煤礦智能化實施方案

1、.貴州鈺祥礦業(yè)集團投資有限公司水城縣比德鄉(xiāng)河壩煤礦礦山智能化建設實施方案二O一九年六月二十五日礦山智能化建設實施方案一、智能化礦山建設簡介“智能化礦山”的主要內(nèi)容是把新一代信息技術充分運用在煤炭企業(yè)的管理和生產(chǎn)活動中，充分發(fā)掘和利用企業(yè)信息資源，實現(xiàn)生產(chǎn)安全可控乃至個性化的實時監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、決策支持等功能，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營”一體化。建立智能化礦山既可以實現(xiàn)安全管理的數(shù)字化，為打造本質(zhì)安全型礦井提供信息保障，也可以實現(xiàn)生產(chǎn)管理的精細化，為打造高產(chǎn)高效礦井提供決策手段。二、智能化礦山建設思路與目標

2、（一）建設思路河壩煤礦實施“全面啟動，重點突破”的建設原則，“總體規(guī)劃、分步實施”，我礦智能化礦山建設按照集團公司統(tǒng)一安排，分階段分步驟逐步完成智能化礦山建設。（二）發(fā)展目標智能化礦山是建立在礦山數(shù)字化基礎之上，能夠完成礦山企業(yè)所有信息的精準適時采集、網(wǎng)絡化傳輸、規(guī)范化集成、可視化展現(xiàn)、自動化操作和智能化服務的數(shù)字化智慧體。根據(jù)集團公司的統(tǒng)一部署，力爭在兩年時間內(nèi)，建立礦山信息采集、處理和服務的交換共享機制,構建以信息平臺為核心的煤礦信息共享體系,逐步形成覆蓋整個礦區(qū)、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的有線和無線網(wǎng)絡，能夠提供移動的、智能的生產(chǎn)管理和安全監(jiān)控信息。建立安全生產(chǎn)經(jīng)營于一體綜合管理平臺和辦公平臺，實現(xiàn)智能

3、化管理。以便領導能夠及時、全面、準確地了解和掌握相關單位的安全生產(chǎn)狀況，實時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)一線的實時掌控，有效地做出決策，杜絕重大事故的發(fā)生。三、智能化礦山建設實施方案根據(jù)實際情況，我礦制定了“總體規(guī)劃、分步實施”的策略，按照規(guī)劃策略，充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)資源，把現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)接入智能化礦山管理平臺，現(xiàn)有系統(tǒng)功能不能滿足智能化礦山建設要求的，進行軟件升級和功能擴充，確實無法實現(xiàn)的，開發(fā)建設新系統(tǒng)。（一）基礎網(wǎng)絡建設智能化礦山建設要求所有信息包括實時數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡進行準時、可靠、安全的傳輸，必要的數(shù)據(jù)還要求保證時鐘同步，因此建設高效、可靠、完備、多業(yè)務

4、、可管控的基礎網(wǎng)絡平臺是智能化礦山建設的必備條件。我礦將采用當前先進的移動通訊技術,構建覆蓋企業(yè)自有區(qū)域，匯井上井下于一體，融語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務于一體，高可靠、可移動、方便擴展、易于互聯(lián)的礦用無線綜合業(yè)務傳輸平臺，可實現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)檢測、管理調(diào)度、辦公等應用的全面移動化。（二）智能化礦山平臺1. 整體架構智能化礦山平臺以地理信息系統(tǒng)平臺和礦山數(shù)字化平臺為基礎，由數(shù)據(jù)采集和傳輸網(wǎng)絡層、信息展現(xiàn)層、數(shù)據(jù)儲存層（數(shù)據(jù)庫）、系統(tǒng)配置層（DBA）、核心應用層、數(shù)據(jù)挖掘?qū)?、決策指揮層和WEB操作層構成，實現(xiàn)信息的完全共享和各種業(yè)務的無縫集成，簡單描述如下：（1）數(shù)據(jù)采集和傳輸網(wǎng)絡層：該層主要包括服務

5、器、交換機、路由器、線路和采集設備等網(wǎng)絡設施建設。（2）信息展現(xiàn)層：主要包括圖形工作站、大屏幕、電視墻、視頻會議、投影設備、噴繪設備、智能終端等相關設施建設、基于GIS的綜合查詢和基于門戶網(wǎng)站建設的WEB應用。（3）數(shù)據(jù)儲存層（數(shù)據(jù)庫）：從邏輯上把數(shù)據(jù)庫劃分為靜態(tài)數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫和多媒體數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)分布式管理，其中靜態(tài)數(shù)據(jù)庫存放普通數(shù)據(jù)和靜態(tài)文檔，實時數(shù)據(jù)庫存放監(jiān)測監(jiān)控的實時數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)庫存放工業(yè)電視系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的視頻片段和音頻片段。（4）系統(tǒng)配置層（DBA）：主要功能是數(shù)據(jù)庫結構定制、角色和用戶設置、流程定制、WEB發(fā)布管理、綜合管理界面設置、系統(tǒng)間聯(lián)動設置、編碼管理、報表格式定義等

6、。（5）核心應用層：主要包括礦山數(shù)字化平臺、生產(chǎn)技術管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、生產(chǎn)信息綜合查詢系統(tǒng)。（6）數(shù)據(jù)挖掘?qū)樱褐饕ò踩珯z查、質(zhì)量檢查、查詢結果的導入導出等，該層主要用于信息的挖掘、分類和匯總。（7）決策指揮層：主要包括效益分析、計劃制定和調(diào)整、工程進度控制、生產(chǎn)和安全隱患的集體會診、可視化指揮調(diào)度等。（8）WEB操作層：通過DBA 的WEB發(fā)布設置，實現(xiàn)Internet上的遠程操作和信息管理。2. 智能化礦山管理平臺智能化礦山建設需要有一個強大的管理平臺做支撐，以滿足技術的發(fā)展和需求變化的需要。管理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫定制、數(shù)據(jù)編輯界面定制、基礎數(shù)據(jù)管理、人員信息維護、權限管理、WEB界面

7、定制、數(shù)據(jù)導入導出、報表定制、流程管理、系統(tǒng)接口管理等功能。3. 核心應用系統(tǒng)3.1 安全生產(chǎn)應用系統(tǒng)3.1.1 三維礦山地理信息系統(tǒng)三維礦山地理信息系統(tǒng)(MGIS)是以計算機為基礎,應用測量、攝影測量與遙感等技術采集信息,并通過機械制圖和圖像處理等手段,緊密結合礦山的空間與資源特征構建起來的一種信息系統(tǒng)，不僅具有地理信息系統(tǒng)的通用管理功能和空間分析功能，而且具有一般CAD軟件的強大繪圖能力和輔助設計能力，同時具有強大的三維可視化功能和矢量圖形組態(tài)功能。對于指導礦山的規(guī)劃、日常生產(chǎn)、管理、環(huán)境監(jiān)測以及安全預警等各方面有重要作用。3.1.2 生產(chǎn)技術管理系統(tǒng)集成地測地理信息系統(tǒng)、采礦協(xié)同設計系統(tǒng)

8、、智能化礦井通風系統(tǒng)、輸配電地理信息系統(tǒng)等大型專業(yè)功能，使資源各專業(yè)完全共享，為礦山的勘探、設計、生產(chǎn)、管理和決策提供一個強大、統(tǒng)一的可視化信息系統(tǒng)，實現(xiàn)各專業(yè)之間的動態(tài)聯(lián)動。3.1.2.1 地測地理信息系統(tǒng)地測系統(tǒng)是整個礦山地理信息系統(tǒng)的基礎，可以為整個采礦設計、安全高效開采提供地質(zhì)保障的基礎平臺，實現(xiàn)地測相關臺帳的錄入與處理、圖形的錄入與處理、各種礦圖的自動生成和編輯、三維建摸與可視化、屬性管理、儲量評價、地質(zhì)分析和地質(zhì)報告修編等200余項功能。3.1.2.2 采礦協(xié)同設計系統(tǒng)采掘設計是煤礦建設不可缺少的一項重要內(nèi)容，必須開發(fā)一套采掘設計系統(tǒng)并且與地測系統(tǒng)聯(lián)動。采礦協(xié)同設計系統(tǒng)實現(xiàn)對采區(qū)巷

9、道、車場線路、交叉點、巷道斷面、硐室、主運輸皮帶、地面設施保安煤柱、井巷工程、斷層保護煤柱、提升絞車、運人系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、排水防塵系統(tǒng)、支架等的（選型）設計。3.1.2.3 智能化礦井通防系統(tǒng)提供一套系統(tǒng)理論完善、算法先進、高智能的可視化通防系統(tǒng)并且實現(xiàn)與地測、采掘、運輸、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)聯(lián)動運行，在設計或改造通風系統(tǒng)時，可繪制通風系統(tǒng)圖、通風網(wǎng)絡圖和通風系統(tǒng)立體示意圖，風機選型與調(diào)節(jié)、自然分風、按需分風的解算，最優(yōu)設計與改造，最優(yōu)調(diào)節(jié)與控制，風網(wǎng)管理，風機管理，通風報表，故障診斷、災變處理、實現(xiàn)按需供風等，可與瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)進行無縫集成。3.1.2.4 輸配電地理信息系統(tǒng)該系統(tǒng)應是一套無縫集成輸

10、配電CAD、輸配電GIS兩大功能，集繪圖、計算、管理、優(yōu)化、統(tǒng)計于一體，可以同時完成設備參數(shù)庫的建立、供電系統(tǒng)圖的繪制、數(shù)據(jù)調(diào)用、標注、修改、儲存、輸出，故障電流計算、繼電保護裝置整定計算，電網(wǎng)數(shù)據(jù)的可視化管理的供電系統(tǒng)，可以計算雙回路和多級復雜電網(wǎng)。3.1.2.5 綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)包括給排水管網(wǎng)、壓風管網(wǎng)、注漿管網(wǎng)、防塵管網(wǎng)、瓦斯抽放管網(wǎng)、通訊線網(wǎng)等的設計和管理，系統(tǒng)可以建立各種設備、管件和各種設施等參數(shù)庫并進行增添、修改、查詢、統(tǒng)計、修改；并在此基礎上可以繪制地面地下各種管網(wǎng)布置圖并進行屬性管理?？蛇M行平差計算和設備選型計算，也可根據(jù)系統(tǒng)圖和數(shù)據(jù)庫自動進行復雜管網(wǎng)平差計算、設備工況計算、管

11、道和管件選型計算、設備管道統(tǒng)計計算、設備選型計算等；并能夠進行圖文雙向查詢。以上生產(chǎn)技術管理系統(tǒng)按照集團公司統(tǒng)一規(guī)劃進行開發(fā)。3.1.3 礦山災害預警災害預警是實現(xiàn)本質(zhì)安全的重要內(nèi)容，根據(jù)各種二維、三維地理信息系統(tǒng)（瓦斯地質(zhì)模型、水文地質(zhì)模型、地應力地質(zhì)模型、地溫分布模型）和各種監(jiān)測信息，利用系統(tǒng)提供的數(shù)學、力學模型自動進行動態(tài)參數(shù)預測和異常疊置分析，再結合各種災害發(fā)生的條件和規(guī)律，進行災害預警。就可以進行災害預警。3.1.4 礦山事故仿真利用三維建模引擎和仿真技術，有效模擬各種礦山地質(zhì)災害和生產(chǎn)事故，可為災害防治、應急預案編制、安全教育、應急培訓和應急指揮提供強大的技術支持。智能化礦山系統(tǒng)可

12、實現(xiàn)火災事故、水災事故、瓦斯爆炸事故、煤突出事故、冒頂透水事故、跑車事故等的仿真模擬。礦山事故仿真系統(tǒng)暫時不予建設。3.1.5 本質(zhì)安全管理系統(tǒng)安全管理系統(tǒng)包括隱患閉環(huán)管理、走動式管理、安全評價、動態(tài)檢查與整改、安全事故管理、三違管理、工傷管理等，能對來自不同信息源的信息進行管理分析，對各種隱患進行排查，并結合生產(chǎn)系統(tǒng)進行整改，使得整個礦山生產(chǎn)在本質(zhì)安全性下按計劃的進行，實現(xiàn)遠程管理、移動辦公，對生產(chǎn)現(xiàn)場安全信息的快速反饋、動態(tài)跟蹤與閉環(huán)控制，提高對企業(yè)整體安全管理工作的監(jiān)控能力。安全閉環(huán)管控信息系統(tǒng)已經(jīng)在集團公司進行推廣，我礦現(xiàn)試運行中，不再單獨建設本質(zhì)安全管理系統(tǒng)。3.1.6 三維監(jiān)測監(jiān)控

13、展現(xiàn)平臺三維監(jiān)測監(jiān)控展現(xiàn)平臺以四維地理信息系統(tǒng)為基礎，通過地面地下的傳感器網(wǎng)絡、RFID網(wǎng)絡、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡、無線通訊和工業(yè)自動化網(wǎng)絡等新技術在采礦行業(yè)的深層應用，實現(xiàn)從監(jiān)測監(jiān)控信息匯集挖掘分析診斷預測預報信息發(fā)布（通過計算機屏幕和手機短信）決策支持的閉環(huán)運行。三維監(jiān)測監(jiān)控展現(xiàn)平臺的主要內(nèi)容包括：開發(fā)礦山三維物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器、工業(yè)現(xiàn)場三維組態(tài)軟件及實時數(shù)據(jù)交換平臺中間件開發(fā)，提供三維工業(yè)虛擬現(xiàn)場的組件接口，制定面向協(xié)議融合的軟件結構、數(shù)據(jù)格式、存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制、數(shù)據(jù)接口、路徑選擇等技術規(guī)范，實現(xiàn)智能傳感器采集數(shù)據(jù)的跨協(xié)議傳輸，集成井上下通訊系統(tǒng)；安全監(jiān)測系統(tǒng)；人員定位管理系統(tǒng)；壓風自救系統(tǒng)；供水施救系統(tǒng)

14、；應急救生系統(tǒng)；主運輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（主皮帶監(jiān)測監(jiān)控、井下信集閉系統(tǒng)）；主副井提升監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（主井提升監(jiān)測監(jiān)控、副井提升監(jiān)測）；排水監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（中央泵房、采區(qū)泵房監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)）；輸配電監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（地面變電站監(jiān)測監(jiān)控、中央變電所監(jiān)測監(jiān)控、采區(qū)變電所監(jiān)控）；水處理監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（礦井水處理監(jiān)測監(jiān)控、生活水處理監(jiān)測監(jiān)控）；通防監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（束管監(jiān)測、瓦斯源監(jiān)測、通風機房、壓風機房監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)）；瓦斯抽采監(jiān)控系統(tǒng)；地面生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)（選煤廠、裝車系統(tǒng)、地面運輸監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、供熱站監(jiān)測監(jiān)控、鍋爐房監(jiān)測監(jiān)控）；工業(yè)電視系統(tǒng)；綜采工作面設備監(jiān)測系統(tǒng)；礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)；水文監(jiān)測系統(tǒng)；產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)

15、等等。系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的圖形顯示、報表查詢、聲光報警、快速定位，更重要的是可以通過虛擬現(xiàn)實技術，實現(xiàn)對監(jiān)控信息的真三維模擬，實現(xiàn)所見所得；既可以分層、分窗口顯示，也可以實現(xiàn)所有信息的疊加和全局漫游，達到井上下的通明管理，使人們對著計算機屏幕，就如身臨其境，為正常生產(chǎn)和應急指揮提供可視化支持。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)礦山所有內(nèi)容的透明管理和三維實時動畫展現(xiàn)，看到每個監(jiān)測系統(tǒng)的各種安全環(huán)境參數(shù)，人員、設備具體空間位置、狀態(tài)等信息，是智能化礦山建設水平的重要表現(xiàn)之一。 3.1.7 綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度是煤礦安全生產(chǎn)的綜合性管理工作，與經(jīng)營管理和生產(chǎn)技術管理聯(lián)系密切,需求信息量大，要求及時。綜合調(diào)度

16、指揮系統(tǒng)的主要目標就是采用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度管理中的各項業(yè)務功能，通過網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)共享完成生產(chǎn)調(diào)度管理的業(yè)務流程和處理；通過對日常生產(chǎn)的產(chǎn)量、進尺、運量、銷售銷、市場需求量、礦內(nèi)站臺庫存量、煤質(zhì)參數(shù)等及生產(chǎn)計劃的完成情況的掌握，對生產(chǎn)、銷售數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和處理，對生產(chǎn)動態(tài)和生產(chǎn)趨勢的掌握，以及發(fā)生重大生產(chǎn)事故時緊急調(diào)度處理，保證煤炭生產(chǎn)能夠正常合理地不間斷地進行。綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)可實現(xiàn)地理信息查詢、預警信息發(fā)布、綜合信息查詢、日常調(diào)度管理、應急指揮、應急預案管理和應急預案快速啟動等功能。利用該系統(tǒng)可實現(xiàn)把在C/S平臺上建立的二維和三維地理信息系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)化為WEB地理信息系統(tǒng)，通過瀏覽器

17、在B/S結構上實現(xiàn)了面向位置的生產(chǎn)、安全、管理等信息的查詢、審核和分析，通過短消息平臺、廣播系統(tǒng)和聲光設備進行信息的定期預報、超前預警和快速報警以及應急系統(tǒng)的快速反應和動態(tài)聯(lián)動，可以通過實時三維模型查詢各種地理信息、地質(zhì)信息、設備信息、工程信息和生產(chǎn)信息，集中顯示監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、運輸提升系統(tǒng)、防排水系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)的實際狀態(tài)、以及移動設備和人員的位置，也可以顯示避災線路和救災線路，可以進行人員和設備的跟蹤和井上下漫游，結合井上下通訊系統(tǒng)，實現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實的三維指揮調(diào)度、應急指揮和應急預案快速啟動。生產(chǎn)調(diào)度是礦山生產(chǎn)的指揮中心，是保證各項工序按計劃進行的神經(jīng)中樞，綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)以

18、項目管理為主線，以生產(chǎn)技術管理核心，以調(diào)度控制為手段，以實測數(shù)據(jù)為成果，能夠很好的融合安全管理中的監(jiān)測、檢查、診斷、評價、預警、預報、防治、快速響應、應急聯(lián)動和決策指揮全過程，它是礦山本質(zhì)安全保障體系的核心。3.2 經(jīng)營管理應用系統(tǒng)3.2.1 人力資源系統(tǒng)人力資源管理通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集整理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范性與共享性，使原來分散的人力資源信息得以整合并共享。主要包括：組織機構管理、員工基本信息管理、日?？记诠芾?、勞動合同管理、安全培訓管理、績效考核管理、薪資管理等。我礦現(xiàn)使用的人力資源管理為宏景世紀開發(fā)，需要通過平臺接口將數(shù)據(jù)提取至智能化礦山管理平臺進行整合并共享，不需再單獨開發(fā)人力資源系統(tǒng)。3

19、.2.3 物資供應管理系統(tǒng)物資供應管理系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)物資供應和物流業(yè)務的規(guī)范化、信息化管理，包括計劃管理 、比價管理、合同管理、采購管理、庫存管理、資金管理、查詢統(tǒng)計等功能。我礦現(xiàn)有物資經(jīng)營考核系統(tǒng)實現(xiàn)了部分物資供應管理系統(tǒng)的功能，但在計劃管理 、比價管理、合同管理、采購管理等方面尚有不足，因山能集團有可能統(tǒng)一開發(fā)物資供應管理系統(tǒng)，故暫時不予開發(fā)新系統(tǒng)，待山能集團和集團公司統(tǒng)一安排再定。3.2.4 機電設備管理系統(tǒng)機電設備管理系統(tǒng)實現(xiàn)設備與備件采購管理、檔案管理、現(xiàn)場管理、維修管理、供電管理、特種設備管理、配件管理、備件管理等相互關聯(lián)的工作模塊，并結合智能化礦山系統(tǒng)的平臺優(yōu)勢，將機電設備管理系統(tǒng)

20、的設備參數(shù)數(shù)據(jù)（包括性能、狀況、位置等）在煤礦GIS平臺上進行數(shù)據(jù)共享，充分發(fā)揮設備使用效率，形成一個涵蓋從企業(yè)設備管理部門區(qū)隊現(xiàn)場整個礦機電設備管理工作和管理要素的信息管理平臺。我礦現(xiàn)有設備租賃系統(tǒng)實現(xiàn)了機電設備管理系統(tǒng)的絕大部分功能，原則上只需對現(xiàn)有系統(tǒng)進行功能擴充，通過接口程序連入智能化礦山平臺，不再開發(fā)新的機電設備管理系統(tǒng)。3.2.5 成本控制管理成本控制管理以生產(chǎn)工序為依據(jù)，通過成本預算、匯集、核算和控制分析對生產(chǎn)過程的可控點進行有效管理，實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營成本的可控和在控，達到增加經(jīng)濟效益的目的。我礦現(xiàn)有物資經(jīng)營考核系統(tǒng)實現(xiàn)了材料成本的核算，設備租賃系統(tǒng)實現(xiàn)了設備成本的核算，全面預算內(nèi)部市場化系統(tǒng)部分實現(xiàn)了人力成本的核算，將物資經(jīng)營考核系統(tǒng)與設備租賃系統(tǒng)的成本核算數(shù)據(jù)引入全面預算內(nèi)部市場化系統(tǒng)，并進行功能擴充，