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1、煤电有限责任公司智慧矿山建设规划煤电有限责任公司2012年根据集团公司确立的“全面起步，重点突破” 建设智慧矿山的总体部署。结合本公司的实际情况，特制订山东鑫国煤电有限责任公司智慧矿山建设规划。一、前言由于煤矿井下作业地质条件复杂，环境恶劣，事故时有发生，给煤矿生产造成了重大损失。尤其是对地面地物类和地下地质体对象掌握不清楚，了解不充分，并且对其变化规律没有充分的认识，由此也引发了象通风、防尘、运输、水、供电等系统的配套性不好、连动性不强、反映迟缓，造成避灾措施不利、系统抗灾能力差。根据各学科的特点和发展现状，要想从根本上解决煤矿的安全生产和高效生产问题，除了技术更新和技术改造外，更重要的是建
2、立一个完整的矿山数字化系统，以实现地面地下所有时间空间对象的透明管理，从而使整个矿山从设计、生产到管理都能很好地兼顾工艺的先进性、设备的可靠性和生产的安全性，大幅度地提高抗灾能力和生产效率。（一） 智慧矿山的定义与内涵数字矿山也称智慧矿山，是建立在矿山数字化基础上的能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。其含义如下：1、智慧化基础：指已把矿山的所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息，并保证信息的完整性。2、精准适时采集：所谓精准适时采集就是能够准确的采集到任何地点任何时间所需要的安全、生产
3、和管理等信息，并保证信息的及时整性。3、网络化传输：所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过局域网和广域网进行准时、可靠、安全的传输，必要的数据要保证时钟同步。4、规范化集成：指通过标准的数据格式、开放的通信协议和统一的管理规范所定义的数据仓库实现各种应用中信息的互连互通，确保数据的唯一入口和一致性。5、可视化展现：对于数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术进行表达和展现，实现透明管理。6、自动化操作：对于主要生产执行环节、监听监视环节、时限性强准确度高的环节以及环境恶劣和易疲劳环节实现操作自动化或无人化。7、智能
4、化服务：所谓智能化服务是指一些诸如危险辨识、灾害预警、事故报警、方案设计、计划编制、过程控制、经济分析、调度优化等方面提供智能化工具和综合决策支持，最大限度地降低脑力劳动强度、避免人为决策失误。8、数字化智慧体有2层含义：通过数字化再造使整个矿山具有自我分析能力和决策能力，使矿山的人、机、环境处在高度协调的统一体中运行；通过不断地收集、学习和浓缩相关专家的最新知识，使智慧矿山的神经中枢具有众多专家集体决策的能力。（二） 建设智慧矿山的经济效益和社会效益建设“智慧矿山”的重要意义在于：1、实现安全管理的智慧化，为打造本质安全型矿井提供信息保障一旦建立了包括完整的地质信息、危险源信息和生产信息的4
5、D时空虚拟矿山模型，所有开采设计都能够预先模拟出开采进度的动态结果，包括安全隐患的预先显现，开采结果的预先模拟，可把大多数安全隐患消除在设计阶段和采掘之前。随着采矿生产的不断推进，可以根据各种监测监控系统和检查检测系统返回的动态数据，利用“智慧矿山”系统提供模型库、方法库对岩体变形、瓦斯突出、突水透水等危险等因素进行实时分析，对各种安全隐患进行超前预测预报，对不安全因素提前进行整改，同时对有危险性较大的区域进行重点监控，对无法避免的灾变可以快速启动相应的应急预案进行紧急救援。对必须生产的危险区域，可以启用远控装备和无人化作业。总之，一旦完成了智慧矿山建设，不仅可为井上井下作业人员创造一个安全舒
6、适的工作环境，更重要得是把整个矿山变成了一个透明体，指挥人员只要对着计算机屏幕就可看到井下的一切内容，如果加上虚拟现实设备，就可以随时到达“现场”的任何角落，进行“现场”作业和指挥。因此，智慧矿山的建设使地下的一切内容变成可见得，使一切危险因素变成可知的，使一切操作过程变成可控的，使矿井生产变成本质安全型的。2、实现生产管理的精细化，为打造高产高效矿井提供决策手段在精细的动态三维地质模型基础上，利用数据仓库提供的完整信息和“智慧矿山”系统的智能化工具，包括定额管理、计划管理、物资管理、人力资源管理、设备管理、生产技术管理、经营管理、成本管理和调度管理等系统，实现开采设计的智能化和最优化、矿山生
7、产的信息化和自动化、矿山管理的规范化和科学化，达到生产效率的最高化和生产成本的最低化。由此可见，建立智慧矿山的意义是巨大的，但值得注意的是智慧矿山建设不是一蹴而就的，也不是靠炒概念能建成的，智慧矿山建设不仅要有巨大的资金投入，也同时需要政府的支持，更需要技术力量强大的软硬件厂商和管理理念先进的用户的密切配合。 二、目标智慧矿山建设的总体目标：在矿山数字化基础之上，通过信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务，建设企业管理信息化、生产过程自动化、安全监控数字化、信息管理集约化的信息共享和协作应用平台，从而覆盖集团公司各生产矿井及非煤产业，通过智慧矿山建设实现
8、集团公司信息标准化、信息资源集中化、信息全局可视化，从而不断促进管理制度化、规范化、现代化，促进生产安全高效。数字化基础：把矿山的所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息，并保证信息的完整性。精准适时采集：能够准确的采集到任何地点任何时间所需要的安全、生产和管理等信息，并保证信息的及时性、完整性。网络化传输：所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据通过矿井井上下工业环网进行准时、可靠、安全的传输，必要的数据要保证时钟同步。规范化集成：通过标准的数据格式、开放的通讯协议和统一的管理规范所定义的数据仓库实现各种应用中信息的互连互通，确保数据的唯一入口和一致性。可视化
9、展现：对于数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术进行表达和展现，实现透明管理。自动化操作：对于主要生产执行环节、监听监视环节、时限性强准确度高的环节以及环境恶和易疲劳环节实现操作自动化或无人化。智能化服务：一些诸如危险辨识、灾害预警、事故报警、方案设计、计划编制、过程控制、经济分析、调度优化等方面提供智能化工具和综合决策支持，最大限度地降低脑力劳动强度、避免人为决策失误。数字化智慧体：数字化智慧体有两层含义，其一通过数字化再造使整个矿山具有自我分析能力和决策能力，使矿山的人、机、环境处在高度协调的统一体中运行；其二通过不断地
10、收集、学习和浓缩相关专家的最新知识，使数字矿山的神经中枢具有众多专家集体决策的能力。信息全局可视化：对生产自控层和经营管理层信息的全面集成与数据挖掘，实现信息全局可视。促进管理规范化、现代化：通过智慧矿山建设进一步规范业务流程，提供基于数据仓库与商业智能的战略决策分析，提升整体管理水平，实现管控一体化。促进生产安全高效：以计划为主线。以人力、设备、物资、库存等管理为支撑，以调度为协调，利用设备自动化和智能化，提高生产效率，降低人工干预，促进生产安全、高效。三、公司现状（一）矿井网络现状矿井网络拓扑采用星型结构；核心交换机、边缘交换机分别采用华为9030、5328、3600；干线网络采用光纤传输
11、，分支采用AMP千兆网线传输；核心、边缘交换机分别设置VLAN，把全矿划分为0-11段的上网地址进行隔离，上网；安全方面配备趋势防毒墙；共同组成现有的山东鑫国煤电有限责任公司千兆以太网络。（二）矿井已建立的主要子系统1、六大系统（1）监测监控系统按照煤矿安全监控系统及监测仪器使用管理规定（AQ2009-2007）的要求，于2004年7月安装安全监测监控系统，选用常州天地公司生产的KJ95安全监控系统。2006年12月进行了系统完善联网。2007年5月进行升级改造，选用淄博瑞安特公司生产的KJ76N安全监测监控系统，并通过肥矿集团公司的验收。安全监测监控系统实现了对井下各采掘工作面的瓦斯、一氧化
12、碳浓度、温度、风速等的动态监控，同时还对局部通风机的开停及远动开关，主通风机的负压、开停、风速和主要风门的开关都进行监测监控，为公司安全管理提供决策依据，同时加强系统设备维护，并且定期进行调试、校正、及时升级、拓展系统功能和监控范围，确保设备性能完好，系统灵敏可靠，还健全完善了规章制度和事故应急预案，明确了值班人员的责任，实行监测监控系统中心站24小时值班制度，当系统发出报警、断电、馈电异常信息时，能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施，充分发挥监测监控系统安全避险的预警作用。（2）人员定位系统2008年安装了西安大唐电信有限公司生产的KJ279型人员定位系统，并通过肥矿集团公司的验收。K
13、J279井下人员定位系统利用射频传输和数字编码识别技术，能成功识别煤矿井下人员及动态目标，可以及时反馈井下人员的各种信息，一旦发生事故，可使救治工作以最快的速度有效展开，最大限度地减少灾害损失。系统由主机（即地面中心站）、KJ279-J一般兼矿用本质安全型RS485传输接口、KJ279-FA矿用本质安全型数据监测分站、KJ279-FB矿用本质安全型无线监测分站、KJ279-K矿用本质安全型标识卡、KJ279-Z矿用本质安全型RS485中继器、隔爆兼本安型不间断电源箱、电缆、接线盒、485信号防雷栅、电源防雷栅和其他必要设备组成。井下各个人员出入井口、重点区域出入口、限制区域、巷道分支处等地点设
14、置分站，满足监测携卡人员出入井、出入重点区域、出入限制区域的要求；地面中心站设在调度室，在井口醒目处配置1.5*1.0m LED双色大屏，用来显示井下来的人员信息及安全标语等。在调度室配置60寸液晶显示屏，用来显示井下人员信息。（3）压风自救系统公司设有地面压风机房，机房内有3台活塞式空气压缩机，型号为4L-20/8，排风量为20 m3/min，额定压力为0.8 Mpa，井下采区避灾路线上均按要求敷设了压风管路，并按50米一处设置供气阀门，在各水平、采区和上山巷道最高处均安设了压风管路，并设置了供气阀门，井下主水平压风主管路为6寸管路，水平一翼压风管路为4寸管路，并更换了1000米的4寸管路。
15、我公司按照上级要求按时完成压风自救装置的安设，已购进2台螺杆式压风机，确保满足矿井压风自救的要求。（4）供水施救系统公司在地面设有消防水池，供水水源引自这个专用水池，水池的水源来自井下-210水平的5个钻孔，敷设了4路8寸管路，满足供水要求，消防水池均采取了防冻和防护措施，井下水源与地面供水管网已经形成系统，采区避灾路线上均敷设了供水管路，并按照上级要求在压风自救装置处和供压气阀门处水管路附近安装了供水阀门。水量和水压满足人员避险时的需要，能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。（5）通信联络系统小灵通系统公司于2008年安装使用了中太数据通信（深圳）有限公司生产的小灵通系统，通过了
16、肥矿集团公司的验收。该系统使用中兴ZXPCS-ES3000型交换机，通过MGTSV-16芯光缆连接到井下-70水平中央泵房内的基站控制器。从-70水平中央泵房到3400采区敷设了10对电缆；从-70水平中央泵房到南翼七采区泵房敷设了10对电缆，从-70水平中央泵房到-210底车场敷设20对电缆，从-210底车场到-210水平北大巷敷设10对电缆。井下矿用通信电缆型号：MHYV 1020.8，MHYV 520.8，MHYV 127/0.28。配置KTW-29型小灵通手机80部。全矿井共安装基站控制器2台；其中地面1台，井下1台,地面500mW基站1台,井下防爆基站14台，根据井下信号要求情况分布14台基站安装位置，基本实现主要巷道信号覆盖。小灵通与调度交换机通过4条
