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1、第一章 总体概述第一节 矿井概况一、矿井概况禾草沟井田整合区位于陕西省延安市子长县城西南18km（直距）处。行政隶属子长县余家坪乡、寺湾乡及延安市宝塔区蟠龙镇所辖。井田南距延安75Km，北距榆林市226km。二、矿井主要技术参数：1、设计生产能力矿井建设规模4.0Mt/a，全矿井设计服务年限为30.3a。2、井田开拓井田采用斜井开拓方式。矿井初期形成三条井筒，主、副、一号回风斜井的井口集中布置在工业场地内。3、采煤方法、采煤工艺和装备根据本矿井煤层赋存具体条件，本矿井采用一次采全高长壁综采采煤法。本矿井采用下行开采顺序，生产能力4.0Mt/a，根据本矿井地质条件和生产规模，本矿井初期开采5号煤
2、层，矿井初期在5号煤501盘区装备2个国产长壁综采工作面、4个综掘工作面达到4.0Mt/a生产能力。4、通风系统本矿井为低瓦斯矿井，矿井资源整合后初期采用中央并列式通风方式，抽出式通风方法进行通风，由主、副斜井进风，一号回风斜井出风。5、井下运输系统主运输采用带式输送机,井下辅助运输采用无轨胶轮车。6、排水系统矿井排水系统由井下主排水泵房和主水仓组成。井下主排水泵房及主水仓位于副斜井井底附近。主排水设备选用3台MD450-604型矿用耐磨多级离心式水泵，每台水泵选配YB560M1-4型隔爆电动机1台，功率500kW，电压10kV，同步转速1500r/min，效率95%。井下主排水泵房采用3台水
3、泵2趟管路排水系统，矿井正常涌水量1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时2台同时工作。排水管路选用3258无缝钢管，矿井正常涌水量时1趟工作，1趟备用;最大涌水量时2趟同时工作。7、压缩空气系统及制氮设备在工业场地主斜井井口附近建空气压缩机站一座，利用原有1台LGFD-22/8D型双螺杆固定式空气压缩机，同时另新配置3台LG-27/8G型螺杆式空气压缩机，共4台空气压缩机；其中新增加的3台工作，矿井原有的1台备用。制氮设备选用井下移动式碳分子筛变压吸附制氮设备。8、地面生产系统禾草沟选煤厂是禾草沟矿井配套的矿井型选煤厂。选煤厂规模为4.0Mt/a。厂址与禾草沟矿井同处一个工业广场。本厂原煤
4、入洗上限为50mm，下限为0mm。50mm0.5mm混煤分选方式为不脱泥无压三产品重介旋流器分选工艺。0.5mm煤泥分选方法为浮选机。9、地面运输矿井煤炭初期采用公路运输，后期根据外运情况及时修建铁路专用线。10、供电在本矿井工业场地内建一座35/10kV变电所，其二回35kV电源均引自羊马河110kV变电站35kV不同母线段。正常运行时，两回线路一回运行，一回热备用。第二节 设计原则及依据一、设计原则1、先进性、成熟性和实用性使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展（包括设备和技术两方面内容）。2
5、、安全性、可靠性把安全放在第一位，建立高效稳定的系统，能提供全年365天，一天24小时的不停顿运作。对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下恶劣的客观环境，以确保系统稳定。3、易操作性先进且易于使用的图形人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。4、高效率性注重各子系统的信息共享，提高整个系统高效率的传输与运行能力。5、实时性设备和终端必须反应快速，充分配合实时性的需求。6、完整性提供与各种外界系统的通信功能，确保信息的完整性并充分利用在整体系统的运作上。7、可查询性提供易于使用的数据库功能，让使用者能随时
6、查询信息及制作所需的报表。8、互联性和可扩展性把矿井各子系统有机结合起来，满足信息层结构中各层之间信息沟通，增加各子系统之间的互联性和可扩展性，充分考虑将来需求的成长空间，所提供的系统平台与技术应充分配合未来功能及扩充项目的需求，以避免将来重复的投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。二、设计依据本项目的设计、制造、实施均执行最新版国家标准（GB）和行业标准。n 煤矿安全规程2007版n 煤炭工业矿井设计规范n 煤炭洗选工程设计规范n 通用用电设备配电设计规范n 电子计算机房设计规范n 建筑物防雷设计规范n 煤矿安全生产监控系统
7、通用技术条件n 煤矿安全监控系统使用与管理规范n 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求；n 爆炸性环境用防爆电气设备 防爆型电气设备；n 爆炸性环境用防爆电气设备 本质安全型电路和电气设备；n 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品 通用技术条件；n 煤矿监控系统总体设计规范；n 煤矿监控系统中心站软件开发规范；n 煤矿监控系统性能测试方法；n 矿井防灭火规范；n 矿井通风及安全装备标准；n 矿井通风安全监测装置使用管理规范。n 煤炭工业给排水设计规范n 火灾自动报警系统n 煤矿井下采掘作业地点气象条件卫生标准n 矿山安全条例n 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范n 爆炸危险场所安全规定n 邮电部网管
8、系统技术规范n 中国国内电话网No.7信号方式技术规范（暂行规定）及补充规范n 国内No.7信令方式技术规范综合数字网用户部分（ISUP）暂行规定n CSTA 179/180协议n 软件开发规范n 计算机软件可靠性和维护性管理n 计算机软件质量保证计划规范n 中华人民共和国公共安全行业标准n 建筑电气设计规范n 电气装置安装工程施工及验收规范n 信息技术设备包括电气设备的安全规范n 安全技术防范规范工程程序技术规范n 煤矿安全装备基本要求n 国际标准化组织（ISO）n 国际电工委员会（IEC）其它国家、地区相关规定等。第三节 工程范围矿井综合自动化系统工程范围包括：1、矿井信息化系统网络平台2
9、、矿井综合自动化系统网络平台（含监控软件平台）；3、生产自动化子系统；4、工业电视监控系统；5、大屏幕显示系统；6、安全监测监控系统；7、矿压监测系统；8、束管监测系统；9、人员定位安全管理系统；10、矿井通信系统；11、胶轮车运输监控系统；12、井下安全广播系统；13、生产调度指挥中心机房建设。本工程包括上述各系统软硬件及其传输线缆等设计、采购、施工、安装、调试等。第四节 矿井综合信息化系统概述为满足矿井安全生产的需要，提高矿井管理和控制水平，矿井需要建立生产自动化系统、安全监测监控系统、束管监测系统、人员定位管理系统等各子系统，以完成对矿井环境、设备和人员有效监测与控制，同时通过建立辅助调
10、度系统(包括生产调度通信系统、工业电视监控系统及大屏显示系统等各子系统)实现矿井生产实时监测与调度。从理论上讲，建立以上各个子系统后，基本上可以满足矿井安全生产的要求。但是，由于以上各个系统之间是相对独立的，相互间数据不能共享，不能深度挖掘各子系统数据的潜在意义，不能整合、统计和分析各子系统的有效数据，也就是说通过以上系统的构架在一定层面上还远远不能满足现代化矿井的建设目标，不能满足矿井的有效管理，包括对矿井设备管理和一定成本核算管理等。那么如何去解决这个问题?需要怎样的系统构架才能很好的实现矿井数字化。矿井综合信息化系统又称为CIMAS(Computer Integrated Coal Mi
11、ne Automation System)，利用现代控制技术、现代计算机技术、现代网络技术、现代通讯技术和现代图形显示技术，将煤矿工业的过程控制与企业管理有机地结合的多级分布式计算机网络。通过计算机网络把煤炭企业的管理、计划、决策和煤炭销售、设备购置及底层设备控制、设备维护等信息结合起来，实现了管控一体化，消除传统煤炭工业生产、管理、控制中的信息孤岛。充分利用资源、减少浪费、降低生产成本，提高煤炭企业的全员效益，在最大程度上创造高利润。矿井综合信息化系统采用三层体系结构：基础自动化层、数据处理层和管理层。见下图。基础自动化层：即矿井各监控及自动化子系统，通过传感器技术、现场总线技术、工业以太网
12、技术、计算机技术、工业组态技术以及数据库技术等，实现各生产系统、辅助生产系统、安全监测系统等的实时监测监控及数据采集、上传。数据处理层：矿井自动化实时数据通过PLC采集现场数据，再从组态软件从各PLC控制器采集数据并形成组态监测控制画面。企业管理信息平台通过数据挖掘过滤有效生产实时数据存储到业关系型数据库中，为数据决策分析提供分析基础。 管理层：对控制层提供的安全、生产信息做进一步的分析和整理，为矿井安全、生产管理与经营决策提供支持，并与矿井计算机管理系统进行信息交换，实现矿井管控一体化的建设目标。建立一个快速、安全、运行可靠的矿井综合自动化系统网络，采用工业以太网技术，为控制层和管理层的大量
13、信息流动提供传输通道的支撑。第五节 工程目标根据管控一体化思想，结合工业自动化技术、信息化技术、嵌入式技术、网络技术和通讯技术等一系列现代化手段，同时通过对矿井生产安全、井巷工程等信息的广泛利用和深度开发，搭建禾草沟矿井综合自动化系统网络平台。解决所有子系统传输物理通道和接入问题；对所要求子系统进行数据采集、处理、存储、发布，完成一个信息集中管控/网络发布平台，实现生产、管理等环节的信息交流和资源共享，实现文字、数据、语言、视频、图像、图形等多媒体的传输和处理，达到自动监控、监测和检测生产过程，实现高层决策、管理和生产过程无缝连接，全面提升矿井自动化水平，并最终实现建立高产、高效的数字化矿井的
14、目的。建设目标： 综合自动化系统由地面集控中心、地面工业以太环网、井下工业以太环网和设备控制层组成。系统建成后，可实现矿井主要生产环节（如：原煤生产、运输、提升、供电、通风、压风、排水、选煤厂等）的远程集中监控。 在实现对矿井主要生产环节集中监控的同时，建设一套包括：工业电视监控系统、大屏幕显示系统、安全监测监控系统、人员定位管理系统、通信系统等在内的煤矿生产经营综合自动化管理平台，实现整个矿井的生产信息、管理信息的集成化管理，最终实现建立高产、高效的数字化矿井的目标。第二章 矿井信息化系统网络平台第一节 网络总体设计禾草沟煤矿是一个新型的现代化矿井，将设计并部署完整的煤矿企业信息化管理网络平
15、台，为未来煤矿产品的销售信息、物资采购信息和库存信息、财务管理信息、生产调度信息、安全管理信息、企业接入Internet上网业务为核心的企业计算机管理信息化系统提供硬件传输平台。从应用上来看，禾草沟煤矿企业信息化管理网络将主要承载的是企业内部办公业务管理信息，随着企业信息化管理水平的不断提高，办公应用的逐步丰富，还将包括在网络平台上传输视频会议、VOIP等视频、语音多媒体业务数据。信息化管理网络的主要需求有： 性能需求：网络结构采用技术成熟的星型以太网交换结构，满足用户数据传输的带宽要求。网络的骨干采用千兆光纤（1000Mbps）互联，接入层使用百兆（100Mbps）带宽到桌面的高性能网络； 应用需求：建立可满足多种应用的高质量信息网络，其应用除包括日常办公、安全、生产、经营外，还担任着矿区内外信息交流等业务。同时还要满足矿井行政、调度电话及计算机管理、监控、Internet上网等语音、数据、图像数据的接入和传输； 网络管理需求：建成的网络要求可进行集中式、可视化图
