆连接到主干网上

23、;动态目标识器和监控分站间采用矿用阻燃电缆连接。2.5 井下前端设备KJ237型矿井人员管理的井下前端设备包括读卡分站（KT160-F1）、动态目标识别器、人员标识卡。实现功能：井下前端设备主要完成对标识卡的无线识别、双向呼叫、数据传输、卡号显示；对系统设备自检、系统设置等功能。方案设计：读卡分站（KT160-F1）：主要完成对识别器的数据采集、数据预处理、分类显示、与地面监控中心站的数据通讯、所接识别器的集中供电等。动态目标识别器：识别器通过电缆与分站联接，对通过监测点的卡号进行无线读卡、显示最近通过的9个卡号，对识别卡进行呼叫等。人员标识卡：人员标识卡由下井人员佩戴，一人一张，承载唯一的人

24、员编码信息，当标识卡进入动态目标识别器工作区域后，即将人员编码加密信息发射出去；动态目标识别器接收到标识卡发来的无线信号，经分站接收处理后，提取出人员编码相关信息，经数据传输平台送至地面监控计算机，完成矿井人员管理功能。根据矿山通风系统图，给井下配置47台读卡分站（KT160-F1） ，含(KDW0.3/660（A）型隔爆电源箱)，160台动态目标识别器。根据实际需要，分站安装在取电方便、识别器集中区域，以便节约电缆。具体安装位置在CAD图。2.6 井口检卡本部分由检卡主机、考勤机、井口大屏幕、数据传输接口等设备组成，在矿井出入井口安装检卡系统，其系统连接图如下：检卡主机：配备1台，用于井口大

25、屏控制和信息显示，并与远程监控中心通讯。考勤机：出入井口配置KJ53-Q矿用本安型人员考勤机作为井口检卡器，实现100%精确考勤，“唯一性”考勤报警功能，在出入井口规定区域内实现一人单卡信息显示，声音提示；一人多卡声音报警功能；一个井口配置两台，1进1出。LED大屏：井口检卡显示大屏幕能够将出入井人员、井下人员分布，数据统计等情况进行实时直观显示。井口检卡系统主要实现以下功能： 准确统计出入井人数； 有效的做到标识卡欠压告警、欠压卡统计、坏卡检测； 防止员工不带卡、带多卡、代打卡和不打卡等违章违规现象。结合矿方实际情况，在主井中心和进风井两个井口分别安装一套考勤检卡系统，可以防止漏打考勤现象的

26、出现。3 系统优势3.1 先进性XX科技股份有限公司是专业从事矿山安全技术的高科技公司，有专业的研发中心，在产品的研发时就与矿山的现代化生产特点、矿山工人在井下工作的实际情况相结合。产品研发具有独特的技术优势，运用于系统的井下设备在质量及性能方面在国内属一流，而且我们一直在跟踪当今先进技术，不断地完善和发展。采用先进2.4G的直序扩频通讯技术，（基于IEEE 802.11b）、嵌入式16位微处理器和完全自主研发的嵌入式软件保证数据传输可靠性。集人员定位、快速搜寻、无线通讯、设备收发、车辆管理等功能于一体，系统扩容性强。KJ237型人员管理系统支持井下车辆管理，在系统升级时只需增加设备和软件模块

27、就能实现。KJ237型人员管理系统支持矿井设备收发管理，如矿灯、便携仪、放炮器收发管理等。KJ237型人员管理系统支持放炮闭锁、避灾路线指示、禁入区域语音报警等。KJ237型人员管理系统与无线通信系统无线融合。3.2 兼容性KJ237型人员管理系统的所有产品均由公司自主研发，可满足不同用户需求，在产品体积、重量、性能等方面较国内同类产品具有较大优势。所有产品在下线时与数据传输接口组成一个完整的网络进行数据测试，对于外购品也进行联网测试。KJ237型矿井人员管理系统分站支持RS485通讯协议、TCP/IP协议，可方便与其它系统汇接，兼容性强。KJ237矿井人员管理系统可外接查询系统，矿井人员可自

28、主查询本人的相关信息。KJ237矿井人员管理系统可与矿现有的考勤系统、人事管理系统、办公自动化系统等结合，为系统接入提供端口或数据。3.3 稳定性系统通讯采用了目前高速数据有线通讯中广泛使用的RS485技术，实现了真正的信号无极性二线传输，通讯距离远，抗干扰能力特强。 系统配备的分站和动态目标识别器采用高性能16位单片机，极大地提高了系统的运行速度和稳定性，同时全部具有监测信息“黑匣子”功能，分站存储数据时间大于4h。3.4 扩展性本系统不仅具有矿井人员定位、矿井人员考勤功能，同时具备矿车定位管理功能、三人联动智能放炮闭锁功能、员工智能发卡功能。充分利用无线射频技术、电子、通讯技术，做到井下的

29、智能化监测与管理。3.5 耐用性产品在出厂时就经过老化实验、出厂检验等，保证产品经久耐用。在生产中完全按照ISO9001：2008版为标准的质量管理体系的要求进行监督管理，让产品在出厂时就是一个优等品，保证能长期稳定的工作。所有外协加工件均为电信和军工企业承担,使外协件质量能得到保障。让产品能更加耐用。人员识别卡使用可更换工业电池，一次更换可持续工作1年以上，且具有电池欠压提前报警功能；3.6 安全性系统软件具有用户认证功能，只有经过系统授权的用户才能对数据进行浏览和修改等。动态目标识别器和人员标识卡为矿用本质安全型，在井下安装位置不受限制。系统在矿井下所有设备获得 “防爆合格证”和“MA标志

30、证”。在传输电缆中采用矿用屏蔽线缆,保证了传输过程中的信号抗干扰等能力。4 系统主要功能4.1 人员考勤管理实时对矿山人员入井时间、升井时间、工作时长等进行统计、查询；能实时对各单位人员下井班数、班次、迟到、早退等情况进行监测和分类统计；能实时对井下各监测区域工作人员的数量和分布情况进行分类统计。能自动汇总、存储、自动生成报表和打印以上各信息。数据支持实时查询，随时可查询单独人员、班组、井、矿领导或公司领导下井情况。系统可提供两年数据的汇总统计功能，考勤管理可按班组、部门、全矿等分级汇总统计、查询、打印。提供包含月考勤统计、月班次统计、日考勤查询、下井人数查询、个人月考勤查询、工作面人员查询、

31、当前井下人员查询、定时定点人员查询、报警历史数据查询、当前超时人员查询等功能。月考勤统计：可统计全矿或某部门指定一个月（可指定月开始日期）内所有人员的下井信息，包含下井班次，累计下井次数等；可选择打印或导出到EXCEL；月班次统计：可统计全矿或某部门指定一个月内所有人员的下井信息，包含下井班次，每班各下井多少次等；可将查询到的信息直接打印出来，也可导出EXCEL数据用于工资、津贴发放计算之用日考勤查询：可按全矿或某部门、指定某天某个时间段条件来查询人员下井记录；并可按卡号、部门、入井时间、工作时长来排序查询、打印和导出EXCEL等操作下井人数查询：可按条件统计全矿或某部门、某一天或某一个月的下井总人次； 便于相关管理部门了解特定时间段的全矿下井情况，方便制定相关安全等管理规范；在某些矿井可用于班中餐补贴的自动统计发放等个人月考勤查询：方便员工本人或相关管理部门查询该员工某月的下井情况明细，查询时根据权限进行查询管理，权限不同查询内容也不同；工作区域查询：可以任意设置和管理相关工作面或区域，自动进行工作面人数统计或查询工作面人员明细；使管理人员可以方便的知道特定区域的工作人数、人员明