【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 3）基于同一地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)礦井相關(guān)技術(shù)及管理部門對(duì)所有生產(chǎn)信息的共享和動(dòng)態(tài)管理，破除“信息孤島”。 （ 4）對(duì)管理和技術(shù)人員而言，無(wú)論身在何處，只要能夠上網(wǎng)，就可以對(duì)相關(guān)生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)信數(shù)字煤礦建設(shè)方案 5 息進(jìn)行查詢、處理、分析和決策。 （ 5）建設(shè)共享協(xié)作平臺(tái)，達(dá)到“規(guī)范管理，責(zé)任到人，足不出戶，統(tǒng)攬全局”。同時(shí)，利用專業(yè)的軟件系統(tǒng)提高專業(yè)技術(shù)資料（專業(yè)圖紙繪制、計(jì)算、數(shù)據(jù)）管理的效率和效果 ，保障專業(yè)技術(shù)資料的精確性、及時(shí)性，進(jìn)而保障煤礦安全生產(chǎn)，建立安全、高效現(xiàn)代化礦井，真正實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的信息化、自動(dòng)化與現(xiàn)代化管理，實(shí)現(xiàn)責(zé)任到人，分級(jí)管理。 （ 6）目標(biāo) 經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng)是以企業(yè)工作流程為基礎(chǔ)，以業(yè)務(wù)處理為內(nèi)容，以信息系統(tǒng)為工具，來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的管理改善。系統(tǒng)主要以財(cái)務(wù)管理為中心、以成本控制為重點(diǎn)、以物流管理為基礎(chǔ)，滿足企業(yè)對(duì)財(cái)務(wù)、物流、成本、生產(chǎn)、安全、技術(shù)、調(diào)度、設(shè)備等業(yè)務(wù)的管理控制，通過(guò)該系統(tǒng)可以優(yōu)化企業(yè)的管理流程，加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的管理、堵塞各環(huán)節(jié)的管理漏洞，降低環(huán)節(jié)上的成本，提供豐富科學(xué)的數(shù) 據(jù)分析和計(jì)劃預(yù)測(cè)，提高企業(yè)管理水平。 數(shù)字煤礦總體方案的架構(gòu) 數(shù)字煤礦是一個(gè)典型的多部門、多專業(yè)、多管理層次的開(kāi)放復(fù)雜系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)辦公管理集約化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化與安全生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。具體結(jié)構(gòu)體系見(jiàn)圖 21所示。 整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)在 GIS和 WebGIS技術(shù)支持下，全面統(tǒng)一地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，地質(zhì)、測(cè)量、采礦、供電、通風(fēng)、安全等專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)管理于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)專業(yè)應(yīng)用軟件組件式開(kāi)發(fā)的方案，基于礦井生產(chǎn)技術(shù)層、管理層以及集團(tuán)管理決策層多層面管理集成開(kāi)發(fā)安全生產(chǎn)專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。真正實(shí)現(xiàn)圍繞地測(cè)數(shù)據(jù) 動(dòng)態(tài)變化而達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的共享與交換。 數(shù)字煤礦建設(shè)方案 6 圖 21 數(shù)字煤礦子系統(tǒng)劃分和功能結(jié)構(gòu)圖 綜合自動(dòng)化和在線檢測(cè) 辦公自動(dòng)化 安全生產(chǎn)管理信息化 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（含圖形庫(kù)、圖像庫(kù)、模型庫(kù)、屬性庫(kù)等多媒體信息） 洗煤廠監(jiān)控系統(tǒng) 主副井提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 數(shù)字檔案 管理 系統(tǒng) 煤礦應(yīng)急救援指揮系統(tǒng) 煤炭資源管理信息系統(tǒng) 安全信息管理系統(tǒng) 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng) 作業(yè)規(guī)程編制系統(tǒng) 井下重大危險(xiǎn)源（瓦斯、水害、頂板、火）預(yù)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng) 煤礦安全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng) 地表變形預(yù)計(jì)系統(tǒng) 主煤流運(yùn)輸集控系統(tǒng) 煤質(zhì)運(yùn)銷管理信息系統(tǒng) 礦井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng) 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 煤礦三維虛擬環(huán)境系統(tǒng) 機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng) 井 下人員定位管理系統(tǒng) 頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 人力資源管理系統(tǒng) 工資管理信息系統(tǒng) 財(cái)務(wù)管理信息系統(tǒng) 井下排水監(jiān)控子系統(tǒng) 礦井綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng) 礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng) 礦井供電設(shè)計(jì)與計(jì)算系統(tǒng) 采礦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) 一通三防管理信息系統(tǒng) 地測(cè)空間管理信息系統(tǒng) 專業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺(tái) 綜合自動(dòng)化和在線數(shù)據(jù)采集 辦公自 動(dòng)化 安全生產(chǎn)管理信息化 數(shù)字煤礦建設(shè)方案 7 3 數(shù)字煤礦工程綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 在數(shù)字煤礦工程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)“管控一體化”的思想，采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合自動(dòng)化、信息、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊的新理論和新技術(shù)，利用世界先進(jìn)的自動(dòng)化產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和工業(yè)控制組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，使礦井在“采、掘、運(yùn)、風(fēng)、水、電、安全”等生產(chǎn)環(huán)節(jié)全面實(shí)現(xiàn)信息化，并將通過(guò)經(jīng)營(yíng)管理平臺(tái)及基于 WEBGIS軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一 在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，形成統(tǒng)一、完整的有機(jī)整體。 通過(guò)構(gòu)建一個(gè)遍布全礦的工業(yè)以太網(wǎng)，使礦井的各類信息能夠進(jìn)入控制調(diào)度中心，控制調(diào)度中心的信號(hào)能夠到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。開(kāi)發(fā)智能全數(shù)字安全監(jiān)控器設(shè)備（簡(jiǎn)稱數(shù)字監(jiān)控器），使整個(gè)礦井的活動(dòng)都處在數(shù)字監(jiān)控器的監(jiān)控保護(hù)之下，并能連入工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。礦井原有系統(tǒng)的控制器和數(shù)字監(jiān)控器構(gòu)成的監(jiān)控子網(wǎng)，它以智能全數(shù)字安全監(jiān)控器為核心，監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，支持現(xiàn)場(chǎng)連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行可視化監(jiān)控；各終端口的攝像頭、集中控制室的服務(wù)器和顯示屏以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)成工業(yè)電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)，滿足安 全監(jiān)控的需要。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視礦井機(jī)電設(shè)備的工作狀況、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的運(yùn)行、遠(yuǎn)程校正控制器參數(shù)，并對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)。進(jìn)而依托統(tǒng)一的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)和統(tǒng)一的軟件平臺(tái)，把煤礦的各種生產(chǎn)、安全等各種系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成和集中控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)及各種生產(chǎn)及安全系統(tǒng)的專家決策和數(shù)據(jù)挖掘，從而實(shí)現(xiàn)減人提效。 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 工業(yè)環(huán)網(wǎng)由井下子網(wǎng)、地面子網(wǎng)、骨干環(huán)網(wǎng)組成，環(huán)網(wǎng)全部采用光纖連接，傳輸速率為 1000Mb/s。 冗余核心交換機(jī)，熱備（提高性能和控制風(fēng)險(xiǎn)），用于連接調(diào)度中心服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備及接入層網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備等，服務(wù)器與核心交換機(jī)以 1000M 接入，并通過(guò)光纖交換機(jī)接入磁盤陣列。 工業(yè)環(huán)網(wǎng)經(jīng)網(wǎng)閘實(shí)現(xiàn)與管理網(wǎng)絡(luò)的可控連接，雙向均為 1000M 接口。 數(shù)據(jù)中心 系統(tǒng)包括信息管理應(yīng)用、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)庫(kù)等多種應(yīng)用方向，其綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的服務(wù)器具體功能劃分如下： （ 1） SCADA 服務(wù)器（數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)）：雙機(jī)冗余配置，安裝企業(yè)級(jí) SCADA 服務(wù)器軟件，冗余布置。負(fù)責(zé)對(duì)所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、通訊、數(shù)據(jù)處理并傳輸?shù)綒v史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。 （ 2）歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：安裝實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和自動(dòng)化設(shè)備管理服務(wù)器，為 授權(quán)的局域網(wǎng)和互聯(lián)數(shù)字煤礦建設(shè)方案 8 網(wǎng)用戶提供高效的數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài)瀏覽。 （ 3）綜合自動(dòng)化集成平臺(tái)服務(wù)器：安 裝綜合自動(dòng)化集成平臺(tái)、可視化平臺(tái)、集成門戶平臺(tái)。負(fù)責(zé)多系統(tǒng)的自動(dòng)化集成。 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng) 結(jié)合實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，針對(duì)非法入侵者采用的手段以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在的漏洞，建立一套網(wǎng)絡(luò)安全防范系統(tǒng)，及時(shí)彌補(bǔ)系統(tǒng)中各個(gè)級(jí)別的漏洞，切斷非法用戶的入侵渠道，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)及所有子系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕ＷC礦井工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)的安全隔離。系統(tǒng)安全采用綜合解決方案，即防火墻 +防毒墻 +防病毒軟件 +網(wǎng)閘 +嚴(yán)格的 管理制度五位一體的綜合解決方案。 綜合自動(dòng)化子系統(tǒng)的建設(shè)和接入 礦井綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng) 綜采工作面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的是對(duì)工作面各種設(shè)備和工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)工作面礦壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并將監(jiān)測(cè)信息傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度指揮中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面的集中調(diào)度與指揮。 系統(tǒng)概述 根據(jù)本井田煤層賦存及開(kāi)采技術(shù)條件，采用大采高一次采全高綜采采煤方法。綜采工作面的主要設(shè)備有無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、大采高液壓支架、順槽膠帶輸送機(jī)、乳化泵站以及高壓組合開(kāi)關(guān)等。 各綜采面配備有綜采工作面綜合 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)工作面采煤機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備工況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患、及時(shí)采取措施避免設(shè)備損壞，同時(shí)，將工作面的相關(guān)信息，及時(shí)傳輸?shù)降孛?，并通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享，達(dá)到生產(chǎn)管理的信息化。主要用于綜采工作面、采煤機(jī)工況以及環(huán)境參數(shù)等的連續(xù)監(jiān)測(cè)。 系統(tǒng)功能 （ 1）實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)工作面設(shè)備工況及故障并傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度中心。 （ 2）現(xiàn)場(chǎng)條件具備時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站、液壓支架移架的遠(yuǎn)程控制，可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)與停車。 （ 3）系統(tǒng)還可以與工作面支架壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊通訊，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)的工作面 礦壓情況，并將數(shù)據(jù)上傳。 數(shù)字煤礦建設(shè)方案 9 （ 4）在地面操作員站顯示實(shí)時(shí)工況圖，在服務(wù)器存儲(chǔ)采集的信息，構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)。 （ 5）在控制中心實(shí)現(xiàn)工作面的設(shè)備信息的 WEB 發(fā)布。 （ 6）數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)入 1000M 環(huán)網(wǎng)，減輕了服務(wù)器的軟件開(kāi)銷，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和速度。 主煤流運(yùn)輸集控系統(tǒng) 主煤流運(yùn)輸集控系統(tǒng)的目的是對(duì)主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)的各條皮帶進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)各條皮帶的保護(hù)型號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并將監(jiān)測(cè)信息傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度指揮中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)的集中調(diào)度與指揮。 系統(tǒng)概述 礦井煤炭運(yùn)輸設(shè)備采用帶式輸送機(jī)一條 龍運(yùn)輸。工作面煤炭運(yùn)輸流程為：綜采工作面落煤→工作面可彎曲刮板輸送機(jī)→轉(zhuǎn)載、破碎機(jī)→工作面運(yùn)輸順槽膠帶輸送機(jī)→區(qū)段溜煤眼→采區(qū)上山帶式輸送機(jī)→上倉(cāng)帶式輸送機(jī)→井底煤倉(cāng)→主井箕斗→地面。 系統(tǒng)功能 可以采集或接入各種參數(shù)、保護(hù)信號(hào)、相關(guān)設(shè)施狀態(tài)信號(hào)、并具有擴(kuò)展性。 （ 1）可以方便定義和修改所有被測(cè)模擬參數(shù)的報(bào)警值、保護(hù)動(dòng)作值。 （ 2）實(shí)現(xiàn)多路控制輸出，啟動(dòng)或停止有關(guān)設(shè)施（有的輸出帶延時(shí)，且延時(shí)時(shí)間可調(diào)）。 （ 3）控制功能：系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程集中控制、就地集中控制、就地手動(dòng)控制三種方式。 （ 4）實(shí)現(xiàn)采 集數(shù)據(jù)、參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)的就地顯示，并可上傳到地面調(diào)度中心。 （ 5）實(shí)現(xiàn)故障位置、原因、類型等的就地顯示，并可上傳到地面調(diào)度中心。 （ 6）具有檢修時(shí)的安全閉鎖功能。 （ 7）具有運(yùn)行方式選擇及防止非規(guī)定操作人員隨意操作的保護(hù)措施。 （ 8）與地面斷開(kāi)后系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行在就地或自動(dòng)方式下。 （ 9）供電設(shè)備具有在線長(zhǎng)時(shí)后備供電功能。 （ 10）控制裝置可接收各類傳感器信號(hào)。提供電機(jī)電流和溫度、滾筒及軸承溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 （ 11）具有故障屏蔽功能，因故障查找或處理故障原因，需臨時(shí)啟動(dòng)膠帶時(shí)，能將不必要的保護(hù)信號(hào)臨時(shí)屏蔽 ，一切正常后恢復(fù)。 （ 12）具有語(yǔ)音提示功能，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)車前預(yù)警提示，如果出現(xiàn)事故異常，地面主控室通過(guò)語(yǔ)音系統(tǒng)給出語(yǔ)音報(bào)警提示信號(hào)。 （ 13）系統(tǒng)具有膠帶機(jī)低速打滑、機(jī)頭堆煤，滿倉(cāng)，超溫灑水，煙霧，滾筒超溫，沿線急停 ,跑偏 ,數(shù)字煤礦建設(shè)方案 10 縱撕，斷帶等多種保護(hù)。 （ 14）系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性，選擇的模塊留有備用容量，可方便的進(jìn)行擴(kuò)展，如：增加膠帶機(jī)的保護(hù)功能、增加與其它膠帶機(jī)的閉鎖功能等。 井下排水監(jiān)控子系統(tǒng) 對(duì)井下中央泵房和采區(qū)泵房的各排水泵、射流系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)與管道電動(dòng)閥門等裝置實(shí)施了 PLC自動(dòng)控制及運(yùn) 行參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)，動(dòng)態(tài)顯示，并將數(shù)據(jù)傳送到地面生產(chǎn)調(diào)度中心，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及報(bào)警顯示、故障歷史查詢、模擬量曲線顯示和報(bào)表打印。系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)水倉(cāng)水位、電機(jī)電流、電機(jī)電壓、閘閥、真空度等參數(shù)，控制水泵輪流工作，合理調(diào)度水泵運(yùn)行。系統(tǒng)通上位機(jī)以圖形、圖像、數(shù)據(jù)、文字等方式，直觀、形象、實(shí)時(shí)地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉(cāng)水位、電機(jī)工作電流、電機(jī)溫度、水泵溫度等參數(shù)。 系統(tǒng)概述 礦井主排水系統(tǒng)是煤礦大型設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，其正常運(yùn)行與否直接關(guān)系到整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)。 系統(tǒng)功能 （ 1） PLC 控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可按程序模塊分段調(diào)試，分段運(yùn)行。該程序具有結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)捷、易懂，便于模擬調(diào)試，運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。 （ 2） PLC 自動(dòng)檢測(cè)水位信號(hào)，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)不同水位段水位的上升速率，從而判斷礦井的涌水量，自動(dòng)投入和退出水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，合理地調(diào)度水泵運(yùn)行。 （ 3）系統(tǒng)根據(jù)水位和壓力控制原則，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的輪換工作。 （ 4）系統(tǒng)具有通訊接口功能， PLC 可同時(shí)與操作屏及地面監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)通訊，傳送數(shù)據(jù)，交換信息，實(shí)現(xiàn)水泵四遙功能。 （ 5）系統(tǒng)可根據(jù)投入運(yùn)行泵組的位置，自動(dòng)選擇啟動(dòng)射流泵，若在程序設(shè)定的時(shí) 間內(nèi)達(dá)不到真空度，便有報(bào)警輸出。 （ 6）在操作屏上動(dòng)態(tài)監(jiān)控水泵及其附屬設(shè)備的運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)顯示水位、流量、壓力、溫度、電流、電壓等參數(shù)，超限報(bào)警，故障點(diǎn)自動(dòng)閃爍。具有故障記錄，支持歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。 （ 7）系統(tǒng)保護(hù)功能。 （ 8）系統(tǒng)控制具有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)檢修 3 種工作方式。自動(dòng)時(shí)，由 PLC 檢測(cè)水位、壓力及有關(guān)信號(hào)，自動(dòng)完成各泵組運(yùn)行，不需人工參與；半自動(dòng)工作方式時(shí)，由工作人員選擇某臺(tái)或幾臺(tái)泵組投數(shù)字煤礦建設(shè)方案 11 入， PLC 自動(dòng)完成已選泵組的啟停和監(jiān)控工作；手動(dòng)檢修方式為故障檢修和手動(dòng)試車時(shí)使用，當(dāng)某臺(tái)水泵及其附屬設(shè)備發(fā)生 故障時(shí)，該泵組將自動(dòng)退出運(yùn)行，不影響其它泵組正常運(yùn)行。 PLC 柜上設(shè)有該泵的禁止啟動(dòng)按鈕，設(shè)備檢修時(shí)，可防止其他人員誤操作，以保證系統(tǒng)安全可靠。系統(tǒng)可隨時(shí)轉(zhuǎn)換為自動(dòng)和半自動(dòng)工作方式運(yùn)行。 （ 9）在地面控制中心可以實(shí)現(xiàn)的具體功能如下： 1）顯示功能