煤礦現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心應(yīng)用的探討

郭黎明

(神東煤炭集團(tuán)保德煤礦，山西 保德 036600)

0 引言

煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，是我國國家能源的主要來源之一，在一次能源構(gòu)成中占比約70%，同時(shí)，煤炭行業(yè)也是國家經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一[1-3]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)的需求越來越大，在信息化與工業(yè)化深度融合的趨勢(shì)下，煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化程度明顯提高，各種檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了煤礦的安全生產(chǎn)水平[1-3]。煤礦的調(diào)度指揮中心承擔(dān)著協(xié)調(diào)、服務(wù)、控制等職能，對(duì)礦山的安全生產(chǎn)有著舉足輕重的作用[4-8]。因此，加快煤礦的現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心的建設(shè)，不僅能夠?qū)γ旱V安全生產(chǎn)起到良好的監(jiān)督管理作用，同時(shí)，也提升了企業(yè)的應(yīng)急處理能力。

1 煤礦調(diào)度指揮

1.1 煤礦調(diào)度工作

調(diào)度工作的重要性：煤礦調(diào)度工作在煤礦的安全生產(chǎn)過程中起到協(xié)調(diào)、指揮、控制、監(jiān)督等作用。它把企業(yè)的各個(gè)部門和生產(chǎn)環(huán)節(jié)組織、協(xié)調(diào)起來，綜合平衡，及時(shí)地反應(yīng)和克服生產(chǎn)中的矛盾和薄弱環(huán)節(jié)，幫助企業(yè)進(jìn)行有效地管理，是企業(yè)日常生產(chǎn)工作正常順利進(jìn)行的重要保障[9-12]。煤礦調(diào)度工作是維持企業(yè)各項(xiàng)工作平衡的樞紐，煤礦生產(chǎn)中存在著諸多不穩(wěn)定、不安全的因素，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。煤礦調(diào)度工作是生產(chǎn)管理的指揮系統(tǒng)，它根據(jù)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)工作進(jìn)度與質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不平衡情況加以調(diào)整，加強(qiáng)生產(chǎn)與輔助部門的聯(lián)系和協(xié)調(diào)配合，使整個(gè)企業(yè)協(xié)調(diào)工作，形成一個(gè)有機(jī)的整體，這使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高，使煤礦安全、生產(chǎn)及各項(xiàng)工作有條不紊地進(jìn)行。

傳統(tǒng)煤礦調(diào)度工作模式：傳統(tǒng)煤礦調(diào)度指揮中心主要用于煤礦安全信息顯示、電話調(diào)度指揮等。調(diào)度指揮中心只是對(duì)安全和生產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視，傳達(dá)調(diào)度指令，組織協(xié)調(diào)生產(chǎn)。傳統(tǒng)調(diào)度指揮中心只負(fù)責(zé)信息的收集，并將收集到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接入和展示，調(diào)度人員無法對(duì)設(shè)備乃至整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行深入全面的了解與控制，無法真正形成聯(lián)動(dòng)，也導(dǎo)致了事故處理效率低的問題。無論是調(diào)度指揮的功能還是通訊的模式，相對(duì)而言都比較落后，維護(hù)量大，而且傳輸信息量小，不能保證調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不能滿足未來對(duì)語音、數(shù)據(jù)和視頻等多業(yè)務(wù)的要求。

1.2 煤礦現(xiàn)代化調(diào)度

現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心模式：煤礦現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心，已從單純的指揮、傳達(dá)情報(bào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩a(chǎn)決策、指揮、事故應(yīng)變、協(xié)調(diào)作業(yè)能力的決策中心和管控中心。實(shí)現(xiàn)了由原來的粗放式、經(jīng)驗(yàn)式、命令式的調(diào)度管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^先進(jìn)的信息化手段，逐步向現(xiàn)代化、信息化的調(diào)度模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)集中管控的模式。它將煤礦的安全監(jiān)控、生產(chǎn)過程監(jiān)控與實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度指揮業(yè)務(wù)統(tǒng)一整合在調(diào)度指揮中心。通過引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備、高清顯示儀器，采用信息反饋系統(tǒng)與維護(hù)系統(tǒng)，建立綜合指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理。

現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心的優(yōu)點(diǎn)：煤礦現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心，將先進(jìn)的信息技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用于調(diào)度工作中，加快了信息的收集與反饋效率，縮短了事件反應(yīng)時(shí)間。統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)中心，也減少建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本?，F(xiàn)代化調(diào)度指揮中心共用一套管控一體化信息平臺(tái)，加強(qiáng)了各部門信息的縱向和橫向共享，為煤礦的精細(xì)化管理提供了全面的支撐，實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)、高效溝通、科學(xué)決策。實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備和安全檢測(cè)信息的遠(yuǎn)程集中檢測(cè)與控制，在減少人力、降低成本、提升效率方面發(fā)揮了巨大的功效?，F(xiàn)代化調(diào)度系統(tǒng)對(duì)井下的交通管制、車輛調(diào)度、故障預(yù)警、網(wǎng)絡(luò)通訊監(jiān)控等的信息化管制，大幅度提升了井下工作的安全運(yùn)行效率與管理水平。

2 現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心實(shí)例

以保德煤礦為實(shí)例，介紹煤礦調(diào)度指揮中心自動(dòng)化、信息化使用情況。保德綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)于2002年11月安裝投入使用，采用AB公司Control Logix5000系列PLC控制器系統(tǒng)，通過安裝在井下中央變電所、主運(yùn)膠帶機(jī)變電所、主扇房變電所等地的PLC機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)了主膠帶運(yùn)輸、供電、供水、排水、主扇5大系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)化操作控制功能。

2.1 自動(dòng)化使用情況

運(yùn)輸皮帶監(jiān)控：運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)包括大巷皮帶、主井皮帶、上倉皮帶等，整個(gè)過程由礦生產(chǎn)指揮中心調(diào)度員控制，皮帶與皮帶之間存在軟件上的閉鎖關(guān)系。每條皮帶的保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)顯示在調(diào)度室監(jiān)控畫面上，調(diào)度員可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)投入與切除情況。

變電所監(jiān)控：通過電力三遙包括電力參數(shù)的遙測(cè)、用電設(shè)備的遙控和電力模塊的遙訊，變電所各個(gè)回路的停、送電控制均由調(diào)度員來執(zhí)行，電力參數(shù)顯示在調(diào)度室監(jiān)控畫面上，調(diào)度員對(duì)回路的用電情況一目了然，提高了用電的效率和用電的可靠性，減少了因人為因素引起的停、送電故障幾率。

風(fēng)機(jī)監(jiān)控：保德煤礦通風(fēng)系統(tǒng)采用高壓風(fēng)機(jī)對(duì)旋式通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)機(jī)位于劉家堰與棗林，調(diào)度員在調(diào)度室可以通過風(fēng)機(jī)控制畫面完成開風(fēng)機(jī)、倒風(fēng)機(jī)、停風(fēng)機(jī)的操作，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)道負(fù)壓和風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行的情況，了解高壓電機(jī)的溫度、功率等參數(shù)信息。

排水監(jiān)控：井下水泵房主要用于礦井的井下排水任務(wù)，采用高壓水泵排水，調(diào)度員只需要點(diǎn)擊開泵或停泵按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)按規(guī)定流程開水泵或停水泵，減少人為操作失誤，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

供水監(jiān)控：地面水源井及高位水池負(fù)擔(dān)井下供水任務(wù)，調(diào)度員在調(diào)度室通過供水控制畫面完成水泵的自動(dòng)或手動(dòng)開停操作，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供水流量、水池水位等參數(shù)信息。

2.2 信息化使用情況

保德煤礦自建礦以來，堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，依靠自動(dòng)化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提升礦井科技水平，目前信息化應(yīng)用已取得了一定成果。

安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)：保德煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)于2002年10月安裝投入使用，現(xiàn)有系統(tǒng)為采用“工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線”技術(shù)的新型煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)KJ2000N，通信傳輸實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、冗余特性和節(jié)點(diǎn)故障不影響整個(gè)系統(tǒng)等性能，從而使監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性得到了極大的提高。該系統(tǒng)由地面中心站、網(wǎng)絡(luò)傳輸接口、井下分站、井下防爆電源、各種礦用傳感器、礦用機(jī)電控制設(shè)備及KJ2000N監(jiān)測(cè)軟件組成。煤礦井下各地點(diǎn)嚴(yán)格按照要求安裝各類儀器、設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)過程中全方面監(jiān)測(cè)和控制。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：①工業(yè)電視。通過在井下綜采工作面、膠帶機(jī)頭、避難硐室、變電所等關(guān)鍵點(diǎn)安裝了防爆攝像儀，在調(diào)度室可看到井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)狀況，方便調(diào)度員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度和管理?，F(xiàn)安裝有井下攝像儀23個(gè)；②安防監(jiān)控。通過安裝地面各工業(yè)廣場(chǎng)及樓宇內(nèi)的攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)及樓內(nèi)視頻安全監(jiān)控管理。主要有工業(yè)廣場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、宿舍樓監(jiān)控系統(tǒng)、辦公樓監(jiān)控系統(tǒng)、膠輪車庫監(jiān)控系統(tǒng)、保德生活小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)等，共有攝像頭92個(gè)。

井下人員定位系統(tǒng)：保德煤礦井下人員管理系統(tǒng)采用“北京天一眾合科技發(fā)展有限責(zé)任公司”開發(fā)的KJ133礦用人員定位安全管理系統(tǒng)，于2008年2月安裝投入使用，2012年5月升級(jí)為全公司大中心系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器位于公司。系統(tǒng)取得了煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志，定位分站、基站等相關(guān)設(shè)備符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并滿足AQ 6210—2007的要求。

通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)：①保德煤礦通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)由調(diào)度電話通訊系統(tǒng)、小靈通無線通訊系統(tǒng)及井下語音廣播系統(tǒng)組成。實(shí)現(xiàn)了井上、井下多種方式的通訊聯(lián)絡(luò)，有力的促進(jìn)了礦井調(diào)度指揮能力。保德煤礦調(diào)度電話系統(tǒng)于2002年3月安裝投入使用，現(xiàn)有系統(tǒng)采用華為C&C08-B 500門數(shù)字程控交換機(jī)系統(tǒng)，主要包括交換機(jī)和調(diào)度臺(tái)2大部分。電話機(jī)主要設(shè)置在井下工作面及各皮帶機(jī)頭、機(jī)尾、機(jī)房硐室及其它重要地點(diǎn)，可與地面程控電話及小靈通電話直接通訊?，F(xiàn)有電話218部，其中井下電話54部；②小靈通無線通訊系統(tǒng)。小靈通無線通訊系統(tǒng)于2005年6月安裝使用，現(xiàn)有系統(tǒng)采用由大唐電信公司提供的KT101礦用無線通訊系統(tǒng)，信號(hào)已覆蓋礦井地面及井下各主要巷道、工作面。井下現(xiàn)有小靈通基站控制器4臺(tái)，基站115個(gè)，小靈通362部；③井下語音廣播系統(tǒng)。系統(tǒng)采用天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的KXT23礦用IP網(wǎng)絡(luò)廣播對(duì)講系統(tǒng)，通過在井下建立千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單獨(dú)、分區(qū)、組合廣播，支持定時(shí)自動(dòng)播出。井下現(xiàn)安裝環(huán)網(wǎng)交換機(jī)6臺(tái)，礦用本安型IP網(wǎng)絡(luò)廣播終端107臺(tái)；④綜采數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)。通過安裝在井下的專用數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，通過光纖與將綜采工作面的煤機(jī)、三機(jī)、支架等主要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)上傳至集控室計(jì)算機(jī)上，如：電流、速度、割煤刀數(shù)、故障等。系統(tǒng)可對(duì)綜采工作面壓力大小、分布情況及周期來壓時(shí)間、支架初撐力情況、拉架是否及時(shí)到位等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，有效指導(dǎo)工作面初末采、周期來壓、貫通、過特殊地質(zhì)構(gòu)造期間的安全生產(chǎn)；⑤標(biāo)準(zhǔn)化檢修系統(tǒng)。通過點(diǎn)檢儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，將點(diǎn)檢結(jié)果利用局域網(wǎng)上傳至公司標(biāo)準(zhǔn)檢修系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，準(zhǔn)確指導(dǎo)日常檢修和預(yù)防性檢修，提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率，減少故障停機(jī)造成的生產(chǎn)損失。全礦納入點(diǎn)檢的設(shè)備對(duì)共計(jì)49臺(tái)，總計(jì)1 008個(gè)點(diǎn)檢位；⑥煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用山西陽光三極科技有限公司生產(chǎn)的KJ219煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)，通過安裝在兩主井的傳感器采集重量信號(hào)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過信號(hào)采集分站對(duì)所采信號(hào)進(jìn)行處理，利用光纖技術(shù)把信號(hào)傳輸?shù)綑C(jī)房計(jì)算機(jī)內(nèi)，通過軟件對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和顯示，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量實(shí)時(shí)記錄及儲(chǔ)存。

3 存在的不足及應(yīng)對(duì)措施

3.1 存在的不足

一些煤礦企業(yè)雖然重視現(xiàn)代化建設(shè)，但企業(yè)管理水平不能與之匹配。企業(yè)重建設(shè)，輕管理，導(dǎo)致現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心未能充分發(fā)揮其作用；在很多煤礦企業(yè)中，管理層更注重生產(chǎn)的產(chǎn)量，過于追求經(jīng)濟(jì)效益，削弱了對(duì)企業(yè)安全工作的調(diào)度指揮；在煤礦企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，礦區(qū)通訊技術(shù)還有待進(jìn)一步完善，同時(shí)由于監(jiān)管不足，缺乏專業(yè)的管理人員的原因，其對(duì)企業(yè)的工作程序、操作規(guī)范、員工的專業(yè)技術(shù)與素質(zhì)提出了新的要求，員工的綜合素質(zhì)不高與企業(yè)的制度不完善不能適應(yīng)企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的需求。此外，由于調(diào)度工作需要對(duì)信息全面精準(zhǔn)的掌握，進(jìn)一步加強(qiáng)部門之間的流暢溝通也十分重要。

3.2 應(yīng)對(duì)措施

提高調(diào)度人員素質(zhì)：作為煤礦企業(yè)，要重視調(diào)度工作隊(duì)伍的建設(shè)和完善。煤礦調(diào)度人員是調(diào)度工作最直接的執(zhí)行者與操控者，煤礦調(diào)度人員的專業(yè)素質(zhì)與技能是影響調(diào)度工作的直接因素。提高調(diào)度人員素質(zhì)能力，加強(qiáng)調(diào)度工作人員專業(yè)技能以及管理能力培訓(xùn)，可以降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)認(rèn)知因素的錯(cuò)誤，為企業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)后備人才。加強(qiáng)調(diào)度人員的安全意識(shí)，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)是煤礦調(diào)度人員的基本素養(yǎng)。只有自身對(duì)調(diào)度指揮工作有了足夠的認(rèn)知高度，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)、作業(yè)流程等有了較好的掌握之后，才能保證企業(yè)調(diào)度工作的正常開展，企業(yè)的調(diào)度工作效果才能有質(zhì)的提升。

健全制度規(guī)范體系：企業(yè)制度體系的不斷更新完善，是企業(yè)不斷發(fā)展的重要保障。煤炭企業(yè)要將重點(diǎn)放到企業(yè)的安全生產(chǎn)監(jiān)督上，制度安全生產(chǎn)監(jiān)控體系，事前控制尤為重要。要保障煤礦調(diào)度指揮中心工作順利高效地開展，就要針對(duì)調(diào)度工作中存在的問題，推行相應(yīng)的制度建設(shè)。企業(yè)應(yīng)注重日常調(diào)度工作中的規(guī)范操作標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)嚴(yán)格責(zé)任考核制度，構(gòu)建調(diào)度信息網(wǎng)絡(luò)，完善技術(shù)設(shè)施設(shè)備，提高調(diào)度水平，加強(qiáng)執(zhí)行力，保證調(diào)度工作的規(guī)范科學(xué)化。

持續(xù)引進(jìn)先進(jìn)的信息化技術(shù)：煤礦現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心的建設(shè)，離不開對(duì)現(xiàn)代信息化電子設(shè)備的依賴。企業(yè)的現(xiàn)代化設(shè)施設(shè)備的更新狀態(tài)，應(yīng)依據(jù)企業(yè)自身各個(gè)崗位對(duì)設(shè)施設(shè)備的具體需求程度，進(jìn)行不斷更新。目前，可視化技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)一通訊技術(shù)等先進(jìn)信息技術(shù)在煤礦現(xiàn)代建設(shè)中的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化調(diào)度中心隨時(shí)了解礦井生產(chǎn)過程的整體實(shí)時(shí)情況能力，實(shí)現(xiàn)井上、井下各個(gè)作業(yè)的可視化通訊，實(shí)現(xiàn)報(bào)警零時(shí)間感知，便于及時(shí)準(zhǔn)確的制度決策，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)度的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化，管控精細(xì)化，決策科學(xué)化。

4 結(jié)語

綜上，煤礦現(xiàn)代化調(diào)度指揮是行業(yè)發(fā)展的必然方向，其職能的正常履行是安全生產(chǎn)的重要保障。在煤礦企業(yè)現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心的建設(shè)過程中，也難以避免出現(xiàn)一些管理等問題，通過提高調(diào)度人員素質(zhì)、健全制度規(guī)范體系、持續(xù)引進(jìn)先進(jìn)的信息化技術(shù)等措施，有利于進(jìn)一步完善煤礦現(xiàn)代化調(diào)度指揮中心的建設(shè)與發(fā)展。