宁夏枣泉煤矿初步设计 第十一章 信息及自动化第十一章 信息及自动化 第一节 矿井综合信息化管理系统一、一般要求枣泉煤矿为设计能力为5.0Mt/a的特大型现代化矿井根据矿井设计能力、开采技术条件、机械化装备水平等因素和《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》等的要求，本煤矿的矿井自动化系统、安全监测监控监视系统、计算机网络系统、通信系统及有线电视系统的装备标准较高，为了整合上述各系统设备，本矿井设计配备了一套全矿井综合信息化管理系统矿井综合信息化管理系统，按照“高质量，高效率，高标准”目标，并兼顾集团公司信息网络建设总体规划的原则，进行系统网络规划该系统应用计算机技术、通信技术、网络传输及工业控制技术，对矿井各类资源和信息系统进行集成、控制和管理，实现矿井内外资源、信息共享和有效利用系统以安全性、可靠性、开放性为设计指导思想将现代成熟、先进的自动化技术引进煤矿生产中，并参考国内的成功经验，根据“管控一体化”思想，运用现代控制技术及网络技术，选用先进的工业控制产品，构建起高度集成的现代化全方位网络体系。
系统实现了数据采集离散化，设备控制分布式、智能化，调度操作集中化，生产管理信息化，实现了从生产第一线、调度、管理科室和领导办公室的层层联网及信息共享为实现预期的矿井建设目标，打下良好基础通过该网络系统，相关人员能及时了解安全及生产情况，根据趋势图表，提高运行管理、预警分析和设备维护水平，降低运行管理成本，减轻工作人员的劳动强度，实现矿井安全生产、高产高效二、系统结构和系统组成枣泉煤矿综合信息化管理系统的结构如图11-1-1从图中可以看出，枣泉煤矿综合信息化管理系统，由五个单元构成1、生产调度指挥中心：实现生产、运销调度、安全监测和调度通信等的集控管理和信息发布2、安全管理信息系统：实现矿井瓦斯监测、防灭火信息监测和矿井工业电视监视，同时完成安全设施管理以及生产安全信息管理3、自动化监测控制系统：实现矿井井下工作面、井上下煤流、地面生产和辅助生产系统的实时监测控制和变电所综合自动化系统以及主井带式输送机、副井提升机、主扇通风机、制氮(空压)站等的监测监控4、经营管理系统：主要功能为企业管理信息系统(MIS)，实现矿井办公自动化、事务管理、经营管理、技术管理和能源管理等5、矿井通信系统：实现矿井行政通信、调度通信、视频会议、应急通信、井下漏泄通信、电力调度通信、有线电视以及与集团公司的通信和信息联络。
三、系统主要设备枣泉煤矿综合信息化管理系统，由调度中心主机设备、数据库服务器、浏览工作站及信息显示(发布)系统、网络结构、传输线路以及综合信息化管理系统的5个单元等组成一)主机设备本设计充分发挥安全监测监控系统的的组网优势，把矿井综合自动化调度网络纳入到安全监测监控系统之中，使之共用本矿井安全监测监控系统中心站设备，即设计配备的KJ4-2000型煤矿安全生产、生产调度及综合信息管理系统二)数据库服务器为便于数据管理，在调度中心主控室里设置生产(数据库)服务器，采用ORACLE数据库，WINDOWS NT操作系统该数据库服务器，与矿井安全监测监控系统服务器和企业MIS-Web服务器(煤矿计算机局域网服务器)之间，均通过TCP/IP协议互联三)浏览工作站及信息显示系统利用矿井安全监测监控系统的网络终端设备、工业电视系统中的投影幕和，作为系统的浏览工作站在工作人员主要出入地点，设置信息显示系统，发布信息1、网络终端设备：在矿长室、(通风安全)副矿长室、总工室、调度室、通风科等处设有P4工作站，直接与调度网络连接，通过调度网络，主管领导及相关部门人员，能观察到本矿井安全及生产情况2、投影幕：在工业电视系统中，电视墙中部设置有120英寸硬质投影幕，直接与调度网络连接，通过调度网络，参加生产调度会议人员，能了解到本矿井安全及生产情况。
3、信息显示系统：采用计算机控制计算机控制LED点阵和DLP显示屏，通过矿局域网，与调度网络连接调度室显示屏、办公楼门厅等处，采用DLP显示屏，用来发布文字及安全生产统计图表信息副井口、副井通道、食堂门厅等处，安装LED显示屏，主要显示文字信息此外,通过企业内部互联网层，企业内部网上的办公计算机通过企业管理网络，可作为矿井综合信息化管理系统的微机浏览站远程设备，基于Internet，通过防火墙等网关设备，可以浏览、诊断矿井综合信息化管理系统及其自动化控制系统设备四)网络结构及传输线路为加强矿井调度网络管理，保障网络安全，在调度中心设置网关设备矿井综合信息化管理系统网络，采用三层结构：1、信息层：采用基于工业以态网，用于全矿井的数据采集、信息集中处理和数据管理2、自动控制层：采用带以态网通讯接口的操作站和PLC控制的两级结构3、设备层：用于底层设备的低成本、高效率信息集成信息层的网络线路，根据距离采用矿用光缆或双绞铜缆连接自动控制层和设备层，根据具体情况，采用控制电缆或通信电缆连接第二节 矿井安全管理信息系统枣泉煤矿属低瓦斯矿井，煤层属易自燃发火煤层，煤尘具有爆炸危险性矿井装备煤矿安全监控设备是保障矿井安全生产的主要措施之一，本设计根据《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》、《矿井防灭火规范》、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》和煤矿条件，确定该煤矿的安全监测监控、监视设备和防灭火信息监测，同时完成安全设施管理以及生产安全信息管理。
一、安全监测监控系统设置要求为了安全生产、高产高效、提高煤矿自动化水平，充分发挥安全监测监控系统的作用根据现行《煤矿安全规程》、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》，结合该矿井的建设规模，安全监测及生产监控合并1、环境监测：主要监测井下各种有害气体及工作的作业条件，如：高、低浓度甲烷(瓦斯)气体、一氧化碳、风速、温度、压力、负压、粉尘、烟雾等2、生产监控：监控井上下主要生产环节的各种生产参数和主要设备的运行状态参数如地面主变电所、井下中央变电所的电量、提升机、主扇通风机、局扇、皮带、转载机、配电开关和磁力启动器等的运行状态和参数3、矿井安全监测监控中心设置在矿调度中心内矿井安全方面的测点按《煤矿安全规程》、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》的相关要求进行配备；生产方面的测点按矿井生产管理惯例和监测监控系统的产品技术说明书及相关设备资料进行配备二、安全监测监控系统选择经过多年来的技术发展，煤矿安全监测监控系统技术已经较为成熟，一些基础设施已达到国际先进水平目前，生产煤矿采用的安全监测监控系统的两种结构形式：a、干线式：这种结构由地面中心站向井下引出一条公共干线传感器都直接接入该公共干线。
该系统结构简单，传输速度高，系统扩展灵活，节约传感器电缆，但需采用价格较高的智能传感器，造价偏高KJ31(森透里昂)等系统就属于该类型b、塔式：这种结构由地面中心站、若干井上下分站组成，传感器都经过分站通过信号转换后送至地面中心站该系统传输速率相对较低，传感器电缆多，但采用价格较低的模拟量传感器，其系统投资较低，且传感器维护简单，典型的系统产品有有KJ4、KJ25、KJ95等本着系统安全可靠、灵活实用、便于维护、节约投资的原则，根据该矿井的规模和井下开拓方式，确定采用后者（塔式）的系统结构型式在设备选择上，选择技术先进，并经实践证明使用效果较好的监测监控系统，系统设备必须符合煤矿井下环境的使用条件，井下设备必须符合《煤矿安全规程》的有关规定，具有防爆、防潮能力；以保证设备本身的使用安全和可靠工作经过比选，本设计选用KJ4-2000型监测监控系统，该系统采用标准数据库存储数据，以文字、图形、报表、语音等多种形式显示数据方式数据存储分为实时数据和趋势数据，实时数据能精确反映瓦斯、风速、负压、一氧化碳等模拟量的实时测量值，趋势数据反映模拟量统计值，如报警及解除报警时间及状态，断电/复电时间和状态，断电/复电逻辑关系不符报警时间及状态，设备/开停时间及状态。
系统具备三种控制功能，监控分站可实现本地控制、异地程序断电/复电控制及中心站紧急手动断电/复电控制中心站与分站、分站与传感器之间具有良好的隔离性能，系统具有较强的抗干扰能力地面中心站设在办公楼内，在副斜井提升机房、通风机房、井下中央变电所、采煤工作面、掘进工作面等处设有分站在采煤工作面、掘进工作面设有瓦斯断电仪掘进工作面配备了瓦斯风电闭锁装置依照矿井的灾害种类及灾害程度，本系统对瓦斯、一氧化碳、温度、风速、粉尘、烟雾、风筒、风门、主要设备的开停等参数进行监测监控同时，在井下两个采煤工作面，设置GC-85火灾预报束管监测系统，用于煤矿气体成分监测，预报煤层自然发火，一旦发现有关指标超过或达到临界值等异常变化时立即发出预报火灾预报束管监测系统作为安全监测监控的一个子系统，纳入全矿井安全监测监控系统为了保证监控系统高效可靠地运行，还配备了相应的维修仪表三、工业电视监视系统矿井安全监视系统，选用KJ32型矿用光纤工业电视系统，系统具备低照度摄像和光纤传输两项技术，视频带宽10MHz（S/N≥60dB）, 不受电磁干扰, 传输两端完全绝缘, 高清晰度、长距离视频传输解决了煤矿工业电视系统环境照度低、传输距离远，须防爆等问题。
在井下副井井底、工作面采煤机、转载皮带、运输皮带等部分采用矿用本安型光纤摄像仪，该摄像仪以光信号直接输出，经光缆把视频图象无中继传输到调度室在地面主井驱动机房、副井井口房部分采用一体化带夜摄功能的彩色摄像机，装车处采用矿用本安型光纤摄像仪调度室部分设计了16台29英寸纯平彩电及一台120英寸投影幕组合而成的电视墙从井下传送来的光信号经视频光接收机将光信号变成电信号，和地面上各监测点送来的信号一起传至视频矩阵切换器彩色电视机用于工业电视信号的24小时显示，投影机主要用于计算机信号显示，兼顾工业电视信号的分割、放大等显示四、防灭火信息监测根据矿井的灾害程度，本矿井井下设有煤自燃发火色谱监测系统系统选用GC-85型矿井火灾多参数色谱监测系统系统由自动取样器、专用色谱分析仪、色谱数据处理工作站以及束管采样单元组成其中，自动取样器具有12路束管接口，数据处理工作站可控制自动取样器，循环采集各路束管的气样进行分析同时，还留有手动进样口，可以分析人工采集的任何地点的气样该系统应用气相色谱技术，对煤层在自燃升温过程中产生的各种气体进行分析，监测煤层自燃过程该系统可直接与井下束管连接，从井下12个监测点巡回自动取样分析，早期预报煤炭自燃发火，一旦发现有关指标超过或达到临界值等异常变化时立即发出预报。
此外，应加强地面仓储煤以及落地煤防灭火管理和矿井其他重点防火部位的防灭火管理，其信息应及时输入矿井综合信息化网络五、安全设施管理以及生产安全信息管理为保证矿井安全生产，安全设施管理以及生产安全信息管理，应及时输入矿井综合信息化网络安全设施管理包括自动防跑车装置、安全门、挡车器、风门、风电、瓦斯电闭锁装置、电气安全防护设施等生产安全信息管理要完成以下方面的管理：(1)入井人员安全信息管理静态：人员健康档案管理和入井出勤计划等管理动态：入井人员实检统计考勤管理、入井人员井下分布管理和井下人员健康状态等管理2)生产安全隐患管理采、掘、机、运、通等安全隐患汇报统计、计划安排、整改处理管理3)设备运行性能安全管理第三节 矿井自动化监测控制系统矿井自动化监测控制系统，能。