河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案

河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案内容摘要：

为直流电机拖动，电控系统为中国矿业大学 ASCS3 型控制系统，采用西门子 S7400 可编程控制器作为主控和 S7300 可编程控制器作为辅助控制。 8） 胶带集控系统 KTC101 通讯、控制一体化系统，可实现综采、综掘工作面；顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示及语言报警等功能。 9） 井下考勤系统 井下考勤系统采用 太原海斯特电子有限公司 生产的 HSTA 型考河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 9 勤机 ， 具有使用寿命长，错码率极低的特点。 软件系统采用标准的SQL 数据库，现在结合我矿自己开发的井下考勤查询软件进行网络查询。 . 地面信息子系统 1） 生产技术管理系统 生产技术管理系统为我矿的主要信息管理平台，目前矿内各类信息均通过此系统发布，也是其他系统的入口。 2） 视频监控系统 视 频监控系统主机设在保卫科，主要监视地面广场、人员经常活动地区等进行视频监控录像和实时监控，采用三个监控主机，每个主机为 6—12 摄像头服务，可实现网上监控、查看录像等功能。 3） 煤矿精益管理信息系统 由中国矿大设计的煤矿精益管理信息系统。 通过内部市场化系统了解本单位的材料费用和考核情况、物资库房配件和材料的到货、库存、单价、出库情况等。 4） 城郊矿安全管理系统 处理安全隐患、安全评估信息等系统，使用 JAVA 程序编写。 5） 煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统 城郊煤矿作业规程编制和管理计算机应用系统由北京安泰 万强公司设计。 工程技术人员通过作业规程管理系统发送、接收、审核、审批、贯彻作业规程及技术措施。 6） 城郊煤矿工资计算系统 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 10 由城郊矿自己研发设计的城郊煤矿工资计算系统，由 编写，同时可支持 WEB 查询。 7） 城郊煤矿劳保管理系统 由城郊矿自己研发设计的城郊煤矿劳保管理系统，由 编写，同时可支持 WEB 查询。 8） 城郊煤矿培训管理系统 由城郊矿自己研发设计的城郊煤矿培训管理系统，由 编写，采用 C/S 结构和 B/S 结构两种形式，同时可支持 WEB 查询，在线播放视频讲座及教材等内容。 9） 城郊 煤矿调度报表处理及播放系统 由城郊矿自己设计的城郊煤矿调度报表处理及播放系统，该系统利用 Excel2020 自动计算生成调度日报表，利用 PowerPoint 2020 自动连接到调度日报表数据，生成演示文档格式，在调度会上播放。 利用 VBA 编程，自动初始化数据环境，自动备份报表，自动把数据传送到 SQL 数据库中，利用 Web 形式查询、分析、下载数据。 10） 地面指纹考勤系统 地面人员进行指纹考勤。 11）生产辅助设计系统 生产辅助设计系统研制开发了巷道断面设计、交岔点设计、炮眼布置图、采区变电所、采掘衔接编制、循环作 业图表编制、单道起坡甩车场、剖面网格、填绘巷道功能。 12）通风安全管理信息系统 基于统一的龙软地理信息系统平台开发，由地测图形到通风图形河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 11 直接过渡，不需要任何转换，实现无缝衔接。 同时在通风软件中开发了如通风系统、防尘、避灾图例库、开发了对图例操作的专业命令以及常用的通风网络图绘制专业命令、通风立体图绘制命令以及通风网络解算、风机特性曲线绘制的专业计算命令。 . 井下将要安装的自动化信息子系统 1）井下无人值守变电所系统 2）井下视频监控系统 3）井下救生、广播系统 4）人员定位系统 5）鼓风机监测监控系统 . 现 有系统 分析 调度通讯部分、网络系统，及 井下 监测、监控 、 自动化 控制 信息子系统 9 个 ， 地面信息子系统 12 个 ，需要进行全新设计与安装的系统 5 个。 . 系统不完善 目前城郊煤矿除了 已经 安装的 9 个监测、监控系统能满足生产中部分需求外，监控、监测能力较差，监控、监测点布置较少很多地方不能实时监控。 因此，需要增加监控、检测设备。 其次，地面的 12 个生产管理的信息系统大部分没有使用，仅有考勤系统、 调度报表处理及播放系统 和生产辅助设计系统使用率 相对河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 12 较高。 其它系统不是没有使用，就是使用的人员很少。 究其原因，主要是系统来源厂家不同，操 作使用不够人性化，设计缺陷较多，不能满足使用需求。 再次，还有一些系统没有安装，生产管理中 缺乏高技术管理手段。 最后，以前的系统从来没有考虑建设统一的信息化数字煤矿系统，二维、三维的地理信息管理系统在本矿还是空白。 . 系统之间 信息不能共享 目前矿上已有的 21 个系统均来之不同的公司或厂商，系统之间存在屏障，各个系统只能独立运行，系统之间无法进行联络与沟通，每个系统均是按照独立的结构与标准创建自己的数据库，数据标准与数据结构均不统一， 系统间的 信息 数据无法共享。 因此， 给 生产管理带来巨大不便，这也是很多地面信息管理系 统不能够 正常 使用的重大原因之一。 . 系统实用性差 本矿井下安装的 9 个系统和地面的 12 个信息管理子系统，均来源 于 不同的公司，每个系统的设计与使用、操作风格 差别较大。 由此，给管理者学习掌握、使用带来较大的不便，使用 者 必须适应各个系统的使用风格与方法，使用相当不便。 另 外 ，地面的 12 个信息管理子系统多数不能满足实际工作需求，不符合管理者的日常工作管理流程，使用起来复杂、 繁琐，人性化较差。 因此，多数系统被搁置，无河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 13 人使用，造成资源的浪费。 . 系统设计 缺乏 统一 性 系统设计缺少统一标准、统一规范。 由于各个系统来源于不同的公司， 每个系统的设计具有自己独立的思路和标准， 系统的开发平台，数据库平台及数据库结构设计，系统操作方法，软件体系结构，系统界面设计风格等均具独立性。 因而， 系统的可集成性较差。 . 迫切需要解决的问题 . 网络系统 城郊煤矿现虽然已经建立了地面、井下的网络及通信系统，就现状而言还不能达到数字煤矿建设要求。 因此，必须对现有的网络、通信系统进行改造。 主要包括：网络系统的升级优化布局设计，网络设备的扩充，系统防火墙的加装等等。 . 硬件系统 数字煤矿对硬件系统的要求性能较高，因此，城郊煤矿现有的硬件系统设备远不能满足数字煤矿系统的要 求。 必须对硬件进行优化更新，主要包括：购买新的服务器、计算机、加装大幅面的显示屏及其它辅助外设。 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 14 . 系统 统一规划设计 针 对目前城郊煤矿数字化管理存在的不足，系统之间相互独立，信息数据不能共享，系统之间 界面 设计风格、 数据库的使用、 开发模式、操作使用方法 等 均存在较大差异。 因此，建立数字煤矿系统必须以 地理信息 系统 为基础，对煤矿的各个子系统进行统一规划与设计。 . 信息共享 信息共享是目前本矿迫切需要解决的问题。 主要是实现系统与系统间的数据通讯共享使用，改变目前各个系统的数据独立性，达到系统之间能够进行数据交换，并使每个 系统产生的数字信息均能集成在统一的平台下使用。 . 系统集成 对现有的系统 在地理信息 系统 的平台上 进行整合，实现 系统的一体化操作管理。 整合现有系统的图像信息、数字信息、文档信息到统一的二维、三维地理信息数字平台，并可通过点击鼠标实现一平台下多系统的图像、 视频、 数字信息查看。 . 基于数字煤矿的地理信息 管理系统 的建设 . 数据库设计与建设 1）文档数据库 主要完成各部门日常办公文档资料管理数据库的设计、创建、与河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 15 录入建设。 2）属性数据库 主要完成安全生产、管理各部门日常办公用表格数据的建库规范、标准、数据结构的设计、数据库 创建、录入等。 3）基础地理信息数据库 制定基础信息数据库建设规范与标准，设计属性数据表格结构与地理信息数据的存储结构，建设二维、三维基础地理信息数据库，录入二维、三维基础地理信息数据，建立三维地理信息数据模型库等。 . 地理信息管理系统设计与建设 二维地理信息系统的设计与建设主要包括： 二维数据库管理功能：包括数据的录入、输出、查询、修改、删除、数据库的组织与建设等多种功能。 二维图形管理功能：包括图形数据录入、输出、编辑、修改、删除、查询 及属性信息列表输出。 图形放大、缩小、漫游。 三维地理信息 系 统的设计与建 设主要包括： 三维数据库管理功能：包括数据的录入、输出、查询、修改、删除、数据库的组织与建设等多种功能。 三维图形管理功能：包括三维图形数据录入、输出、编辑、修改、删除、查询及属性信息列表输出。 三维模型的放大、缩小、漫游。 等功能。 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 16 . 其它需要 设计与 开发 的系统 1）档案管理系统 2）井下煤岩 综采工作面三维动态监测管理系统 3） 井下事故救援模拟指挥系统 4） 生产计划管理系统 5）井下设备安全运行维护管理系统 6）井下矿车定位系统 7） 工程项目管理系统 8）办公自动化系统 9）人员生产考核系统 10）供电网络信息管 理系统 11）排水管网信息管理系统 12）通讯网络信息管理系统 13） 计算机 网络信息管理系统 . 需要加强的监控系统 1）综采工作面监控系统 2）掘进工作面监控系统 3）主煤流运输监控系统 4）矿井供配电监控系统 5）井下主排水监控系统 6）矿井主通风机监控系统 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 17 7）矿井水处理监控系统 8）电液监控系统 9）烟雾报警系统 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 18 2. 总体设计的 目标 把城郊矿建设成为具备 现代化 管理技术的 、 国内 一流的 、生产管理信息数字化 的数字煤矿。 实现煤矿生产的 ‘ 综采自动化、掘 锚 一体化、主运集控化、辅 运快捷化、通风智能化、供电远程化、管理信息化、生产清洁化、安全本质化 ’ 目标。 采用先进的数字煤矿网络 ，实现 实时多级监测与监管 ，通过访问公司 Web GIS 网站，使各级安全 、生产 管理部门能够采用 可视化 方式， 实时监测煤矿安全 、生产 状况。 能够直接在数字采掘工程图上直观显示传感器及控制设备的真实位置， 实时实地显示监测与 监控 设备的运行及控制状态 ；能够与各生产系统集成 ， 进行数字图形化调度管理。 能够及时、准确、可靠地进行数据及多媒体信息传输，并可在网上进行各种与企业安全生产相关的信息查询。 基于三维可视化技术 ， 实现三维数字煤矿地理信息 的 管理，并 建成三维数字煤矿 地理 信息管理系统 （ 3D GIS）。 通过对 文字、数据、语言、视频、图像的传输、处理和 对 不同类型实时监控图像信息的 集成， 直接实现井下 综采设备、供电设备、控制设备、监测与监控设备、运送设备、综采作业面等 三维数字煤矿景观状态下的真实地显示 、查看、查询与浏览。 规范化、统一化。 制定数字煤矿建设的统一规范， 在统一规范的指导下进行各个子系统的设计与开发，使各个子系统达到统一的河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿数字煤矿总体设计方案 中国科学院遥感应用研究所，北京中遥地网信息技术有 限公司 19 标准，使系统的管理与维护 更加 便捷化，使系统的运转达到最高的效能。 系统集成化、一体化。 改 变现有系统孤立运行状态，达到系统的高度集成，方便管理者同机使用多个系统的多个功能，极大提高工作效率。 信息标准化、共享化。 建立统一的信息数据标准，规范数据的采集、存储、输出标准。 建立信息共享机制，制定信息共享准则与约束机制，制定企业信息保密守则。 操作 规范化、人性化。 软件界面设计规范化，操作界面设计风格统一化，使用操作人性化 ，易学 习 、易掌握。 管理科学化、一流化。 系统的建设使煤矿安全生产管理更加的科学化、系统化，达到国际国内一流水平，使安全生产事故消除在隐患期，达到零事故。 技术现代化、前 沿化。 数字煤矿采用的技术是目前国际国内领先技术，系统建成后五年内所用技术。