感知型礦山物聯(lián)網(wǎng)

1、礦山物聯(lián)網(wǎng)初步方案礦山物聯(lián)網(wǎng)初步方案礦山物聯(lián)網(wǎng)建設的意義礦山物聯(lián)網(wǎng)建設的意義 各種災害的超前預警和遠程調(diào)度，有效避免災害的發(fā)生。 礦山管理的精細化和柔性化，達到各種資源最優(yōu)利用和效益最大化。精細精細化化智能智能化化柔性柔性化化 礦山生產(chǎn)的高度自動化和智能化，達到減人提效、降低勞動強度、避免人身傷亡。 礦山環(huán)境的有效保護和再造，建立綠色礦山。礦山物聯(lián)網(wǎng)能達到的效果礦山物聯(lián)網(wǎng)能達到的效果1 1、從散亂的數(shù)據(jù)到、從散亂的數(shù)據(jù)到規(guī)范的信息化集成規(guī)范的信息化集成2 2、從內(nèi)容的不可、從內(nèi)容的不可見到透明的信息化見到透明的信息化管理管理3 3、從危險源的不、從危險源的不可知到超前預警可知到超前預警4 4、

2、從結(jié)果不可控、從結(jié)果不可控到智能控制到智能控制礦山物聯(lián)網(wǎng)建設幾大模塊礦山物聯(lián)網(wǎng)建設幾大模塊感知網(wǎng)建設：利用無線傳感型網(wǎng)絡建立覆蓋井下、井上，并與1000M以太網(wǎng)相結(jié)合?；跓o線覆蓋的移動雙向數(shù)據(jù)人員定位系統(tǒng)。骨干網(wǎng)建設：包括井上、井下1000M工業(yè)以太網(wǎng)和指揮中心工業(yè)以太網(wǎng)建設設備健康狀態(tài)與控制：對井上、井下各生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)的遠程控制，感知健康狀態(tài)，設備導航與控制。礦山安全環(huán)境感知與治理：災害機更有研究、災害監(jiān)測、預警與防治，安全隱患排查、應急預案管理等。生產(chǎn)管理決策系統(tǒng)：生產(chǎn)過程監(jiān)測和控制，生產(chǎn)經(jīng)營管理，辦公自動化，礦山3D監(jiān)控軟件建設。0102030405一、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控一、安全生產(chǎn)監(jiān)

3、測監(jiān)控 建立一套完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該主要用于實時采集生產(chǎn)礦井的進尺、產(chǎn)量、微震、水文、瓦斯、粉塵、礦壓、火區(qū)、視頻、人員位置和設備狀態(tài)等信息，并可通過可視化圖表和聲光報警的方式在計算機屏幕上顯示正常生產(chǎn)和災變時期的各種信息。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是決策人員和決策系統(tǒng)的眼睛和耳朵。 例如：通過瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，人們可以在地面監(jiān)測室、甚至與互聯(lián)網(wǎng)連接的任何一臺計算機上看到各礦任一個瓦斯探頭所在位置的瓦斯?jié)舛燃捌渥兓闆r，也通過歷史數(shù)據(jù)和分析圖表了解瓦斯涌出量的變化規(guī)律，出現(xiàn)異常時系統(tǒng)還可以進行聲光報警，也可以通過手機短信及時告訴每一位相關(guān)人員二、工業(yè)自動化系統(tǒng) 電力自動化系統(tǒng)、采掘自動化系統(tǒng)、運輸自動化系統(tǒng)

4、、提升自動化系統(tǒng)、供排水自動化系統(tǒng)、壓風自動化系統(tǒng)、注漿自動化系統(tǒng)、瓦斯抽放自動化系統(tǒng)、通風防塵自動化系統(tǒng)、均壓滅火自動化系統(tǒng)、空調(diào)降溫自動化系統(tǒng)等。 采礦掘進、運輸提升、通風防塵、壓風和注漿、輸配電和防排水以及瓦斯抽放等環(huán)節(jié)的自動化和無人化。 可以大幅度降低人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，更重要的通過無人化達到真正的本質(zhì)安全。主要系統(tǒng)主要系統(tǒng)實現(xiàn)目標實現(xiàn)目標主要應用主要應用三、礦山數(shù)據(jù)倉庫和礦山地理信息系統(tǒng) 礦山數(shù)據(jù)倉庫礦山數(shù)據(jù)倉庫是利用數(shù)字化的手段，通過大型網(wǎng)絡技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把礦山的所有資源數(shù)據(jù)（地質(zhì)數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測和人工采集數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)等）進行規(guī)

5、范化后存入到相應的數(shù)據(jù)庫中，并提供快速查詢和調(diào)用功能，為各種應用提供信息服務。 礦山四維地理信息系統(tǒng)礦山四維地理信息系統(tǒng)就是挖掘“數(shù)據(jù)倉庫”信息，通過可視化的方法，隨時把礦山地上地下的對象真實直觀地在計算機或調(diào)度大屏幕上顯示出來，為采礦設計、地質(zhì)建模和分析、一通三防、礦井供電、給排水、運輸提升等提供一整套支持工具，便于分析和管理。四、災害預警與礦山安全四、災害預警與礦山安全三項有代表性的礦山安全管理三項有代表性的礦山安全管理數(shù)字安全評價體系五大災害的預警與仿真應急預案和應急指揮五大災害的仿真與預警五大災害的仿真與預警沖擊地壓分析計算、災變過程仿真和預警。沖擊地壓分析計算、災變過程仿真和預警。瓦

6、斯災害分析計算、災害過程仿真和預警。瓦斯災害分析計算、災害過程仿真和預警。突透水災分析計算、水災過程仿真和預警。突透水災分析計算、水災過程仿真和預警。粉塵爆炸分析計算、爆炸過程仿真和預警。粉塵爆炸分析計算、爆炸過程仿真和預警。礦井火災分析計算、災變過程仿真和預警。礦井火災分析計算、災變過程仿真和預警。01數(shù)字化安全評價數(shù)字化安全評價02 完整的事故樹分析模型庫、安全評價模型庫和危險源辯識模型庫，主要解決礦山安全檢查指標的完備性問題 ，安全檢查的易操作性問題，安全評價的定量化和危險源辯識、隱患排查的科學化問題。應急預案和應急指揮應急預案和應急指揮03 根據(jù)安全人員的工作總結(jié)，結(jié)合四維地理信息系統(tǒng)

7、和災變過程仿真結(jié)果自動建立應急預案，運用監(jiān)測監(jiān)控和現(xiàn)代通訊技術(shù)在救災時達到實時指揮調(diào)度，避免人為失誤和反映過慢的問題。五、礦山資源優(yōu)化五、礦山資源優(yōu)化“ERPERP”系統(tǒng)系統(tǒng) 一套完整的、符合采礦行業(yè)的礦山資源優(yōu)化（ERP）系統(tǒng)主要包括人力資源管理、設備管理、物資管理、運銷管理、財務管理、成本管理和辦公自動化等 。六、指揮調(diào)度系統(tǒng)六、指揮調(diào)度系統(tǒng) 數(shù)字礦山建設的最終目標不僅是數(shù)字化有關(guān)采礦活動的一切內(nèi)容，提供完善的信息支持，更重要的是實現(xiàn)生產(chǎn)、安全、調(diào)度、經(jīng)營和工業(yè)自動化的無縫集成和動態(tài)聯(lián)動，達到企業(yè)資源的最優(yōu)利用和安全生產(chǎn)決策指揮的快速響應，建造高產(chǎn)高效的本質(zhì)安全型礦井，創(chuàng)造和諧的生產(chǎn)環(huán)境。

8、010203三個感知三個感知生產(chǎn)環(huán)境、危險環(huán)境生產(chǎn)環(huán)境、危險環(huán)境人員定位、人員狀態(tài)人員定位、人員狀態(tài)設備狀態(tài)、設備控制設備狀態(tài)、設備控制核心是核心是“三個感知三個感知”1、感知礦山災害風險，實現(xiàn)各種災害事故的預警預報2、感知礦工周圍安全環(huán)境，實現(xiàn)主動式安全保障3、感知礦山設備工作健康狀況，實現(xiàn)預知維修、自動控制井下無線感知系統(tǒng)井下無線感知系統(tǒng)基于感知層網(wǎng)絡和信息礦燈短信發(fā)布平臺基于感知層網(wǎng)絡和信息礦燈短信發(fā)布平臺工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的特點工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的特點 環(huán)形組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，屬于分布式網(wǎng)絡，各個網(wǎng)絡節(jié)點串聯(lián)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，允許某一傳輸鏈路或網(wǎng)絡節(jié)點出現(xiàn)一處斷點。發(fā)生連路故障時，環(huán)網(wǎng)自動在一定時間內(nèi)能切換到

9、總線，屬于簡單而又實用的冗余組網(wǎng)方式，性價比高、可靠性較高。適合于礦山多業(yè)務自動化網(wǎng)絡平臺，可以進一步提高網(wǎng)絡的可靠性及安全性。 工業(yè)環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)礦山以太環(huán)網(wǎng)拓樸圖礦山以太環(huán)網(wǎng)拓樸圖網(wǎng)絡設備選型網(wǎng)絡設備選型 設計核心環(huán)網(wǎng)采用設計核心環(huán)網(wǎng)采用2 2臺赫思曼臺赫思曼MACH 4000MACH 4000系列交系列交換機中換機中MACH 4002-24G-L3PMACH 4002-24G-L3P全千兆交換機全千兆交換機 地面環(huán)網(wǎng)節(jié)點和井下環(huán)網(wǎng)交換機選用赫斯曼地面環(huán)網(wǎng)節(jié)點和井下環(huán)網(wǎng)交換機選用赫斯曼公司公司MS4128-L2PMS4128-L2P模塊化工業(yè)以太網(wǎng)交換機模塊化工業(yè)以太網(wǎng)交換機 北京聯(lián)想網(wǎng)御安

10、全網(wǎng)絡公司北京聯(lián)想網(wǎng)御安全網(wǎng)絡公司SIS-3000-GE11SIS-3000-GE11安安全隔離網(wǎng)閘全隔離網(wǎng)閘交換機安全電源設計交換機安全電源設計利用利用VlanVlan技術(shù)實現(xiàn)廣播隔離技術(shù)實現(xiàn)廣播隔離 由于礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)信息點的地理位置分布比較零散，在網(wǎng)絡中或者一臺交換機上需連接多種應用系統(tǒng)類型的終端，根據(jù)部分應用系統(tǒng)相互之間隔離的要求，對于有安全要求的業(yè)務按應用系統(tǒng)類型劃分VLAN，其服務器、客戶端都劃分到相應的業(yè)務VLAN中，各節(jié)點之間的業(yè)務VLAN之間采用路由進行通訊，各業(yè)務VLAN之間采用三層交換機的路由功能進行隔離或者訪問控制。不同子系統(tǒng)不同子系統(tǒng)VLANVLAN隔離到訪示意圖隔離到訪示意圖網(wǎng)絡建設實施步驟網(wǎng)絡建設實施步驟光纖施工布線圖的繪制光纖施工布線圖的繪制地面光纜的敷設、入戶保護地面光纜的敷設、入戶保護