云煤一礦數(shù)字化及自動化平臺建設(shè)與應(yīng)用

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【摘 要】論文闡述了數(shù)字化及自動化在云煤一礦生產(chǎn)調(diào)度指揮過程中的應(yīng)用，調(diào)度室是煤礦的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)，在煤礦生產(chǎn)中起著組織、指揮和協(xié)調(diào)生產(chǎn)的作用。采用現(xiàn)代化的信息處理手段與裝備來提高調(diào)度指揮的速度和準(zhǔn)確性，是實(shí)現(xiàn)煤礦安全、高效生產(chǎn)的重點(diǎn)保障。因此，加強(qiáng)煤礦生產(chǎn)調(diào)度的信息化建設(shè)，能夠更加合理有效地協(xié)調(diào)指揮安全生產(chǎn)，對煤礦安全生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的意義。

【Abstract】This paper expounds the application of digitization and automation in the production scheduling and command process of? No.1 Coal Mine of Yungaishan Coal Mine. The dispatch room is the dispatching and command organization of coal mine， which plays the role of organizing， directing and coordinating production in coal mine production. Adopting modern information processing means and equipment to improve the speed and accuracy of dispatching and command is the key guarantee to realize the safe and efficient production of coal mine. Therefore， strengthening the informatization construction of coal mine production scheduling can coordinate and command the safety production more reasonably and effectively， which has far-reaching significance to the safety production of coal mine.

【關(guān)鍵詞】煤礦;數(shù)字化;自動化

【Keywords】 coal mine;? digital; automation

【中圖分類號】TD82? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）07-0186-02

1 搭建信息化網(wǎng)絡(luò)平臺

云煤一礦井實(shí)施上下千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)工程，建設(shè)了高速傳輸環(huán)網(wǎng)，系統(tǒng)選用MOXA千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，共安裝COMX交換機(jī)4臺，其中1臺核心交換機(jī)，環(huán)網(wǎng)設(shè)5臺冗余管理交換機(jī)，其他組環(huán)交換機(jī)采用RS30交換機(jī)。千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的建設(shè)，為礦井綜合信息化的全面實(shí)施提供了高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺[1]。

2 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)

2.1 調(diào)度指揮中心顯示系統(tǒng)

云煤一礦調(diào)度室為現(xiàn)代化礦調(diào)度指揮中心，該中心顯示系統(tǒng)由VWAS大屏幕投影系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)等組成，使調(diào)度人員可以實(shí)時(shí)掌握井下現(xiàn)場生產(chǎn)情況，為調(diào)度人員指揮生產(chǎn)提供了有力的支持。VWAS大屏幕投影系統(tǒng)：整套拼接屏由6臺67inch的DLP投影單元組成，按2行×3列進(jìn)行疊加拼接。LED顯示系統(tǒng)：用以顯示安全生產(chǎn)的主要數(shù)據(jù)信息、值班人員等信息。工業(yè)電視：大屏兩側(cè)各安裝12臺40inch的液晶電視，按3行×4列進(jìn)行組裝，主要顯示地面監(jiān)視信息和礦井生產(chǎn)監(jiān)視信息。

2.2 調(diào)度通訊系統(tǒng)

調(diào)度指揮中心安裝上海華亨SH-3000D調(diào)度通訊系統(tǒng)，該通訊系統(tǒng)依托聯(lián)通公司網(wǎng)絡(luò)，主控板集成了時(shí)鐘電路、交換網(wǎng)絡(luò)電路、電話會議電路、網(wǎng)管接口電路、API接口電路等，信息傳遞可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性較好。同時(shí)提供多種調(diào)度工作模式，提供的調(diào)度功能有：一鍵直通，主叫號碼顯示、保持、排隊(duì)，手工撥號，錄音等一體化功能。

2.3 人員定位管理系統(tǒng)

KJ251A型煤礦人員定位管理系統(tǒng)，采用讀卡分站就近并入工業(yè)環(huán)網(wǎng)，一個(gè)讀卡分站可接多臺識別器，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測記錄井下人員到達(dá)的位置、入/出井時(shí)刻、重點(diǎn)區(qū)域入/出時(shí)刻、限制區(qū)域入/出時(shí)刻、工作時(shí)間、井下和重點(diǎn)區(qū)域人員數(shù)量、井下人員的活動路線等。并具有對上述信息的顯示、打印、存儲、查詢、報(bào)警及管理等功能，為事故應(yīng)急搶險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

2.4 皮帶秤計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)

云煤一礦與國安電氣股份公司聯(lián)合投入并使用了皮帶稱計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)，在主井煤倉定量皮帶、主要運(yùn)輸皮帶等地點(diǎn)，安裝皮帶秤計(jì)量平臺，實(shí)時(shí)采集各地點(diǎn)皮帶的計(jì)量數(shù)據(jù)，動態(tài)掌握礦井原煤生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，便于協(xié)調(diào)平衡生產(chǎn)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測存儲、查詢、顯示、打印等功能。

2.5 工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)

在重要生產(chǎn)部位、崗點(diǎn)共安裝光纖攝像儀67臺，其中地面42臺，井下25臺。在機(jī)房根據(jù)需要，將視頻圖像分別發(fā)送至調(diào)度電視墻、皮帶控制室、調(diào)度視頻監(jiān)視室、保衛(wèi)科監(jiān)視室等相關(guān)部門。在井下安裝網(wǎng)絡(luò)攝像儀18臺，并利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在工業(yè)網(wǎng)視頻網(wǎng)段內(nèi)，通過WEB頁面實(shí)時(shí)監(jiān)視的功能。該系統(tǒng)的實(shí)施建設(shè)，與傳統(tǒng)模擬攝像儀相比，數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（工業(yè)網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，基本上不受距離的限制，信號不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性;數(shù)字視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用，無須重復(fù)布線。

2.6 安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

KJ835X安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)顯示井下各監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)瓦斯、風(fēng)速、一氧化碳、煙霧、溫度、風(fēng)機(jī)開停、風(fēng)門開關(guān)等參數(shù)，具有獨(dú)特的三級斷電控制和超強(qiáng)異地交叉斷電能力（中心站手控、分站程控和傳感器就地控制）?？呻S時(shí)顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖形、曲線和報(bào)警點(diǎn)及歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)該系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的網(wǎng)上查詢、信息共享和手機(jī)短信報(bào)警功能。

3 綜合自動化平臺建設(shè)

3.1 主要運(yùn)輸皮帶集控監(jiān)測系統(tǒng)

該系統(tǒng)對井下四條主皮帶及部分綜掘頭給煤機(jī)進(jìn)行了信息化接入與集成，并在每條皮帶及給煤機(jī)處安裝了光纖攝像儀，通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)將信息上傳到地面皮帶控制室。界面采用模擬畫面，動態(tài)顯示帶式輸送機(jī)主要電氣設(shè)備的運(yùn)行工況及輸送機(jī)保護(hù)裝置的參數(shù)，并提供輸送機(jī)遠(yuǎn)程控制指令給定窗體。系統(tǒng)提供事故報(bào)警功能，報(bào)警內(nèi)容完全等同單機(jī)電控系統(tǒng)的報(bào)警信息。另外，該系統(tǒng)具有給煤機(jī)和皮帶閉鎖關(guān)聯(lián)的功能，在皮帶未啟動或急停時(shí)，自動停止煤機(jī)。實(shí)現(xiàn)了主煤流系統(tǒng)無人值守，促進(jìn)了礦井減人提效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提高了礦井安全生產(chǎn)的能力。

3.2 變電所集控監(jiān)測系統(tǒng)

該系統(tǒng)在井下完成了-150m中央變電所的信息集成，并安裝了網(wǎng)絡(luò)攝像儀，利用流媒體技術(shù)將變電所情況實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婵刂剖?。動態(tài)顯示中央變電所，地面35kV變電所運(yùn)行的工況，以及涉及的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等模擬參數(shù)數(shù)值的變化。系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行遠(yuǎn)程控制高低防開關(guān)分合閘操作，以保證遠(yuǎn)程無人值守和無故障安全生產(chǎn)。

3.3 中央泵房集控監(jiān)測系統(tǒng)

該系統(tǒng)在地面實(shí)現(xiàn)了對中央泵房各設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制的目的。界面采用模擬畫面，動態(tài)顯示排水泵房主要電氣設(shè)備的運(yùn)行工況及排水管路壓力、水倉水位等參數(shù)，對電機(jī)和水泵的運(yùn)行參數(shù)及保護(hù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和傳送，并提供了水泵遠(yuǎn)程控制指令（單機(jī)啟停、聯(lián)鎖控制）給指定窗體，提供排水系統(tǒng)事故報(bào)警功能。系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)控制、就地自動控制、就地手動控制幾種操作方式。

3.4 提升實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

通過提升實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對副斜井提升運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，該系統(tǒng)具備了深度指示、實(shí)際運(yùn)行速度、時(shí)間、電機(jī)電流、制動壓力、潤滑壓力等生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，具備統(tǒng)計(jì)當(dāng)前班次、上一班次、當(dāng)日、上一日、本月、上月等的提升次數(shù)、提升量的功能。

3.5 壓風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

壓風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)能夠自動檢測壓風(fēng)機(jī)的開停、壓風(fēng)機(jī)的溫度、冷卻油溫、風(fēng)溫與風(fēng)壓等運(yùn)行參數(shù)，就地進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，監(jiān)控平臺除可顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)、報(bào)警信息，進(jìn)行故障歷史查詢、監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線查詢和報(bào)表打印外，還可以通過檢測每臺壓風(fēng)機(jī)溫度、電機(jī)電流、電機(jī)電壓等參數(shù)，控制壓風(fēng)機(jī)輪流工作，合理調(diào)度所有壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)工作的無人值守。

3.6 水文實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

KJ628水文監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以對礦井上下的水文情況進(jìn)行監(jiān)測，包括水位、水壓、水溫、流量、涌水突變等，也可配接離層、礦山壓力、瓦斯、負(fù)壓等其他多種礦用傳感器，采集各種測量數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)通過總線傳至地面，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，打印報(bào)表，繪制歷史曲線。也可與瓦斯檢監(jiān)測統(tǒng)連接，通過瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送到地面調(diào)度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的報(bào)表、曲線以及水位流里等參數(shù)超限報(bào)警。

3.7 瓦斯抽（采）管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

KJ751煤礦瓦斯抽（采）管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對抽放管道內(nèi)溫度、壓力、瓦斯?jié)舛?、氣體流量和一氧化碳濃度進(jìn)行監(jiān)測，通過各管道工況流量自動計(jì)算出標(biāo)況流量，自動累計(jì)該管道的日、月、年累計(jì)抽放流量;采集設(shè)備開停、供電狀態(tài)等生產(chǎn)參數(shù)，以及瓦斯抽放工況混合流量、瓦斯抽放工況純流量、瓦斯抽放標(biāo)礦混合流量、瓦斯抽放標(biāo)礦純流量，可以控制設(shè)備的通、斷電。

4 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦的不斷應(yīng)用，煤礦正由經(jīng)驗(yàn)型、傳統(tǒng)型向科學(xué)型、定量分析與處理、自動化方向發(fā)展。云煤一礦依托數(shù)字化、自動化礦井系統(tǒng)，變“人控”為“機(jī)控”，在加強(qiáng)監(jiān)測監(jiān)控，保障安全生產(chǎn)的同時(shí)，大力推廣新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，著力打造機(jī)械化、智能化、數(shù)字化、高效化的本質(zhì)安全型礦井。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張晨.淺談云煤一礦群眾安全工作的有效方法[J].煤礦現(xiàn)代化，2016（05）：11-12.