【正文】 1 目 錄 第一章 總體概述 第一節(jié) 礦井概況 4 第二節(jié) 建設(shè)目標(biāo) 6 第三節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)必要性 6 第四節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)效益分析 7 第五節(jié) 設(shè)計(jì)原則 8 第二章 礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 第一節(jié) 礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)硬件方案 10 第二節(jié) 礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)監(jiān)控軟件方案 13 第三節(jié) 主要設(shè)備技術(shù)參數(shù) 21 第三章 生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng) 第一節(jié) 生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)組成 24 第二節(jié) 綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)方案 24 第三節(jié) 主運(yùn)輸系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)方案 29 第四節(jié) 井下排水監(jiān)控系統(tǒng)方案 32 第五節(jié) 礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)方案 35 第六節(jié) 空壓機(jī)站監(jiān)控系統(tǒng)方案 36 第七節(jié) 副斜井提升監(jiān)控系統(tǒng)方案 36 第八節(jié) 礦井供電監(jiān)控系統(tǒng)方案 36 第九節(jié) 選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)方案 38 第十節(jié) 地面輔助設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)方案 38 第十一節(jié) 生產(chǎn)自 動(dòng)化系統(tǒng)功能 39 第四章 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 42 第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及依據(jù) 43 第三節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 44 2 第四節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 45 第五章 大屏幕顯示系統(tǒng) 第一節(jié) 系統(tǒng)組成 47 第二節(jié) 系統(tǒng)特點(diǎn) 48 第三節(jié) 系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)參數(shù) 51 第六章 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 55 第二節(jié) 系統(tǒng)構(gòu)成 55 第三節(jié) 系統(tǒng)特點(diǎn) 58 第四節(jié) 系統(tǒng)功能 60 第七章 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 62 第二節(jié) 系統(tǒng)組成 62 第三節(jié) 系統(tǒng)功能及主要技術(shù)參數(shù) 62 第四節(jié) 系統(tǒng)特點(diǎn) 64 第八章 人員定位安全管理系統(tǒng) 第一節(jié) 概述 66 第二節(jié) 系統(tǒng)規(guī)劃 66 第三節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 68 第九章 生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng) 第一節(jié) 系統(tǒng)配置 75 第二節(jié) 系統(tǒng)功能 75 第三節(jié) 系統(tǒng)特點(diǎn) 77 第十章 礦井生產(chǎn)調(diào)度指揮中心機(jī)房建設(shè)工程 第一節(jié) 機(jī)房設(shè)備布置 78 第二節(jié) 機(jī)房建設(shè)原則 78 第三節(jié) 機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù) 80 第四節(jié) 機(jī)房設(shè)計(jì)內(nèi)容 81 第十一章 設(shè)備清單 3 附圖： ? 礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 ? 生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng) PLC 配置圖（一） ? 生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng) PLC 配置圖（二） ? 礦井工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ? 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 系統(tǒng)圖 4 第一章 總體概述 第一節(jié) 礦井概況 一、概述 “陜西省延安市黃陵礦區(qū)建莊區(qū)”是國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（原國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)）以計(jì)交能 [1998]1138 號(hào) 文批復(fù)同意將煤炭資源劃歸地方開采的區(qū)域。2021 年 6 月，陜西省發(fā)展和改革委員會(huì)以陜發(fā)改能源函 [2021]179 號(hào)文同意建莊井田劃分為建南井田和建北井田，建南（建新）礦井規(guī)模 ，建北礦井規(guī)模 。 建新礦井建設(shè)單位原為陜西黃河礦業(yè)有限責(zé)任公司，現(xiàn)為陜西建新煤化有限責(zé)任公司。該公司是由陜西煤業(yè)化工集團(tuán)蒲白礦務(wù)局和陜西黃河礦業(yè)有限責(zé)任公司共同出資組建的有限責(zé)任公司，主要負(fù)責(zé)開發(fā)建設(shè)建新礦井和黃陵店頭 140萬噸焦化項(xiàng)目，股權(quán)結(jié)構(gòu)比例為 51%： 49%。 2021 年 12 月，陜西省發(fā)展和改革委員 會(huì)以陜發(fā)改能源 [2021]2031 號(hào)文核準(zhǔn)了建新礦井建設(shè)項(xiàng)目。目前，陜西建新煤化有限責(zé)任公司已取得建南井田的采礦許可證。 受陜西建新煤化有限責(zé)任公司的委托，我公司先后編制完成了《陜西建新煤化有限責(zé)任公司建新礦井及選煤廠初步設(shè)計(jì)》 、《陜西建新煤化有限責(zé)任公司建新礦井及選煤廠可行性研究報(bào)告》等文件及其相應(yīng)修改。現(xiàn)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行《陜西建新煤化有限責(zé)任公司建新礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方案》設(shè)計(jì)工作。 二、礦井主要技術(shù)參數(shù) 礦井工作制度為年工作日 330 天，地面實(shí)行“三178。八”工作制，井下實(shí)行“四178。六”工作制，日凈提升時(shí) 間 16小時(shí)。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ，設(shè)計(jì)服務(wù)年限 。 礦井工業(yè)場(chǎng)地選擇在井田東北境界以外的窯上村附近，沿南川河西側(cè)布置，行政、生活福利區(qū)位于工業(yè)場(chǎng)地以北約 1km 處，風(fēng)井場(chǎng)地選擇在下三十畝地四十畝溝附近。 井田采用斜井開拓方式，投產(chǎn)時(shí)共布置三個(gè)井筒，即主斜井、副斜井、一號(hào)回風(fēng)立井。主、副斜井井口均位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，一號(hào)回風(fēng)立井布置于風(fēng)井場(chǎng)地內(nèi)。全井田設(shè)一個(gè)水平，水平標(biāo)高 +。副斜井井底車場(chǎng)形式為一個(gè)簡(jiǎn)單 5 的平車場(chǎng)。全井田共劃分為 6個(gè)盤區(qū)。 井下大巷煤炭采用帶式輸送機(jī)運(yùn) 輸。井下大巷輔助運(yùn)輸采用防爆低污染柴油機(jī)無軌膠輪車運(yùn)輸。 礦井首采 42煤層，開采井田東北部的 41盤區(qū)，采用綜采放頂煤采煤法，全部垮落法管理頂板。移交生產(chǎn)時(shí)，在 41 盤區(qū)內(nèi)布置一個(gè)長(zhǎng)壁綜采放頂煤工作面、一個(gè)綜掘工作面和一個(gè)炮掘工作面。綜采放頂煤工作面長(zhǎng) 180m。 本礦井為低瓦斯礦井，設(shè)計(jì)采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式。 主斜井內(nèi)裝備 1 臺(tái)帶式輸送機(jī)，機(jī)長(zhǎng) ，輸送量 1000t/h，帶寬B=1200mm，帶速 V=， ST/S3150 阻燃輸送帶，選用 2 臺(tái) CST1120KS驅(qū)動(dòng) 單元，配用 2臺(tái) YB256024型電動(dòng)機(jī)，單臺(tái)功率 1120kW，電壓 10kV。 副斜井選用 1 臺(tái) 179。 型單卷筒礦井提升機(jī)，卷筒直徑 3500mm，卷筒寬度 2500mm，選用 Z5002A03 型直流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，功率 514kW，電壓 440V。 回風(fēng)立井井口選用 2 臺(tái) FBCDZNo28/250179。 2（ B）型防爆對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)， 1 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用。每臺(tái)通風(fēng)機(jī)選配 YBF630S110 通風(fēng)機(jī)專用隔爆電動(dòng)機(jī)2臺(tái)，每臺(tái)功率 250kW，電壓 10kV。通風(fēng)機(jī)為反轉(zhuǎn)反風(fēng)。 井下水倉和主排水泵房設(shè)在一號(hào)回風(fēng) 立井井底附近，泵房?jī)?nèi)選用 3 臺(tái)MD50057179。 9 型礦用耐磨多級(jí)離心式水泵，敷設(shè) 2 趟Ф 325179。 10 無縫鋼管排水管路。礦井正常涌水量與最大涌水量時(shí)，水泵均為 1 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用， 1臺(tái)檢修；排水管路 1 趟工作、 1 趟備用。每臺(tái)水泵選配 YB710S2－ 4 型隔爆電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，功率 1120kW，電壓 10kV。 1工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)空氣壓縮機(jī)站一座，站內(nèi)布置 3 臺(tái) ST150 型螺桿式空氣壓縮機(jī)， 2臺(tái)工作， 1臺(tái)備用。 1本礦井同步建設(shè)一個(gè)選煤廠。 50mm～ 原煤以 50mm 分級(jí)， +50mm級(jí)人工揀除雜物后破碎至 50mm， 50mm 級(jí)采用三產(chǎn)品跳汰分選，分選出精煤、中煤和矸石； 。 1本礦井的產(chǎn)品煤、矸石等均通過公路采用汽車外運(yùn)。 1工業(yè)場(chǎng)地總平面布置劃分為生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)。行政生活區(qū)場(chǎng)地選擇在工業(yè)場(chǎng)地北側(cè)約 1km 處的南川河西岸臺(tái)地上。風(fēng)井場(chǎng)地位于井田中北部的下三十畝地、四十畝溝附近。 6 1礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)新建一座 35/10kV 變電所，兩回 35kV 電源分別以LGJ185/ 的 35kV 輸電線路引自三岔口 110kV 變電站兩段 35kV 母線。該變電所以 10kV電壓供工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)高壓負(fù)荷及井下用 電。 設(shè)計(jì)在工業(yè)場(chǎng)地材料庫一層、鍋爐房、行政生活福利區(qū)各設(shè)一座 10/配電室，其兩回 10kV 電源引自工業(yè)場(chǎng)地 35/10kV變電所。 第二節(jié) 建設(shè)目標(biāo) 根據(jù)管控一體化思想，結(jié)合工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、信息化技術(shù)、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)等一系列現(xiàn)代化手段，同時(shí)通過對(duì)礦井生產(chǎn)安全、井巷工程等信息的廣泛利用和深度開發(fā)，搭建 建新 煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。解決所有子系統(tǒng)傳輸物理通道和接入問題；對(duì)所要求子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、發(fā)布，完成一個(gè)信息集中管控 /網(wǎng)絡(luò)發(fā)布平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)的信息交流和資 源共享，實(shí)現(xiàn)文字、數(shù)據(jù)、語言、視頻、圖像、圖形等多媒體的傳輸和處理，達(dá)到自動(dòng)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)和檢測(cè)生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)高層決策、管理和生產(chǎn)過程無縫連接，全面提升礦井自動(dòng)化水平，并最終實(shí)現(xiàn)建立高產(chǎn)、高效的數(shù)字化礦井的目的。 建設(shè)目標(biāo) ： ? 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由地面 生產(chǎn)調(diào)度指揮 中心、地面工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和設(shè)備控制層組成。系統(tǒng)建成后，可實(shí)現(xiàn)礦井主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（如：原煤生產(chǎn)、運(yùn)輸、提升、供電、通風(fēng)、 壓風(fēng)、 排水、 選煤廠 等）的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。 ? 在實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)集中監(jiān)控的同時(shí)，建設(shè)一套包括：工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng) 、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 人員定位 安全管理 系統(tǒng) 、生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)等 在內(nèi)的煤礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)綜合自動(dòng)化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的生產(chǎn)信息、管理信息的集成化管理，最終實(shí)現(xiàn)建立高產(chǎn)、高效的數(shù)字化礦井的目標(biāo)。 第三節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)必要性 為把建新礦井建設(shè)成為國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)一流的現(xiàn)代化礦井，更好地發(fā)揮各自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，提高機(jī)械設(shè)備的利用效率，提高安全生產(chǎn)和管理水平，開發(fā)信息資源的價(jià)值，需要對(duì)多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行整合，并進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的集成建 7 設(shè)，其必要性可以概括如下： 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可能會(huì)處于相互獨(dú)立的狀態(tài)，各 系統(tǒng)自成體系，信息不能互通，形成 信息孤島 現(xiàn)象。 通訊線路重復(fù)投資建設(shè)，費(fèi)用過高，不僅系統(tǒng)維護(hù)量大，且整體可靠性差，維修、維護(hù)困難。 各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)都用自已的組態(tài)軟件，互不相通，重復(fù)投資。 各種自動(dòng)化系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，無法統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，無法統(tǒng)一調(diào)度，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力水平的提高。 由于信息不能綜合利用，所以很難從系統(tǒng)工程的角度來整體對(duì)礦山進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)化管理，難以有效的整合各種資源和發(fā)揮自動(dòng)化集成的最大效益。 同時(shí)，煤炭領(lǐng)域礦井安全問題也越受到國(guó)家和社會(huì)各界的重視。大型煤礦現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)監(jiān) 控手段也不同程度的存在問題，致使我國(guó)的礦井防災(zāi)抗災(zāi)能力很差，煤礦安全事故居高不下，重大、特大事故頻繁發(fā)生。瓦斯、礦塵、火災(zāi)、水災(zāi)、礦壓等種安全隱患嚴(yán)重威脅著礦井作業(yè)人員的人身安全。 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，綜合自動(dòng)化平臺(tái)建設(shè)的越早越好，將來新建的系統(tǒng)都按照現(xiàn)有的平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)搭建，因此把現(xiàn)有的自動(dòng)化系統(tǒng)整合到一個(gè)統(tǒng)一的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)和綜合信息管理平臺(tái)，已成為建新礦井目前迫在眉睫的首要任務(wù)。 第四節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)效益分析 投資效益 ? 節(jié)省傳輸通道（光纖、通訊設(shè)備等）的重復(fù)投資費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用； ? 節(jié)省數(shù)據(jù)庫、組態(tài)軟件、軟 件開發(fā)等重復(fù)投資費(fèi)用； ? 搭建傳輸平臺(tái)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和監(jiān)控平臺(tái)，一次投資，長(zhǎng)期受益； 安全效益 ? 在地面集中監(jiān)測(cè)監(jiān)控，井下減員，減少井下人員傷亡的可能性； ? 改善工作環(huán)境，提高安全系數(shù)，保障職工人身安全； ? 數(shù)據(jù)共享，報(bào)警聯(lián)動(dòng)，減少由于礦井災(zāi)難所造成的損失； 人員效益 ? 實(shí)現(xiàn)無人值守和定期巡檢，有效降低人員成本； ? 實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)控制，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度； 8 ? 減少崗位用工，提高全員效率； 生產(chǎn)效益 ? 減少人工操作失誤，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命； ? 提高對(duì)設(shè)備的故障分析和判斷能力，減少停機(jī)事故； ? 加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度和管理，提高運(yùn)輸能 力； 管理效益 ? 為礦井自動(dòng)化系統(tǒng)提供一個(gè)高速、安全、可靠的管理平臺(tái)； ? 提高整體集成水平，發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合管理效益； ? 實(shí)現(xiàn)煤礦管控一體化，提高煤礦的安全生產(chǎn)管理調(diào)度水平。 第五節(jié) 設(shè)計(jì)原則 考慮到建新礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用要求和將來的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合各系統(tǒng)的實(shí)際需求和使用特性，同時(shí)兼顧技術(shù)新舊更替不斷加快的特點(diǎn)，本方案設(shè)計(jì)遵循以下設(shè)計(jì)原則： 一、先進(jìn)性、成熟性、實(shí)用性 充分考慮煤炭行業(yè)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，使用先進(jìn)、成熟、實(shí)用和具有良好發(fā)展前景的技術(shù)，使各個(gè)子系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的生命周期，不盲目 追求高檔次，既能滿足當(dāng)前的使用需求，又能適應(yīng)未來的發(fā)展。 二、可靠性 針對(duì)煤炭生產(chǎn)對(duì)安全生產(chǎn)的特殊要求，設(shè)計(jì)高可靠性系統(tǒng)，對(duì)于安裝的服務(wù)器、終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、控制設(shè)備和布線系統(tǒng)，必須能適應(yīng)嚴(yán)格的工作環(huán)境，特別考慮要適應(yīng)煤礦井下高溫、高濕、高瓦斯的客觀環(huán)境，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。 三、易操作性 針對(duì)煤礦工人的技術(shù)特點(diǎn)，提供先進(jìn)并易于使用的圖形人機(jī)界面功能，提供信息共享、信息查詢等有效工具，提供易于使用的數(shù)據(jù)庫功能，讓使用者能隨時(shí)查詢信息并制作所需的報(bào)表。 四、高效率性 注重個(gè)子系統(tǒng)的信息共享，提高整個(gè)系統(tǒng)的高效率 傳輸和運(yùn)行能力。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)要從整個(gè)信息資源綜合管理著眼，對(duì)于共用的信息不能各部門各自為政，互不溝通，互不銜接。要做到信息既豐富、全面、又不至于產(chǎn)生冗余和無用 9 的信息。既要使各部門人員很容易得到他所需的信息，又要做到安全保密，這都是在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中必須考慮的。 五、實(shí)時(shí)性 設(shè)備層、控制層、信息層能實(shí)時(shí)通信、保證數(shù)據(jù)交換的暢通，以使自動(dòng)化控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)的采集、處理、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，提高管控一體化水平。 六、可擴(kuò)展性 把各子系統(tǒng)有