煤矿安全生产IT综合解决方案
煤矿安全生产信息管理系统
目前各煤炭大型集团公司已形成多级管理架构。如何实现跨专业、跨区域的协同运作和管理，公司的煤炭生产、安全管理工作将如何跟进，如何吸收各生产矿井先进的、有效的生产安全管理经验，形成一种可推广、可复制的安全生产管理模式。已成为一个急待研究及解决的课题。以安全生产调度指挥为核心的信息化平台将成为公司提升管控水平、推广复制的有效手段之一，它需要如下几个方面进行规划和建设：
自动化建设规范：为基层单位各矿矿井自动化建设提供规范性的技术指引，在矿级自动化数据集成方面全局型地通盘考虑，节省了部分不必要的开支。
管理业务规范：基层单位生产计划、生产调度、安全管理、技术档案、设备管理、综合统计系统等管理业务系统技术架构五花八门，功能应用水平不一，造成系统数据集成源不统一，数据重复录入，编码格式不统一，人工统计容易出错、信息难于共享等。该系统的建立将实现公司级统一的、可复制的生产管理应用模式。
集中调度：公司调度中心可实时掌握基层单位作业现场安全生产情况、是否存在异动现象、作业现场人员分布情况、是否有带班领导、大型设备运转情况、安全隐患排查处理情况、作业面重点工程进展情况、作业区域是否安全等。
综合业务：集团公司对于全局生产情况综合性地把握分析统计，同时对作业安全有综合调度指挥能力，需要有区域安全区域评估、应急预案救灾指挥系统、安全生产报警防范及联动系统、生产效能分析等调度辅助系统支撑。
系统结构
(1) 第一层为基层单位现场自动化监控、生产/安全业务管理系统，提供现场实时作业工矿参数。
(2) 第二层为公司生产综合调度指挥管理平台，主要负责以下几个方面工作：
- 按统一的数据接口采集信息，实现基层单位各类安全、生产、经营数据在公司总部的有机集成。
- 建设生产调度指挥数据中心，包括监控数据中心、空间数据中心、安全/生产业务数据中心，分别用来储存安全、生产过程监控数据、各类矿图资料、隐患和生产调度数据，通过分类储存管理，建立数据共享机制，减少企业信息孤岛，为生产调度指挥提供参考信息，并为以后深层次的数据挖掘及专业决策系统的开发做准备。
- 实现信息综合应用，通过融合多种检测、自控技术应用，将安全监测信息系统、人员定位数据、生产过程监控系统、安全/生产业务管理系统(生产调度、矿图管理等)集成到统一调度指挥平台，实现对基层单位生产现场全方位信息的实时监视与集中调度，构建高效、灵活的生产指挥“神经系统”；调度指挥管理平台数据和经营业务管理系统数据根据需求按照统一的数据编码标准进行交互，为日常管理提供决策依据。
- 数据展现通过模拟示意图、三维图形方式、二维图形方式、数据报表方式三种方式进行展现，其中首页和各类矿图、生产计划对比图采用二维GIS方式展现，每个单位的安全生产总画面及设备运行状态图采用二维模拟示意图进行展现，安全、生产统计信息以数据报表形式展现。三维图形展示主要用于矿井虚拟现实。
(3) 第三层为公司企业信息集成平台,主要负责以下三方面工作：
- 汇集各个基层企业、各项业务的综合信息并进行集中展示分析，根据需要从调度指挥管理平台和经营业务管理系统提取数据，为企业决策层领导提供统一的信息窗口。
- 实现企业级各部门之间的协同工作。
- 实现与外部得电子信息交互。
系统功能
- 综合自动化数据集成：实现对公司下属各基层单位生产过程中所涉局的安全监控系统、人员定位、主副井提升、井下地面皮带运输、通风压风机监测系统、井下地面电力监测系统、给排水监测等系统的数据集成，并以图形方式进行数据的综合性展示，形成全局/各矿安全生产指挥系统图、各生产专业子系统图，达到在“生产调度中心”对基层单位作业现场远程监视、集中调度的目标，并对各矿井综合自动化建设提供技术规范。
- 调度室标准化建设：实现调度主要日常调度业务与报表分析统计系统，建设一套标准化软件系统，为基层单位调度室质量标准化做出一定的规范指引。
- 安全隐患量化管理：实现各矿安全隐患系统联网，将各种安全信息（隐患信息、点检信息、三违信息等信息）全程闭环控制处理并对信息综合查询分析。
- 计划统计分析：自上而下梳理分析公司各层面计划管理业务，确立覆盖集团公司主要业务的计划体系，界定管理层与执行层组织职能，规范计划编制、执行控制、报告分析等相关业务；同时实现统计报表填报的规范化、自动化、流程化管理；实现统一的基础数据录入、统计报表自动生成，同时自动产生台账、网上发布信息；提供多种方式查询统计汇总功能，并实现部分计划与统计关系分析，提供部分决策依据。
- 系统总体集成与综合应用：将涉及安全生产调度指挥管理的信息集成到统一调度指挥平台，实现生产指标分析、生产趋势图、井下作业异常分析、领导带班统计分析、区域环境评估、在线设备管理、预警/故障管理、多系统联动、调度指挥与应急救灾指挥系统、WEBGIS展示等数据挖掘与增值模块，深度切入集团公司、矿调日常业务管理模式。
- 企业门户：实现统一用户、资源、权限管理中心，实现各项子系统综合性数据采集，进行个性化服务展示，提供报表、图表等分析决策页面。
煤矿IP多媒体调度系统
21世纪以来，我国煤炭行业进入了难得的历史发展机遇期，能源的市场化对煤炭行业的发展注入了新的活力。但随着生产规模的逐步增加，各种安全问题随之而来，国家所提倡建设的“数字化矿井”就是希望通过应用高科技监测、监控、通讯等手段提升煤矿安全生产的水平和管理效率。
目前煤炭行业使用的指挥调度系统仍以数字程控交换技术为主，此方式受制于线路，缺乏灵活性，由于线路故障极易造成调度失效；此外，其受制于底层传输网络，数据、语音、视频的融合应用无法实现。随着通信技术的发展及IP 网络向世界各个角落的延伸，IP 通信技术已经成为通信技术的主流，IP 网络作为基础的通信架构也必然成为未来的发展方向。
因此，在国内大多数煤矿“数字化矿井”的建设中，几乎全部采用IP传输技术作为数字化平台，并逐步实现在IP网络上部署瓦斯监控、皮带监控、泵房监控、电网安全监控、工业视频监控、环境监测监控、现场PLC控制等系统，以及图像和数据在IP网上的传输及管理。但一直以来，受技术发展和煤安特殊应用的制约，语音通讯、指挥调度及应急救助一直未能实现IP化，特别是未能将最先进的语音、视频及调度技术及设备应用于煤矿安全生产中。
我司提供的煤炭行业IP多媒体调度系统就是以煤矿“数字化矿井”整体建设构架为指导原则，完整意义上的实现煤矿安全生产的井上井下集有线和无线通讯于一体，日常生产指挥调度和应急救援通讯于一体，用户信息状态显示和位置信息显示于一体，语音和视频信息于一体，矿井综合自动化测控系统和智能通讯系统联动报警于一体的综合解决方案。
煤矿IP多媒体调度系统结构图
矿井人员定位跟踪系统
井下人员定位跟踪系统是由地面监控中心的控制主机，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光缆，实时地对井下安装的无线读卡器进行数据信息采集，而无线读卡器会自动采集有效识别距离内的标识卡的信息，并即时通过传输网络将相关数据传送至地面的控制主机。数据信息经分析处理后，将井下人员（或机车等移动目标）动态分布数据在显示屏上实时显示，从而实现井下人员安全状态远程监控和管理。
矿井机车定位跟踪系统
井下机车运输监控系统是用于恶劣环境的集散式工业控制系统，系统以三级或二级计算机网络为核心，在地面主控室对井下大巷的矿车运输实现监控和自动调度。能实时显示井下大巷各列车位置，车号及信号灯，道岔状态和区段占用情况，指挥列车安全运行。系统能随时反映每段设备和传感器的工作状态，故障自动诊断，报警，自动记录运行过程数据，能生成生产管理报表和列车运行循环图。整个系统无动触点，采用电隔离，可靠性高，人机界面友好，操作方便。
矿井安全生产监测监控系统
本系统是针对煤矿企业推出的煤矿综合监控系统，本系统充分借鉴国内各类煤矿监控系统的优点，具有投资小、系统配置灵活、合理，软件功能丰富，操作使用方便等优点，是煤矿企业保证安全生产、提高管理水平、增加企业效益的最佳选择。同时，本系统具有良好的扩展性，随着企业规模的扩大，系统可以方便地升级扩展，保护先期投资。
该系统由地面监测主机、传输接口、井下分站、本安电源及各种传感器组成。本系统通过接入各种传感器，能连续地监测和记录整个矿井的环境、生产工况等参数，并能实现如瓦斯超限报警、断电等自动报警控制功能。同时，地面监控主机屏幕上可以显示出不同的曲线、图形和表格等，具有数据存贮超限报警、输出控制、打印各种报表、曲线和图形等多种功能。
矿井泵房无人值守系统
矿井排水系统承担着排出井下部分涌水的重要任务，是保证矿井安全生产的关键环节。排水系统中各种设备能否安全、可靠、有效的运行，关系到整个矿井的生产与安全。而传统的矿井排水系统普遍使用人工手动控制，存在能耗大、效率低、生产成本高的缺点。我司提供的矿井泵房无人值守系统结合了先进的计算机和自动化控制技术，可以改善传统控制方式存在的缺点，较好满足煤矿行业中对于井下排水系统的实际需求。该系统可以完全实现矿井排水自动化控制和地面远程监控，能够有效地提高水泵的实际利用率，减少看护人员，延长水泵电机使用寿命，减少事故停机时间，提高排水能力。从而，大大提高井下作业的安全生产系数，并降低生产成本。
矿井胶带运输机集中控制系统
胶带运输机是煤矿的主要生产设备之一, 特别是大型现代化煤矿, 皮带运输机广泛应用在井下工作面、运输巷、装车站、地面煤楼等各个生产环节，它能否安全高效地运行，直接决定着矿井机电设备的开机率和产量，而老式的胶带传输方式，采用继电控制，每条胶带可以独立控制开停，系统分散控制的灵活性差，且各皮带的配置差异较大，同时用人工操作，运行效率低，且易引起操作失误，造成设备损坏，甚至人员伤亡，给矿山带来重大损失。因此，实现胶带运输机的集中智能控制就显得尤为重要。
胶带运输机集中控制系统由地面控制主机、网络设备、可编程PLC控制器、传感器和驱动设备等核心部件组成。该系统为实时监控网络结构，具备完善的生产监控管理功能，对胶带运输主要环节及相关辅助环节的生产过程进行实时数据采集、传输、处理、显示、记录打印，对胶带运输系统进行远程集中监控，同时配合工业电视系统进行安全图像监视，以确保人员及设备的安全，并通过调度电话系统对现场人员进行调度并快速检查、处理现场故障信息。
矿井风机在线监控系统
矿井通风机既是保证井下有新鲜空气、向井下送风的唯一设备又是高耗能机电设备，承担保障矿井安全生产的重任。由于风机工作要求的电流过大，电压过高，工作环境比较恶劣，因而风机事故率较高，在这种情况下对其进行在线实时监测和控制，来保障风机正常运行有着重要意义。
矿井通风机在线监控系统由取压装置、风机性能监测有关的传感器（或变送器）、开停状态传感器、数据传输及控制装置、通风机电量监测装置、通风机性能监测装置、振动传感器、操作台、监控计算机、UPS电源、打印机等部分组成。该系统能够连续在线监测矿井通风机风量、负压、轴承温度、绕组温度、电流、电压、功率、功率因数、振动、矿井风排甲烷浓度、一氧化碳等参数以及风硐风门、风机开停等运行状态，提供高效、稳定、可靠、实时性强的数据采集、存储、管理、分析等功能，为用户提供了丰富的图表、统计、打印信息，及时了解风机运行状况，为煤矿的安全生产提供保障。
煤矿电力监控系统
随着煤矿机械化和自动化程度的不断提高，为保证各个生产环节的正常运行，对安全供电的依赖性明显增强；此外，由于煤矿井下供电设备的故障，给煤矿的安全生产也带来了极大的安全隐患。因此，煤矿供配电系统运行的可靠性和合理性就显得十分重要。尽管近年来煤矿供电管理部门在改进井下配电装备、应用新技术成果的同时，不断强化人员素质的管理，使煤矿井下供电系统的可靠性得到了提高，但由于人为因素造成的供电事故时有发生，影响了煤矿的安全生产。另外，供电部门每天用于值班和线路维护的工作人员较多，劳动生产率较低。因而，对井下供电系统实施微机保护和监控以及实现变电所无人值守就显得十分迫切。随着井下无人值守变电所推广面的扩大，由于井下供电网络结构复杂，采区变电所和工作面配电点供电服务对象主要是采煤、掘进、运输以及排水等主要生产环节，供电负荷种类繁多、区域分布广、负荷工作场所地质条件复杂，且存在着瓦斯、煤尘、水等有害介质，影响供电系统运行的不确定因素也较多，有可能存在安全隐患，所以安全可靠、技术先进、功能更为完善的煤矿安全供电系统是非常必要的。我司提供的煤矿电力监控系统是针对煤矿供配电系统的特点,采用地面电力自动化系统的新技术、嵌入式技术、分布式网络等技术开发的新一代煤矿电力监控系统,可对煤矿地面和井下10kV及以下供电系统实施一体化的实时监控,实现矿井变电所的无人值守。
本系统采用工业以太网加现场总线的控制网络结构模式，以太环网到各变电所为主干信道，通过网络交换机将变电所的开关数据接入主传输系统。在变电所内安装电力监控主站或变电站综合自动化系统, 采用现场总线RS485 或CAN 方式采集变电所开关设备的运行参数和状态，实现就地集中数据监测和设备控制功能。电力监控主站对采集到的信息进行处理，并将处理结果集中上传到系统监控主机。系统后台以网络方式将数据传输到全矿井综合自动化平台,实现数据共享和网络发布功能。
车辆定位管理系统
车辆定位业务是利用GSM/WCDMA或者CDMA2000分组数据网络及GPS卫星定位技术，并且结合GIS电子地图，为客户建立一个专用的GPS综合信息管理系统，提供远程车辆定位监控和综合调度管理服务。
该系统主要由GSP车载终端和中心业务平台两部分组成，具体介绍如下：
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