數(shù)字化礦井解決方案

數(shù)字化礦井解決方案

概述

煤礦作為一個(gè)高危行業(yè)，安全生產(chǎn)的話題向來(lái)備受關(guān)注。隨著國(guó)家國(guó)民經(jīng)

濟(jì)的不斷快速發(fā)展，對(duì)煤炭需求量也越來(lái)越大，超負(fù)荷開(kāi)采，或監(jiān)管不力造成

的各級(jí)安全事故接連發(fā)生。如何利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)有效地解決煤礦安全隱患

問(wèn)題，已是煤礦生產(chǎn)過(guò)程的重中之重及各級(jí)煤礦主管單位所關(guān)注的焦點(diǎn)，也是

我們煤礦行業(yè)安全集成商的一大議題。

目前，煤礦安全事故不斷發(fā)生，其中重要原因之一就是企業(yè)安全生產(chǎn)“長(zhǎng)

效機(jī)制”還沒(méi)有真正建立起來(lái)，企業(yè)安全生產(chǎn)信息手段落后，礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)

控體系不健全，除瓦斯監(jiān)控設(shè)備外，井下其它生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，如電力、提

升、運(yùn)輸?shù)确矫娴慕ㄔO(shè)也是不盡如人意。煤礦使用的各種監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和通信系

統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，幾乎每一套系統(tǒng)都有一套各自獨(dú)立的通信傳輸系統(tǒng)，投資重復(fù)浪

費(fèi)、通信線路雜亂、維護(hù)困難，導(dǎo)致信息資源浪費(fèi)嚴(yán)重，已經(jīng)不能滿足新型現(xiàn)

代化煤礦信息交流的需要。打造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的礦井是未來(lái)行業(yè)發(fā)

展的一個(gè)必然趨勢(shì)。

我們?cè)诳偨Y(jié)安全生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合煤炭行業(yè)生產(chǎn)的自身特點(diǎn),

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)提供了一套完

整的數(shù)字化礦井的解決方案。“數(shù)字煤礦”就是以先進(jìn)的煤礦機(jī)電及一體化技術(shù)、

計(jì)算機(jī)技術(shù)、3s技術(shù)、與信息化相適應(yīng)的現(xiàn)代企業(yè)管理制度為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)技

術(shù)為紐帶，煤礦安全生產(chǎn)、高產(chǎn)高效、可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多源煤礦信息

的采集、輸入、存儲(chǔ)、檢索、查詢與專業(yè)空間分析，并實(shí)現(xiàn)多源信息的多方式

輸出、實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)分析處理與決策、專家會(huì)診煤礦安全事故與調(diào)度指揮等。建成

后的數(shù)字化礦井不僅提高了煤礦的自動(dòng)化水平及辦公效率，同時(shí)也能使各級(jí)領(lǐng)

導(dǎo)的決策更加科學(xué)、及時(shí)。

在數(shù)字化煤礦解決方案中，山利科技提供了企業(yè)最急需，也最實(shí)用的煤礦

綜合自動(dòng)化平臺(tái)解決方案。通訊網(wǎng)關(guān)將安全系統(tǒng)（安全檢測(cè)、井下排水、通風(fēng)

系統(tǒng)、人員定位、瓦斯抽放、消防系統(tǒng)等）、生產(chǎn)系統(tǒng)（膠帶傳輸、提升系統(tǒng)、

工作面、礦井水處理、污水處理、選煤、空壓機(jī)、供水系統(tǒng)等）、電力系統(tǒng)（井

上110/35KV變電站、井下變電站、膠帶配電、選煤配電）等的各種接口類型、

各種通訊協(xié)議規(guī)范的諛備統(tǒng)一成基于以太網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議；綜合自動(dòng)化平臺(tái)實(shí)

時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)收發(fā)所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并為監(jiān)控人員提供完備的圖形、趨勢(shì)、報(bào)表

等工藝監(jiān)控畫(huà)面，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控自動(dòng)化、聯(lián)合調(diào)度管理。

山利數(shù)字化煤礦系統(tǒng)的建設(shè)本著“實(shí)用、可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)”的指導(dǎo)思想,

根據(jù)煤炭行業(yè)信息化的典型需求，要在企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，建立集中管

理的安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)井下監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控，

通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的信息有效集成，提高煤炭監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)控力度，以

信息化帶動(dòng)企業(yè)管理和行政管理的科學(xué)化，從根本上避免或杜絕惡性生產(chǎn)安全

責(zé)任事故的發(fā)生，旨在為煤礦生產(chǎn)節(jié)約成本、強(qiáng)化生產(chǎn)安全管理、提高工作效

率。

系統(tǒng)本著總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，系統(tǒng)將從整體上實(shí)現(xiàn)以下的建設(shè)目

標(biāo)：

令建立安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心：建立統(tǒng)一、集中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，

根據(jù)客觀現(xiàn)實(shí)條件，采用技術(shù)較為成熟的IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)井下不同的硬件平

臺(tái)、軟件環(huán)境的各自動(dòng)化裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，為事故分析

提供可靠的依據(jù)。

?實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分級(jí)共享和監(jiān)測(cè)：通過(guò)完善的用戶管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)分級(jí)共享和監(jiān)測(cè)。

。建立安全報(bào)警防范機(jī)制：系統(tǒng)將提供對(duì)生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)的超限報(bào)

警功能，以閃爍、聲音等形式實(shí)時(shí)提醒，并充分利用短消息機(jī)制，及時(shí)

傳遞給相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和人員。安全生產(chǎn)報(bào)警機(jī)制可以大大提高對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)

題的響應(yīng)速度，有利于安全生產(chǎn)的指揮和調(diào)度，提高各級(jí)管理者的管理

效率，形成與救護(hù)、公安、醫(yī)療等部門(mén)一體化的災(zāi)害處理應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

令提高數(shù)據(jù)分析能力：通過(guò)數(shù)據(jù)分析工具，采用多樣化的數(shù)據(jù)展

示方式對(duì)煤礦安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和智能化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

及設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分析，為政府、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)管理人員進(jìn)行

科學(xué)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策提供及時(shí)可靠的支持。

數(shù)字化礦井綜合管理平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)

數(shù)字化礦井綜合管理平臺(tái)是一個(gè)以各級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)管單位為主體，實(shí)現(xiàn)對(duì)

分布在管轄范圍內(nèi)的礦井生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和監(jiān)控，通過(guò)安全生產(chǎn)數(shù)

據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，為監(jiān)管部門(mén)進(jìn)行科學(xué)決策提供依據(jù)，最大程度地排除事故隱患,

杜絕突發(fā)性安全事故的發(fā)生。

根據(jù)煤炭安全生產(chǎn)的具體需求，我們?cè)O(shè)計(jì)如下的數(shù)字化礦井綜合管理平臺(tái)

總體功能結(jié)構(gòu)：

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數(shù)字化礦井綜合管理平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)由井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)、井上生產(chǎn)管理

系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成，以下主要介紹各子系統(tǒng)的功能:

(-)井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

針對(duì)井下能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控的人員、設(shè)備以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)，利用自動(dòng)

化設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，不能夠自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控的(如：采區(qū)開(kāi)機(jī)回來(lái)刀數(shù)、掘

進(jìn)進(jìn)刀數(shù)、開(kāi)拓尺寸、頂板離層量、巷道下沉量、井下放煤量），則利用人工

進(jìn)行定時(shí)手工錄入到系統(tǒng)中。

器生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

在我國(guó)煤炭行業(yè)，瓦斯事故是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害。大多數(shù)煤礦企業(yè)

都已經(jīng)或正在進(jìn)行瓦斯等生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，但由于現(xiàn)有系統(tǒng)的局限性，

無(wú)法使安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)及時(shí)掌握礦井的瓦斯情況，企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)及主要安

全責(zé)任人無(wú)法第一時(shí)間獲得瓦斯超限報(bào)警信息。

煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，充分利用當(dāng)前先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)，與監(jiān)

測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)緊密結(jié)合，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，全方位識(shí)別，全天候處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將

瓦斯實(shí)時(shí)信息發(fā)送到冬級(jí)相關(guān)責(zé)任人手中，為有效防范煤礦瓦斯事故提供輔助

手段，達(dá)到群防群治的目的。

系統(tǒng)具有屬于主機(jī)系統(tǒng)的PLC模塊，用戶可以根據(jù)自身的特色靈活、快速

地編制出符合實(shí)際的可編程控制邏輯，使系統(tǒng)能在最短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)響應(yīng)外界

發(fā)生的變化，向有關(guān)分站、閉鎖或傳感器發(fā)出控制指令，從而減少了人為因素

造成的時(shí)間延誤，并能實(shí)現(xiàn)交叉斷電。系統(tǒng)還能通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)把報(bào)警信息按預(yù)

先的設(shè)計(jì)發(fā)送到遠(yuǎn)端相關(guān)設(shè)備（如：上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)的手機(jī)或計(jì)算機(jī)終端等設(shè)備）

或相關(guān)網(wǎng)絡(luò)（如：上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)的管理信息系統(tǒng)）上，這樣使得有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、技

術(shù)人員和管理人員等相關(guān)人員能在第一時(shí)間內(nèi)方便快捷的了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀

況。系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，報(bào)表查看及打印功能，能將以往的井下參數(shù)進(jìn)

行存儲(chǔ)，方便日后查看，并可以對(duì)當(dāng)天的日?qǐng)?bào)表進(jìn)行實(shí)時(shí)打印。

主要監(jiān)測(cè)煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷

氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、頂板壓力、

頂板位移及煙霧等；井上、井下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運(yùn)

行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉(cāng)燥位、水倉(cāng)水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量；

水泵、提升機(jī)、局扇、主扇、膠帶機(jī)、采煤機(jī)、開(kāi)關(guān)、磁力起動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)和

參數(shù)等。

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X程抄送或校線備皎駕片熬氣務(wù)H

移動(dòng)用戶

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煤，量控專網(wǎng)

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分控中心甲俵傳同界開(kāi)甲倏傳感0:開(kāi)停.

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a井下人員定位系統(tǒng)

井下作業(yè)人員流動(dòng)性大，一旦下井后,就無(wú)法確切地知道他們所處的位置,

當(dāng)?shù)V井發(fā)生透水、火災(zāi)等事故時(shí)，將給救災(zāi)工作帶來(lái)極大的困難。為了能實(shí)時(shí)的

了解井下人員的流動(dòng)情況；了解當(dāng)前井下人員的數(shù)量及分布情況；查詢?nèi)我恢付?/p>

下井人員當(dāng)前或指定時(shí)刻所處的區(qū)域；和查詢?nèi)我恢付ㄈ藛T本日或指定日期的活

動(dòng)蹤跡。在平時(shí)可作為下井考勤系統(tǒng)，對(duì)任一指定月份、或任一指定日期段，對(duì)

下井人員進(jìn)行下井次數(shù)、下井時(shí)間等進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，便于考核，打印相關(guān)報(bào)表;

一旦礦井發(fā)生透水、火災(zāi)等災(zāi)害事故，可對(duì)搶險(xiǎn)救災(zāi)的人員統(tǒng)計(jì)、定位等起準(zhǔn)確

的指導(dǎo)作用。

煤礦井下人員跟蹤定位管理系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)軟硬件、信息采集處理、無(wú)線數(shù)

據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊、自動(dòng)控制等技術(shù)多學(xué)科綜合應(yīng)用為一體的自動(dòng)識(shí)別信息

技術(shù)產(chǎn)品，該系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)坑道遠(yuǎn)距離移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行非接觸式信息采集處理，實(shí)

現(xiàn)對(duì)人車物在不同狀態(tài)（移動(dòng)靜止）下的自動(dòng)識(shí)別從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)化管理。

該系統(tǒng)集成了技術(shù)含量很高的射頻識(shí)別技術(shù)，并采用跳頻點(diǎn)或者固定頻點(diǎn)頻

率實(shí)現(xiàn)可靠的半雙工通信，分站設(shè)備和無(wú)源本質(zhì)安全型標(biāo)識(shí)卡采用全新的嵌入式

微處理器和嵌入式軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有隔爆兼本質(zhì)安全型設(shè)計(jì)系統(tǒng)作用距離遠(yuǎn)、

可任意調(diào)整系統(tǒng)的識(shí)別范圍、信號(hào)穿透力強(qiáng)、安全保密性能高、對(duì)人體無(wú)電放污

染、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)可、同時(shí)識(shí)別眾多目標(biāo)、便于網(wǎng)絡(luò)連接等性能優(yōu)點(diǎn)，目前這種

嶄新的信息采集、存貯、傳遞和處理技術(shù)，已迅速得到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，

它將為煤礦井下人員定位跟蹤管理起非常重要的作用

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?礦井主排水控制系統(tǒng)

礦井突水是煤礦的致命災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)，有時(shí)會(huì)造成巨

大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，隨著煤礦水害問(wèn)題的日益突出，煤礦防治水研究將

會(huì)越來(lái)越占有其重要的地位。數(shù)字化礦井綜合管理系統(tǒng)采用集中化、智能化、

高可靠性的礦用本質(zhì)安全型礦井水壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)煤礦井下幾個(gè)

至上百個(gè)分布式水文觀測(cè)孔的水壓、水位進(jìn)行“一線多點(diǎn)”形式的超遠(yuǎn)距離地

面集中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采用高速數(shù)據(jù)交換技術(shù)，系統(tǒng)具有最佳的實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

數(shù)據(jù)能及時(shí)反映當(dāng)前礦井不同地質(zhì)層位的水壓、水位及動(dòng)態(tài)變化情況。

難灸要公幺產(chǎn)管理信息系就

礦井上下水精衣長(zhǎng)及混

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0工作面頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

礦井工作面頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是數(shù)字化礦井綜合管理系統(tǒng)的重要組成部

分，它主要用于煤礦工作面綜采支架壓力參數(shù)的在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)由井上、

井下兩大部分組成。井下部分包括：工作面壓力分機(jī)、通訊分站、通訊電纜等,

各壓力分機(jī)采用專用電纜串聯(lián)至通訊分站，通訊分站輸出的數(shù)據(jù)信導(dǎo)通過(guò)數(shù)據(jù)

傳輸線路傳至井上。井上部分包括：接收機(jī)、計(jì)算機(jī)、監(jiān)控軟件、打印機(jī)等，

接收機(jī)完成與井下通訊分站的通信及與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸接收工作。能動(dòng)態(tài)實(shí)

時(shí)監(jiān)測(cè)煤礦頂板壓力以及位移變化量，并能通過(guò)表格、曲線等形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行

實(shí)時(shí)或歷史顯示，并通過(guò)聲、光等多種形式進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)，使用戶能及時(shí)

地對(duì)頂板壓力及位移變化趨勢(shì)做出反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山頂板的全面監(jiān)測(cè)，能幫助

煤礦相關(guān)工作者或煤礦領(lǐng)導(dǎo)指揮安全生產(chǎn)。

S通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)及集控系統(tǒng)

通風(fēng)機(jī)集中控制系統(tǒng)主要完成在地面集控中心對(duì)礦井通風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程開(kāi)

停和在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)房無(wú)人值守，達(dá)到減人提效的目的。實(shí)現(xiàn)在礦

井地面集控中心對(duì)井下風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程開(kāi)?？刂?。

II井下皮帶控制系統(tǒng)

井下皮帶集中控制系統(tǒng)它主要完成在地面集控中心對(duì)井下皮帶運(yùn)輸系

統(tǒng)的遠(yuǎn)程開(kāi)停和在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)崗位的無(wú)人值守，達(dá)到

減人提效、提高礦井安全程度的目的。井下皮帶集中控制系統(tǒng)均采用現(xiàn)場(chǎng)

總線方式連接后通過(guò)PLC就近接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，從而進(jìn)入礦井綜合

自動(dòng)化平臺(tái)并組杰，在地面集控中心設(shè)置兩臺(tái)操作微機(jī)進(jìn)行控制。同時(shí)，

在皮帶機(jī)頭、機(jī)尾等重要地點(diǎn)設(shè)置工業(yè)電視攝像頭，在井下通訊及語(yǔ)音一

起作為遠(yuǎn)程控制的監(jiān)視、聯(lián)系手段。

各皮帶機(jī)均設(shè)有煤倉(cāng)煤位、跑偏、堆煤、煙霧、溫度、打滑、帶速、

電機(jī)電流、沿線急停等保護(hù)，并在地面集控中心進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視。

該子系統(tǒng)主要完成在地面集控中心對(duì)井下各變電所高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的

遠(yuǎn)程開(kāi)停和在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)各變電所無(wú)人值守，達(dá)到減人提效、提高礦井

安全程度的目的。實(shí)現(xiàn)了在礦地面集控中心對(duì)海域變電所的“四遙”切能

（遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、遙信）。井下供電控制系統(tǒng)均采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式連

接后通過(guò)PLC就近接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，從而進(jìn)入礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)

并組態(tài)，在地面集控中心設(shè)置兩臺(tái)操作微機(jī)進(jìn)行控制。同時(shí)，在變電所設(shè)

置工業(yè)電視攝像頭，與井下通訊系統(tǒng)及語(yǔ)音系統(tǒng)一起，作為遠(yuǎn)程控制的監(jiān)

視、聯(lián)系手段。

井下供蟆中翻姆

系闞t

開(kāi)停開(kāi)停

觸差核電源

（二）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)從礦井井下監(jiān)控系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)建立的數(shù)據(jù)傳輸

網(wǎng)絡(luò)鏈路，向安全生產(chǎn)監(jiān)控中心發(fā)送獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要由以下功能

模塊組成：

0實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

從井下監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)讀取監(jiān)控設(shè)備和儀器儀表所檢測(cè)到的瓦斯?jié)舛鹊壬?/p>

產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，以及風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)。

0數(shù)據(jù)發(fā)送

將采集得到的數(shù)據(jù)按照設(shè)定的時(shí)間間隔，通過(guò)井下專用網(wǎng)絡(luò)向井上發(fā)送至

中央監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)接收服務(wù)器。

0無(wú)線傳輸模塊

由于礦井大都處在偏僻荒郊地帶，礦井監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面

廣、無(wú)線傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)。礦井環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)囊括了短消息、GPRS和專線接入、

互聯(lián)網(wǎng)接入等幾乎所有的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。系統(tǒng)通過(guò)專用設(shè)備將煤礦井下的瓦斯

指數(shù)、一氧化碳、溫度、風(fēng)速、負(fù)壓等重要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并利用移動(dòng)公司

網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線方式從不同礦井或礦井的不同層面遠(yuǎn)距離傳至礦務(wù)局或煤炭管理

局以及煤礦安全監(jiān)察部門(mén)，使各級(jí)安全管理部門(mén)及時(shí)掌握礦井的生產(chǎn)安全動(dòng)態(tài),

正確指揮生產(chǎn)，避免重大事故發(fā)生。

（三）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的對(duì)象是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的核心就是管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)

據(jù)，它采集并存儲(chǔ)與生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)的各種數(shù)據(jù)。

煤炭生產(chǎn)安全要求各級(jí)生產(chǎn)監(jiān)控中心能夠及時(shí)掌握影響生產(chǎn)安金的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)

時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)見(jiàn)安全隱患，并及時(shí)下達(dá)調(diào)整指令，形成一個(gè)信息暢通的閉環(huán)控制

系統(tǒng)。為此，建立以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)集成平臺(tái)是本系統(tǒng)的關(guān)

鍵，利用先進(jìn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以完成生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的高效壓縮和安全存儲(chǔ),

實(shí)現(xiàn)資源共享，保障生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)的在線查詢。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)不僅能將分散在各礦井的實(shí)時(shí)信息集成起來(lái)，虛擬成一個(gè)大

系統(tǒng)，為管理者全面地實(shí)時(shí)監(jiān)控所轄范圍內(nèi)企業(yè)妁生產(chǎn)過(guò)程提供一個(gè)集成化的

平臺(tái)，而且能夠通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的再次加工處理，提煉出真正對(duì)安全生產(chǎn)

決策有用的數(shù)據(jù)，從而在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理和實(shí)時(shí)過(guò)程控制之間架起一座橋梁，達(dá)

到兩者之間的信息交換和緊密集成。

（四）井上生產(chǎn)管理系統(tǒng)

?基礎(chǔ)業(yè)務(wù)平臺(tái)

基礎(chǔ)業(yè)務(wù)平臺(tái)主要用于數(shù)字化礦井綜合管理系統(tǒng)的初始化定義、組織機(jī)構(gòu)

的建立、用戶及權(quán)限的設(shè)置，為其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)業(yè)務(wù)框架和身份認(rèn)證機(jī)

制。用于整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的維護(hù)管理，確保綜合管理系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運(yùn)

行。

a安全監(jiān)控及分析系統(tǒng)

煤炭安全監(jiān)控及分析系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的目的就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭生產(chǎn)過(guò)

程實(shí)行安全監(jiān)控，通過(guò)對(duì)從井下檢測(cè)設(shè)備中采集上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以判

斷監(jiān)控礦井的井下工作狀態(tài)，對(duì)發(fā)生瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)等危害礦工生命安全的異常

情況立即自動(dòng)報(bào)警，并根據(jù)嚴(yán)重程度通過(guò)短信報(bào)警系統(tǒng)將信息分級(jí)發(fā)送給相關(guān)

領(lǐng)導(dǎo)、管理人員和礦井現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，以及時(shí)采取必要措施，保障礦井的安全生

產(chǎn)。通過(guò)安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在人員、控制中心和設(shè)備間的互通互

傳，管理人員在何時(shí)、何地都可及時(shí)了解礦井下的安全狀況，并根據(jù)情況正行

及時(shí)響應(yīng)。

媒爰安公呸產(chǎn)管理信息系杭

對(duì)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)正行綜合分析，并以多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的展示。通過(guò)信息

綜合分析平臺(tái)，可以快捷地形成各種安全生產(chǎn)報(bào)表，從而降低了煤炭安全生產(chǎn)

監(jiān)管部門(mén)的統(tǒng)計(jì)工作量，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。系統(tǒng)提供豐富的數(shù)據(jù)

顯示方式，能以文字、圖形、報(bào)表、語(yǔ)音、聲光等多種方式為監(jiān)控中心的管理

人員提供提示信息。

II應(yīng)急指揮系統(tǒng)

煤礦是一個(gè)事故多發(fā)、頻發(fā)的企業(yè)，爆炸、漏水、缺氧是主要的事故形式,

不同的事故有不同的救助方式，因此有一套好的應(yīng)急指揮系統(tǒng)十分必要，本系

統(tǒng)提供了應(yīng)急指揮預(yù)案快速生成的方法。

數(shù)字化礦井是結(jié)合煤炭生產(chǎn)相關(guān)法律法規(guī)、救援專家、救援知識(shí)、救援預(yù)

案和事故數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)開(kāi)發(fā)而成的。其中煤炭事故

數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄事故單位，傷亡情況、事故的原因、處理過(guò)程、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等信息,

安全事故的善后處理、責(zé)任人的處理等方面信息，當(dāng)煤礦企業(yè)發(fā)生事故，特別

是重大事故時(shí)，可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)中收集到的各種相關(guān)事故資料與搶險(xiǎn)處理措施,

提出幾個(gè)具有重要參考價(jià)值的，與發(fā)生事故企業(yè)或部門(mén)條件類似的事故案例，

供事故搶險(xiǎn)指揮者或搶險(xiǎn)人員在對(duì)事故進(jìn)行搶險(xiǎn)處理過(guò)程中借鑒，以便能使所

采用的搶險(xiǎn)處理方法更為可靠、有效。也是進(jìn)行事故預(yù)防、安全教育的很好教

材。

?應(yīng)急預(yù)案管理系統(tǒng)

安全事故發(fā)生后，如果沒(méi)有應(yīng)急預(yù)案，往往造成慘重的生命和財(cái)產(chǎn)損失；

事前制定相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，利用預(yù)先的計(jì)劃和實(shí)際可行的應(yīng)急對(duì)策，可使事故

及時(shí)得到控制，從而大大減小事故造成的損失。因此，除加強(qiáng)事故前的預(yù)防和

控制措施外，還應(yīng)該加大對(duì)各種事故的分析，建立事故應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)。

應(yīng)急預(yù)案編制是一項(xiàng)知識(shí)性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作，通過(guò)預(yù)案的實(shí)施，可以

有效的控制事故發(fā)展，可以有效防止二次災(zāi)害事故的發(fā)生，減少事故產(chǎn)生的損

失。一個(gè)完善的事故預(yù)案，平時(shí)可用于預(yù)防事故演練提高全員素質(zhì)，提高人員

抵抗事故的能力，事故狀態(tài)下，指導(dǎo)救援人員沉著救災(zāi)，避免手忙腳亂。

應(yīng)急救援預(yù)案是針對(duì)具體設(shè)備、設(shè)施、場(chǎng)所或環(huán)境，在安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,

評(píng)估了事故形式、發(fā)展過(guò)程、危害范圍和破壞區(qū)域的條件下，為降低事故損失,

就事故發(fā)生后應(yīng)急救援機(jī)構(gòu)和人員，應(yīng)急救援設(shè)備、設(shè)施、條件和環(huán)境，行動(dòng)

步驟和綱領(lǐng)，控制事故發(fā)展的方法和程序等，預(yù)先做出的計(jì)劃、安排和應(yīng)對(duì)措

施。

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煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理

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fl事故救援知識(shí)管理系統(tǒng)

知識(shí)庫(kù)綜合了目前煤礦各種災(zāi)害的救災(zāi)知識(shí)，并對(duì)其進(jìn)行了科學(xué)的分類、

歸納，按救災(zāi)步驟提供了相應(yīng)的具體的救災(zāi)知識(shí)，知識(shí)庫(kù)具有學(xué)習(xí)的功能，隨

著救災(zāi)理論的不斷完善，可以將更新、更成熟的救災(zāi)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行更新，使之

具有廣泛應(yīng)用、吐故納新，保持最新水平的動(dòng)態(tài)實(shí)用管理功能。

B礦山救護(hù)隊(duì)管理子系統(tǒng)

對(duì)救護(hù)隊(duì)進(jìn)行調(diào)查，將救護(hù)隊(duì)信息進(jìn)行處理，建立管理信息系統(tǒng)，當(dāng)接到

煤礦事故報(bào)告時(shí)，能夠及時(shí)調(diào)用相關(guān)的救護(hù)隊(duì)資源投入事故救護(hù)工作。

。專家數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)

專家數(shù)據(jù)管理是用來(lái)對(duì)專家?guī)爝M(jìn)行維護(hù)，維護(hù)的數(shù)據(jù)包含專家個(gè)人基本信

息、專家的特長(zhǎng)、成就等擴(kuò)展信息，專家信息是專家數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)的基礎(chǔ),

以便在事故救援過(guò)程中及時(shí)得到專家的支持與幫助，提高事故救援的效率，降

低事故的損失，減少事故的傷亡。

a生產(chǎn)管理系統(tǒng)

a生產(chǎn)計(jì)劃編制：計(jì)劃編制是企業(yè)管理的首要職能，企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)歷史教據(jù)、

企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、企業(yè)生產(chǎn)能力和煤炭?jī)?chǔ)備分析等信息，在年初制定全年

的生產(chǎn)計(jì)劃等，并以此分配出季、月、日生產(chǎn)計(jì)劃，隨著時(shí)間的進(jìn)行，

及時(shí)跟蹤計(jì)劃的執(zhí)行情況，調(diào)整計(jì)劃，努力保證計(jì)劃的順利完成。本模

塊用于計(jì)劃的生成和計(jì)劃完成情況的查詢，

0煤質(zhì)管理：包括煤質(zhì)計(jì)劃、煤質(zhì)統(tǒng)計(jì)、煤樣化驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)某時(shí)間段煤質(zhì)報(bào)

表、煤質(zhì)折線圖等內(nèi)容，記錄煤質(zhì)日常檢查。

0生產(chǎn)調(diào)度記錄：生產(chǎn)調(diào)度是企業(yè)生產(chǎn)的指揮中心，它按計(jì)劃安排、協(xié)調(diào)、

維持整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)又及時(shí)將生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息傳給它。

本模塊以文本或錄音的方式存儲(chǔ)調(diào)度指令，可通過(guò)使用消息機(jī)制，當(dāng)一

個(gè)調(diào)度指令創(chuàng)建并發(fā)送后，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)多種方式提示該調(diào)度指令的接收

用戶，以保證調(diào)度指令下達(dá)的及時(shí)性。

0生產(chǎn)班報(bào)記錄：本模塊是生產(chǎn)過(guò)程的全面記錄，以文檔的形式存儲(chǔ)，由

班組長(zhǎng)記錄主要的生產(chǎn)過(guò)程，如下井人員、采掘產(chǎn)量、應(yīng)急處理、工作

層面、事故及救助的過(guò)程。

0設(shè)備檢修管理：基于資產(chǎn)管理中設(shè)備管理模塊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行

預(yù)防性維護(hù)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，提高設(shè)備開(kāi)機(jī)率。包括設(shè)備檢修計(jì)

劃、檢修記錄、備件庫(kù)存管理等。

0員工下井考勤：在井口安裝門(mén)禁系統(tǒng)，礦工下井出井時(shí)都必須進(jìn)行刷卡,

系統(tǒng)記錄下員工的姓名和上下井時(shí)間，即可考核員工的出勤率，也專利

于事故發(fā)生時(shí)確認(rèn)進(jìn)行礦工的實(shí)際情況。

0安全法規(guī)：煤礦的生產(chǎn)安全的重要性不言而喻，礦工必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真的培

訓(xùn)和安全知識(shí)的考核，該模塊搜集國(guó)內(nèi)的煤炭安全監(jiān)察法律和法規(guī)及各

地的安全監(jiān)察條例。本系統(tǒng)中存儲(chǔ)了安全生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)和員工的考核

記錄，考核不合格的不能上崗，并可記錄不定期的抽檢記錄。

0安全用品領(lǐng)?。旱V工用的如安全帽、礦燈、工具等，營(yíng)救用的氧氣瓶等,

以及井下安全信息的采集設(shè)備、傳感器等用品都要登記在冊(cè)，用品的領(lǐng)

取都要記錄在案，包括采集、傳感設(shè)備的安裝位置都有記載。

3煤礦產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)

煤炭產(chǎn)量信息采集是各級(jí)政府部門(mén)包括煤炭管理部、稅務(wù)部門(mén)、國(guó)土資源

管理部門(mén)、統(tǒng)計(jì)部門(mén)和政府決策等部門(mén)一項(xiàng)重要、煩瑣、工作量巨大的工作，

目前大部分采取手工記錄報(bào)告的形式。不能滿足管理部門(mén)對(duì)煤炭產(chǎn)量信息采集

的要求。可以通過(guò)煤礦產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)解決以上問(wèn)題。

監(jiān)控主機(jī)

控制器監(jiān)控中心

礦車運(yùn)輸

tt綜合服務(wù)系統(tǒng)

【二大屏顯示子系統(tǒng)

大屏幕顯示系統(tǒng)是數(shù)字化礦井建設(shè)的重要組成部分，是現(xiàn)代化煤礦形象的

窗口，是煤礦調(diào)度指揮和集中控制不可或缺的手段；大屏幕系統(tǒng)的主要功能是

進(jìn)行煤炭安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的大屏顯示，更加方便地進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。同

時(shí)大屏顯示系統(tǒng)在事故救援過(guò)程中也發(fā)揮著重要的作用，結(jié)合煤礦視頻監(jiān)控系

統(tǒng)和事故救援系統(tǒng)，使領(lǐng)導(dǎo)可以通過(guò)大屏顯示系統(tǒng)，第一時(shí)間了解和掌握事故

現(xiàn)場(chǎng)的情況，方便進(jìn)行救援決策分析，制定相應(yīng)的救援方案，進(jìn)行遠(yuǎn)程的救援

和指揮，為事故救援贏得時(shí)間。

系統(tǒng)效果圖及體系架構(gòu)如下圖所示：

PDP投影曲接墻

......控制線

-------網(wǎng)線

----------RGB線

-------視頻線

2G1S地理信息子系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem簡(jiǎn)稱GIS)是一項(xiàng)以計(jì)

算機(jī)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，系統(tǒng)不僅具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和圖形處理功能，而且具有

完善的圖形輸入、輸出功能。系統(tǒng)可擴(kuò)展性，地圖上的各種地理要素也會(huì)發(fā)生

變化，如救援機(jī)構(gòu)位置的改變、煤礦地理信息的變化等。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是數(shù)字化礦井安全指揮中心的重要組成部分，它主要

是跟蹤可移動(dòng)物體的移動(dòng)位置，完成事故中員工的定位和安全救助，以一和簡(jiǎn)

明直觀的圖形方式顯示員工的移動(dòng)信息數(shù)據(jù)，仿真模擬出礦工的移動(dòng)情況。通

過(guò)此系統(tǒng)可以方便的了解他們的地區(qū)分布信息，方便政府部門(mén)進(jìn)行救援決策分

析。GIS是一種采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、查詢檢索、分析、表達(dá)和應(yīng)用

地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析、處理和挖掘海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。

地理信息系統(tǒng)邏輯示意圖如下:

IT

G】S應(yīng)用

O1S平臺(tái)

.It二

成鼻數(shù)擲麻一]|GIS空間陣]

地理信息系統(tǒng)邏輯圖

3工業(yè)電視監(jiān)控子系統(tǒng)

工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)也是數(shù)字化礦井的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)礦井自動(dòng)