第一篇：趙國清峰峰集團梧桐莊煤礦綜合自動化系統(tǒng)建設

峰峰集團梧桐莊礦數字礦山工程關鍵技術集成研究與應用

肖雅靜1,孟國營1,任江霞1

（1.中國礦業(yè)大學（北京）機電與信息工程學院，北京 100083）

摘要：本文闡述了梧桐莊礦數字礦山工程的先進性，主要研究了煤礦企業(yè)數字礦山系統(tǒng)的架構、軟硬件以及網絡建設、并詳細闡述了子系統(tǒng)的接入原則及方式。自動化控制網采用千兆工業(yè)以太網，為”視頻、語音、數據”實現三網合一提供很好的借鑒模式。系統(tǒng)建成后，各自動化子系統(tǒng)數據在異構條件下可進行有效集成和有機整合，集控中心人員通過相應的權限對安全和生產的主要環(huán)節(jié)設備實時監(jiān)測和進行必要的控制，實現全礦井的數據采集、生產調度、決策指揮的信息化，為礦井預防和處理各類突發(fā)事故和自然災害提供有效手段。梧桐莊礦綜合自動化礦山的研究與應用，對我國煤炭企業(yè)在今后現代化建設方面具有很好的推廣意義。關鍵詞：綜合自動化、以太網、監(jiān)測控制

The building of Synthesized Automation System in FengFeng Group WuTongZhuang Coal Mine XiaoYa-jing1, Meng Guo-ying1 R,en Jiang-xia1

(1.School of Mechanical Electronic and Information Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,China;)Abstract: This paper expounds the building content of synthesized automation system and the advancement of the system, mainly researches the system architecture and construct of software, hardware and network of synthesized automation in coal mine enterprise, as well as elaborates the access principle and methods of subsystem.Gigabit Industry Ethernet is employed in synthesized control network, which is good reference model for realizing the integration of three networks, the video network, voice network and data network, on one platform.As the system build up, the data of automation subsystems would be effective and organic integrated.Personnel in centralized control center through appropriate permissions can realize real-time monitoring and the necessary control on the key safety and production equipment, achieving dada acquisition, production scheduling and information of decision-making command of whole coal mine, providing effective methods for mine prevention and handling all types of emergency and natural disasters.The research and application of synthesized automation in WuTongZhuang coal mine has significance promotion for modernization of coal enterprises in the future in China.Keywords: Synthesized Automation, Gigabit Ethernet, Monitor and Control

國家提出“發(fā)展現代產業(yè)體系，大力推進信息化與工業(yè)化融合”的新科學發(fā)展觀念。兩化融合是煤炭工業(yè)轉型升級和結構調整的內在要求。如何實現兩化深度融合，實現煤礦管理、裝備、培訓三位一體有機結合，實現安全高效標準化礦井建設，是擺在我們面前的重大課題。梧桐莊礦屬多水

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平開采礦井，地質結構復雜，井下及地面生產系統(tǒng)繁多。其井型在全國具有廣泛的代表性。如何建好數字礦山以及建成怎樣的模式，當時在全國仍處于探索階段。因此建好梧桐莊礦數字礦山工程在全國具有典型的示范作用。結合礦井生產實際，確定立項“梧桐莊礦數字礦山工程關鍵技術集成研究與應用”，建設以數據中心為核心，集安全生產過程控制、三維 GIS、虛擬現實生產與安全培訓多元化的數字礦山工程，形成管理、裝備、培訓三位一體的綜合管控體系。

1.1 項目研究的關鍵技術

項目研究的關鍵技術主要包含三大方面：安全生產過程控制技術、三維GIS自動更新技術、虛擬現實生產與安全培訓技術。

采用千兆工業(yè)以太環(huán)網，以iFIX自動控制軟件為基礎平臺，采用軟交換技術及數據集成技術進行二次開發(fā)，實現礦井各個系統(tǒng)數據的綜合集成，為數字礦山工程提供一體化的監(jiān)、管、控基礎數據。安全生產過程控制系統(tǒng)建設需要統(tǒng)籌規(guī)劃原有的和新建的系統(tǒng)，涉及到十幾個系統(tǒng)的集成整合和改造。原有系統(tǒng)需要通過軟、硬件的升級改造，適配相應的通訊接口轉換形式，以標準化的通訊協(xié)議，匯入安全生產過程控制系統(tǒng)平臺。采用雙環(huán)網冗余技術，地面環(huán)網和井下環(huán)網通過核心交換機的環(huán)間耦合技術和聚合技術，雙鏈路冗余連接，互為備份。多環(huán)網通信故障切換時間得以保證。采用虛擬局域網技術，劃分獨立子網，避免網絡風暴，保障數據可靠傳輸。多種傳感技術進行現場數據采集，井下子系統(tǒng)通過數據交換技術（如OPC方式等）進行通信，實現遠程監(jiān)測與控制。

以數據中心為核心，通過三維GIS與組態(tài)軟件的交互融合，研究開發(fā)以現場數據采集和采掘工程平面圖為基礎，自動生成三維可視化圖像的空間信息展示平臺。以數據中心為核心，實時提取安全管理、生產運行控制以及采掘工程平面圖數據，自動生成三維可視化圖像，構建安全生產、運行管理空間信息展示平臺。對三維場景內任意對象進行選擇、剖切、抽取、旋轉等動作，實現對三維平臺所對應的真實生產安全相關數據的查詢、分析、模擬推演等功能，實時動態(tài)更新三維數據。

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以數據中心為核心，集安全生產過程控制和三維GIS為一體，結合梧桐莊礦實際情況，開發(fā)了虛擬現實生產與安全培訓平臺。開發(fā)以數據中心為核心，集安全生產過程控制和三維GIS為一體的虛擬現實生產與安全培訓平臺。系統(tǒng)采用世界領先的設計軟件3d Max和Maya進行礦井模型建模工作。

應用3D VC軟件對模型輕量化處理及相關模型(如采煤機或其它設備)拆裝動畫分析與制作。

基于礦井多協(xié)議轉換（CMPT）技術，研發(fā)礦井通用數據集成接口。通過集成接口集成全礦井大量多源異構生產安全軟硬件數據，經數據中心規(guī)劃管理，提供生產與安全培訓所需的信息支持。

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1.2 項目的創(chuàng)新點

主要創(chuàng)新點一 關鍵技術集成研究與應用

開發(fā)以數據中心為紐帶，集安全生產過程控制、三維GIS、虛擬現實生產與安全培訓為一體的數字礦山工程。集成、融合原有和新建的子系統(tǒng)，提高了礦井的綜合現代化精細管控能力，創(chuàng)建集設備管控、生產與安全培訓為一體的空間信息管理平臺。

為基礎復雜的生產礦井數字礦山建設，提供了新的思路和模式。

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數據中心對安全生產過程控制系統(tǒng)、三維GIS系統(tǒng)、虛擬現實生產與安全培訓系統(tǒng)的數據進行存儲、綜合管理和應用。數據中心構建了一套礦井標準編碼管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是數據中心異構數據交換的核心。三維GIS系統(tǒng)通過數據中心的數據交換平臺，共享安全生產過程控制系統(tǒng)的監(jiān)控數據，實時更新相關數據。虛擬現實生產與安全培訓系統(tǒng)通過數據中心，調用安全生產過程控制系統(tǒng)和三維GIS系統(tǒng)的數據，實現對學員的仿真培訓。

主要創(chuàng)新點二 ——小場景三維可視化自動生成

實現煤礦生產工作面小場景自動生成，真實反映井上下場景變化。根據生產進尺數據，動態(tài)更新展示平臺，確保系統(tǒng)所展示的三維場景與實際情況相符。采集關于礦山企業(yè)不斷發(fā)生的地質、測量等空間數據，同時從不同的源文件中獲取各類監(jiān)控及業(yè)務數據。通過規(guī)則引擎，對數據進行校驗、整理、分類及管理。自動生成空間物理模型，并自動組織和構建空間模型與業(yè)務屬性的對應關系。信息模型的分發(fā)與共享，并實現信息即時的交換，達到前后數據之間、不同業(yè)務數據之間的協(xié)同應用。

動態(tài)更新： 解決礦井環(huán)境、采掘工程信息的跟蹤模擬。周期性更新巷道掘進、工作面推進狀況、機電設備部署情況。

動態(tài)更新包括：位置坐標的提取、數據更新、巷道和工作面更新、地層模型、煤

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層模型、曲面模型的更新等。

主要創(chuàng)新點三

——虛擬現實生產與安全培訓

? 開發(fā)了集安全生產過程控制、三維GIS為一體的虛擬現實生產與安全培訓平臺，實現多場景多功能多任務的培訓、演練、考核。

?

虛擬再現礦井安全管理、生產運行實際情況。

?

礦井仿真條件下的設備運行操作、井下事故模擬、應急救援等培訓。

建成安全培訓示范中心，實現從現實到虛擬，再從虛擬到現實的生產與安全培訓模式。使用先進的3D投影設備，搭建跨度6.5米的雙通道120°弧幕。學員佩戴立體眼鏡后，可體驗三維立體的井下環(huán)境。

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培訓主要內容：

?

煤礦安全技術可視化仿真培訓

?

煤礦特種作業(yè)實操仿真模擬培訓

?

井下避災應急救援仿真培訓

?

3D事故案例

? 生產運行操控演練培訓

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?

?

模擬采煤實際操作過程。

井下避災應急救援模擬

任意設置水、火、爆炸等災害事故，設定好學員的位置后，系統(tǒng)自動生成一條最佳避災路線，提示學員按照路線規(guī)避，同時采取相應的應急措施?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)

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提供的測試功能，查看危險源發(fā)生的位置與學員的逃生路線。通過學習和反復演練，可快速、準確的掌握井下應急避災及救援知識。

以梧桐莊礦為模型，三維再現煤礦地面與井下真實場景，提供生產系統(tǒng)運行操作、礦井環(huán)境認知、安全事故預防與處理等模擬演練與培訓。

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1.3 總結：

目前，數字礦山逐步完善和成熟。以數據中心為核心，集安全生產過程控制、三維GIS、虛擬現實生產與安全培訓為一體的數字礦山工程在國內尚屬首例。三維GIS技術在煤礦不斷應用，但隨煤礦生產現場變化，可自動進行三維GIS場景更新的技術在國內未見應用。虛擬現實技術在生產安全培訓中雖有應用，但利用煤礦實景進行虛擬現實生產與安全培訓屬首次應用。

該項目改變了傳統(tǒng)數字礦山模式, 以數據中心為核心，把虛擬現實生產與安全培訓、礦井安全生產過程控制、三維GIS融合集成為一體，構建了集礦井三維可視化、設備管控、技術培訓為一體的空間信息管理平臺，消除了信息孤島，提高了礦井的綜合現代化管控能力。項目建成以來接待了上百個前來考察學習的單位，為國內同類礦井數字礦山工程建設，提供了新的模式和思路。安全培訓示范中心 2012年承辦冀中能源煤礦班組長培訓班 10 期，共 3725 人；2013 年承辦冀中能源煤礦礦長資格培訓班 4 期，共 412 人；冀中能源煤礦區(qū)隊長培訓班 10 期，共1938 人。2012 年 12 月被國家安監(jiān)局和煤監(jiān)局授予“全國煤礦安全培訓示范基地”稱號。

數字礦山工程關鍵技術集成研究與應用，促進了梧桐莊礦安全高效礦井建設，為峰峰集團效益的提高做出了突出貢獻。

數字礦山工程關鍵技術集成研究與應用，促進了梧桐莊礦安全高效礦井建設，為峰峰集團效益的提高做出了突出貢獻。

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該成果提高了現代化礦井精細化管控水平，對全國同類礦井數字礦山建設起到了典型示范作用。獲得了煤炭工業(yè)協(xié)會2014科技進步一等獎。

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參考文獻

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2、吳立新,殷作如,鐘亞平;再論數字礦山:特征、框架與關鍵技術[J];煤炭學報;2003年01期

3、王李管，曾慶田，賈明濤．數字礦山整體實施方案及其關鍵技術[J]．采礦技術，2006（6）

4、張瑞新，梅曉仁，胡彪，李新旺，張小兵．數字礦山關鍵技術與實施對策[J]．東北大學學報：自然科學版，2004

5、何曉群．全礦井綜合自動化平臺的研究[J]．工礦自動化，2005 作者簡介：

肖雅靜，女，1983年10月，工程師，中國礦業(yè)大學（北京）在讀博士生，專業(yè)：機械電子工程

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第二篇：關于新柏煤礦綜合自動化系統(tǒng)建設的經驗

新柏煤礦公司綜合自動化系統(tǒng)建設經驗

科學技術是第一生產力，隨著以信息技術為中心的當代科技革命在全球的蓬勃興起，科技水平越來越成為企業(yè)核心競爭力的重要體現。近年來，華亭煤業(yè)集團公司積極實施科技興企發(fā)展戰(zhàn)略，高度重視現代信息技術的引進和運用，為企業(yè)實現安全、科學、和諧發(fā)展提供了有力的技術支撐。新柏煤礦公司在集團公司的大力指導、支持和幫助下，結合企業(yè)實際，在科技創(chuàng)新、現代信息技術推廣運用等方面做了大量工作，取得了一定的成效。其中，礦井綜合自動化系統(tǒng)的建設，大力提高了企業(yè)的信息化管理水平，為建設本質、安全、高效的現代化礦井奠定了技術基礎。

一、新柏煤礦信息化現狀

新柏煤礦有限責任公司原為崇信縣地方煤礦，1993年10月開工建設，1997年10月簡易投產，設計生產能力45萬噸/年。2003年3月10日入組華煤集團后進行了120萬噸/年改擴建工程。2005年9月通過了竣工驗收。2008年核定礦井生產能力為150萬噸/年。2003年入組華煤集團以后，按照集團公司總體規(guī)劃思路逐步發(fā)展完善。在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)方面，先后建成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、采空區(qū)火災束管監(jiān)測系統(tǒng)、電子秤原煤計量系統(tǒng)、風機在線監(jiān)測系統(tǒng)。建設了地面35千伏、6 千伏變 1 / 9

電所電力監(jiān)測系統(tǒng)、基于PLC控制的主井皮帶主提升系統(tǒng)，1050大巷皮帶提升系統(tǒng)和三采區(qū)皮帶提升系統(tǒng)，通過這些KJ類數據監(jiān)測系統(tǒng)和基于PLC本地控制子系統(tǒng)的建設，實現了新柏煤礦各種數據的實時在線監(jiān)測和主要大型設備和要害場所圖形圖像監(jiān)控。

為了實現各類數據共享利用，2008年新柏煤礦探索性的研究建設了新柏煤礦調度與監(jiān)測信息集成平臺，實現了礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的異構數據轉換、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一平臺發(fā)布功能。2009年，為了促進和提高新柏煤礦安全生產、技術進步、裝備升級和科學管理的水平，實現礦井信息共享和遠程集中控制，提高勞動生產率和綜合管理水平，實現新柏煤礦建設本質安全、高效、高產的礦井，特對礦井輔助生產自動化系統(tǒng)進行建設。

新柏煤礦礦井輔助生產自動化系統(tǒng)是2009年國債項目，由常州天地科技股份有限公司承建，整個項目分為新柏煤礦輔助生產系統(tǒng)自動化、視頻監(jiān)控系統(tǒng)完善、全礦井綜合自動化項目配套工程三個方面建設，2010年主要完成新柏煤礦輔助生產系統(tǒng)自動化和視頻監(jiān)控系統(tǒng)完善的安裝、調試和試運行，2011對全礦井綜合自動化配套項目做了方案設計。其中第一期完成了軟件平臺的搭建、存儲和發(fā)布，井下工業(yè)以太環(huán)網的建設和各個子系統(tǒng)的建設、接入工作。第二期進行了視頻監(jiān)控系統(tǒng)完善。視頻監(jiān)控系統(tǒng)完善主要內容為地面工業(yè)以太環(huán)網建設、場區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設，井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)完善和工作面無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設。2 / 9

第三期全礦井綜合自動化項目配套是2011年專項工程，主要是新柏煤礦工業(yè)大屏的改造、中心機房后備供電建設、井下中央水泵房三臺水泵遠程集中控制改造三部分，現在方案正在審批。

通過一年多的建設，我們覺得輔助生產系統(tǒng)自動化的各種生產信息，安全信息數據都需要從礦井各自動化子系統(tǒng)采集，因此子系統(tǒng)集成是綜合自動化系統(tǒng)建設的重點，在項目建設過程中我們遇到過各種問題，包括軟件和硬件，通過仔細研究和與廠家協(xié)調合作大部分問題都得到了很好的解決，但有個別問題目前還無法立即解決。在此建設過程中我們也積累了一些經驗和心得。

二、礦井輔助生產自動化系統(tǒng)的建設

1、系統(tǒng)建設規(guī)劃方面

煤礦綜合自動化系統(tǒng)，是一個集系統(tǒng)硬件、軟件、子系統(tǒng)和各種關聯信息設備于一體的綜合性系統(tǒng)。因此在實施過程中，要綜合考慮系統(tǒng)所涉及的各個方面。首先，作為綜合自動化系統(tǒng)信息傳輸載體的工業(yè)以太網在建設前期需要根據礦井實際情況，重點考察網絡交換機的安裝位置，從安全、易維護、供電、線纜敷設、方便設備接入等方面確定交換機位置顯得特別重要。其次，系統(tǒng)核心設備（如軟件平臺、各種服務器、存儲設備、工作站等）在安裝前要按各自承擔的功能以及設備之間相互關系做好規(guī)劃，然后按照擬定好的順序逐個安裝，這樣方便系統(tǒng)設備的有序使用以及后期的識別和維護。

2、系統(tǒng)設備建設方面

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1）、工業(yè)以太網的應用

高速工業(yè)以太網為新柏煤礦各系統(tǒng)以及各種設備之間提供了統(tǒng)一的數據傳輸通道和傳輸平臺。為綜合自動化系統(tǒng)數據采集和整合創(chuàng)造了穩(wěn)固的基礎。以滿足不同類型和距離的設備接入需要，實際使用效果較好。

2）、關鍵設備應用 2.1 IBM刀片式服務器

本次新柏煤礦綜合自動化系統(tǒng)建設，我們首次嘗試使用了IBM刀片式服務器。IBM刀片服務器體現了IBM在計算機技術上的最高成就，有著高度的集成性，其操作方便、維護簡單、可擴展性強、安裝空間小、設備性能、功能和效果好的特點，這是一次成功且有價值的嘗試。使用過程中感受到了刀片服務器的各項優(yōu)點。

2.2 赫斯曼模塊化工業(yè)以太網交換機

作為綜合自動化系統(tǒng)數據傳輸的關鍵設備，工業(yè)以太網交換機在實際使用中有如下優(yōu)點：

2.2.1 千兆級主干傳輸網絡

本次選用的工業(yè)以太網交換機采用千兆速率作為網絡數據主干傳輸通道，保證網絡內所有數據實時有效傳輸，尤其是對帶寬和實時性要求較高的網絡視頻數據提供了良好的支持。

2.2.2 模塊化設計

赫斯曼系列交換機是業(yè)界首個采用模塊化設計的工業(yè)交換 4 / 9

機，它提供了靈活方便的定制功能，我們可以根據自己的實際需要選擇不同的模塊以滿足個性化需求，其次，在以后的使用過程中隨時可以增加功能模塊以滿足端口的擴容要求。它支持包括各種網絡設備、PLC、RS485等各種數據的高速實時傳輸，且提供包括光口在內的千兆和百兆端口，RS485端口。第三、本安隔離功能，適合井下使用的隔爆兼本安交換機，特別為非本安設備設計了本安隔離模塊，對所有接入交換機的數據信號進行本安處理，最大程度保證設備安全性能。

2.2.3 應選用具備3層交換功能的主干交換機

新柏煤礦選擇的工業(yè)以太網交換機除核心交換機外，主干交換機不具備3層交換功能，這為劃分Vlan措施和環(huán)網管理帶來不便，因此應選用具備3層交換功能的主干交換機。

2.3 光纜交接箱

本次項目建設在各關鍵點使用了電信級的光纜交接箱，光纜交接箱放置在井下各變電所、地面各個設備機房等室內場所，其容量大、使用方便靈活、安全性高、便于維護，憑借著較大的容量，光纜內所有光纖都可以一次性熔接為光纖接口，插入光跳線即可使用，克服了傳統(tǒng)光纜熔接盒對接后無法更改的缺點，更加便于調試和任意選擇光纖，使用方便靈活。

3、系統(tǒng)軟件建設方面 1)、系統(tǒng)接入所需的硬件條件

首先，各系統(tǒng)需具備完整的自動化結構，即子系統(tǒng)本身應自 5 / 9

成體系，能夠提供綜合自動化接入所需的數據來源和控制端口。例如，我礦在進行空壓機系統(tǒng)接入時，對空壓機系統(tǒng)進行了改造。由于之前每臺空壓機只具備一套就地控制的PLC設備，PLC采集數據用于對單臺空壓機進行控制，各空壓機相對獨立，無法實現聯控，由于不具備標準的以太網接口，無法輸出數據。為了完成空壓機系統(tǒng)自動化控制，對空壓機增加聯控柜和集控主機，成功完善了空壓機集控系統(tǒng)。從而具備了接入的條件。其次，設備標準不統(tǒng)一，給綜合自動化改造帶來很大麻煩。如我礦在對井下中央變電所和1050變電所進行電力監(jiān)控系統(tǒng)建設過程中，發(fā)現部分高壓開關綜合保護器無遠程數據傳輸接口，需要通過增加第三方的綜合保護器才能夠接入電力監(jiān)控系統(tǒng)。同樣在皮帶運輸系統(tǒng)改造過程中，系統(tǒng)本身都具有完善的本地控制系統(tǒng)，但在接入綜合自動化平臺時，1050大巷皮帶PLC設備無遠程數據傳輸接口，主井皮帶無PLC設備數據配置點表，最后經改造1050皮帶控制系統(tǒng)后接入綜合自動化平臺，但還存在一些數據（如變頻器的電流、電壓值）無法采取的問題，而主井皮帶雖取得了PLC設備數據配置點表，但PLC本身未配置網關而無法建立通訊，且PLC數據配置點表本身也沒有寫入遠程控制程序，現在主井皮帶仍無法正常接入。因此在建設以PLC設備做控制系統(tǒng)時，需要對PLC設備進行完整的配置，且對PLC設備數據配置點表要有備份。

2)、系統(tǒng)接入所需的軟件條件

綜合自動化系統(tǒng)對各子系統(tǒng)進行數據采集同樣需要基于一 6 / 9

定的軟件傳輸協(xié)議，目前行業(yè)內通用的軟件傳輸協(xié)議主要有OPC、FTP、DDE等。同時在系統(tǒng)軟硬件接口具備后，綜合自動化系統(tǒng)需要按照一定的規(guī)范對采集的數據進行分類存儲和顯示，此種規(guī)范須由原廠商提供，才能獲取有效數據點表配置。

3)、系統(tǒng)接入需要系統(tǒng)原始廠商提供良好的支持

綜合自動化系統(tǒng)對各子系統(tǒng)的接入不是用戶和綜合自動化系統(tǒng)廠商單方面的工作，同時需要子系統(tǒng)原始廠商提供良好的合作和支持。如在進行主井皮帶控制系統(tǒng)接入過程中，由于涉及到修改主井皮帶上位機的網絡參數，需要皮帶控制系統(tǒng)廠商提供技術支持，但由于一些特殊原因該廠家拒絕提供服務，導致目前無法接入該系統(tǒng)。因此，在以后建設子系統(tǒng)時，除了對系統(tǒng)廠商提出需要具備必要的軟硬件要求外，還需要選擇具有良好口碑及信譽的廠商。

四、輔助生產自動化項目建設中存在的問題及改進方向

1、存在的問題

新柏煤礦通過本次建設，我們感覺到在煤礦安全生產綜合自動化建設上主要存在以下統(tǒng)一性問題：

（1）對綜合自動化技術的發(fā)展認識不足，信息技術應用投入不足。

（2）綜合自動化基礎設施裝備較落后，信息規(guī)模及涵蓋范圍較小。適用于煤礦井下的信息技術、電子信息產品和信息系統(tǒng)的研發(fā)及產業(yè)化水平非常落后。

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（3）目前適合煤礦行業(yè)特點和需求的軟硬件與電子專用設備、儀器仍比較缺乏，難以滿足煤礦安全生產的需求和技術升級的需要。

（4）安全監(jiān)控系統(tǒng)采用的是分布式系統(tǒng)，開放性差，而且監(jiān)多控少，系統(tǒng)之間信息不能共享，信息處于孤島狀態(tài)。雖然煤礦生產中大多機電一體化產品實現了設備的自動化，但沒有通訊功能，處于自動化孤島狀態(tài)。

（5）我國傳感器技術發(fā)展較慢，雖然根據煤礦生產的特殊性，研制了各種各樣的傳感器，但其使用壽命較短，產品質量和靈敏度與國際水平相比差距較大。

（6）缺乏高水平的安全生產和信息化管理復合型人才，缺乏規(guī)范的信息化安全生產管理業(yè)務流程。

（7）設備標準不統(tǒng)一，硬件廠家物理接口、通訊接口不統(tǒng)一，軟件廠家建設標準不統(tǒng)一。各按各個的標準去推廣，加上煤礦特殊性，沒有統(tǒng)一標準去招標，先建的系統(tǒng)、后上的設備，標準不一。

2、煤礦綜合自動化今后的建設方向

煤礦綜合自動化系統(tǒng)是現代化煤礦建設的一個趨勢和必要環(huán)節(jié)。也是一個長期的復雜過程，是在不斷實踐中不斷完善的過程，對其本質掌握也是逐步獲得。隨著煤炭企業(yè)信息化的發(fā)展和信息技術的不斷應用，將大大提高煤炭企業(yè)全方位的科技含量和生產效率，降低生產成本，大幅提高安全生產的保障水平，創(chuàng)造 8 / 9

可觀的經濟效益。新柏煤礦將從以下幾方面進行建設：

（1）探索性的將對采、掘工作面進行數據采集、視頻監(jiān)控。

（2）網絡的融合：監(jiān)測、監(jiān)視、監(jiān)控、通訊等多網融和。建立統(tǒng)一的數據傳輸通道，實現雙網、雙環(huán)、雙冗余結構，增加網絡傳輸的可靠性。

（3）統(tǒng)一的軟硬件平臺 ：整合各生產子系統(tǒng)，建立系統(tǒng)縱向、橫向間的聯系。統(tǒng)一軟件開發(fā)平臺、人機界面、數據接口、通信協(xié)議等。融和系統(tǒng)間的功能，便于操作、查詢、決策。

（4）數據的融合：統(tǒng)一數據庫，合理數據結構，實現數據共享。簡化了系統(tǒng)和網絡結構，建立并協(xié)調了系統(tǒng)間的關系，統(tǒng)一了軟件開發(fā)平臺、通信協(xié)議、數據接口和數據庫，使得系統(tǒng)間更易互聯、信息更易共享，功能更易調用，在減少了系統(tǒng)投資的同時，也增強了系統(tǒng)的同一性、兼容性、可靠性、可擴展性。

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第三篇：城郊煤礦綜合自動化系統(tǒng)設計與應用

城郊煤礦綜合自動化系統(tǒng)環(huán)網設計與應用

侯占利[1]

(1 城郊煤礦調度室 河南永城 476600 ；)1概述

城郊煤礦是永煤公司建成投產的第三對大型現代化礦井，礦井位于河南省永城市老城東側，交通便利，已經安裝好了安全監(jiān)控系統(tǒng)、礦壓觀測系統(tǒng)、水文觀測系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)等，但每個系統(tǒng)都有相對獨立數據傳輸系統(tǒng)，非常浪費資源。綜合自動化系統(tǒng)環(huán)網形成以后，所有系統(tǒng)可以就近接入工業(yè)環(huán)網，保證系統(tǒng)傳輸快速穩(wěn)定。城郊煤礦綜合自動化系統(tǒng)總體設計 2.1煤礦綜合自動化系統(tǒng)構成

煤礦綜合自動化系統(tǒng)利用先進的網絡技術、數據庫技術、系統(tǒng)集成技術將企業(yè)管理、生產調度、安全監(jiān)控等信息進行整合，實現企業(yè)數據采集和信息集成，達到監(jiān)、管、控一體化，滿足企業(yè)不同管理層面的需求。煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建成可實現全企業(yè)數據采集和信息集成，生產過程自動化、智能化，生產管理集約化，安全監(jiān)控數據化，遠程可控化。煤礦綜合自動化系統(tǒng)是一個包括井下生產監(jiān)控，井上綜合信息管理于一體的大型控制系統(tǒng)，具體應包括綜合自動化網絡平臺、提升在線監(jiān)測系統(tǒng)、壓風機在線監(jiān)測監(jiān)控、通風在線監(jiān)測監(jiān)控、主泵房排水系統(tǒng)、井下供電自動化系統(tǒng)（部分）、井下主煤流系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、煤礦應急救援網絡廣播系統(tǒng)（礦用IP廣播系統(tǒng)）、調度指揮系統(tǒng)改造、工業(yè)數字視頻系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。綜合自動化系統(tǒng)將各自動化子系統(tǒng)在異構條件下進行有效的集成與整合，實現對生產狀態(tài)的實時評估，以及業(yè)務數據的綜合分析。并通過對生產和安全中主要設備的監(jiān)測與控制，以達成全礦井生產調度、數據采集和決策指揮的信息化管理，提高礦井預防和處理各種自然災害和突發(fā)事故的能力。

2.2綜合自動化總體目標

城郊煤礦在永煤集團“裝備現代化、生產自動化、管理信息化”的建設思想指導下，提出依靠先進的管理理念、采用多種信息管理與自動化技術，建立全礦井監(jiān)測、控制、管理一體化、基于網絡綜合自動化的系統(tǒng)集成，以實現全礦井生產各環(huán)節(jié)的過程控制自動化、安全生產綜合調度指揮信息化。城郊煤礦綜合自動

化項目本著“統(tǒng)一設計、分步實施”的原則進行規(guī)劃設計。系統(tǒng)總體傳輸網絡采用1000M工業(yè)以太網。

2.3設計原則

立足于高標準、高起點、高要求，依據“國內先進、實用可靠、科學經濟”的原則，實現“煤礦裝備現代化、安全監(jiān)測數字化、輔助設施自動化、管理過程信息化”，把各礦井建設成為國內一流的現代化、數字化礦山。

從裝備現代化、生產自動化、管理信息化入手，提高工作效率，逐步實現除掘進工作面等少數子系統(tǒng)外實現無人值守操作的目標，在調度中心遠程完成生產過程監(jiān)控工作。

1、提高生產設備的自動化水平，滿足生產需要

2、實現無人化、少人化的礦井自動化生產

3、實現管理實時化與生產自動化的結合 3綜合自動化網絡平臺系統(tǒng) 3.1設計目標

綜合自動化網絡平臺主要是建設統(tǒng)一的監(jiān)測監(jiān)控綜合集成平臺，建設具有技術先進、信息化程度較高、指揮靈活、處理能力強的安全生產自動化和調度指揮系統(tǒng)，將礦井的各監(jiān)控子系統(tǒng)集成、匯聚到綜合自動化控制網絡平臺，充分考慮子系統(tǒng)的接入與整合，節(jié)省投資、資源共享，提高系統(tǒng)功能，并可與礦信息管理網實現無縫聯接，從而為信息化礦井建設奠定堅實的技術基礎。

系統(tǒng)建成后，使各自動化子系統(tǒng)數據在異構條件下可進行有效集成和有機整合，實現相關聯業(yè)務數據的綜合分析，集控中心人員或相關專業(yè)部門人員通過相應的權限對安全和生產的主要環(huán)節(jié)設備實時監(jiān)測和進行必要的控制，實現全礦井的數據采集、生產調度、決策指揮的信息化，為礦井預防和處理各類突發(fā)事故和自然災害提供有效手段。

總之，系統(tǒng)運行后，設備穩(wěn)定，傳輸可靠，系統(tǒng)安全，實現三網合一，達到監(jiān)、管、控一體化及減員增效的目的，建成本質安全型的數字化礦井。3.2系統(tǒng)網絡設計

綜合工業(yè)傳輸網絡平臺的主要作用是為城郊煤礦建立運行安全可靠、容量大、功能強、便于維護、穩(wěn)定可靠的數據傳輸網絡，要求能夠綜合傳輸城郊煤礦

各生產自動化子系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控數據、工業(yè)電視視頻圖像、數字語音、調度數據等信息，網絡應具有以下特點：快速實時、穩(wěn)定可靠、高安全性、保證服務質量、易于擴展、智能化網絡管理。

網絡走向：

調度中心機房內環(huán)網： 服務器網絡機房-〉調度室機房-〉機電工位 井下北翼環(huán)網（雙網）：服務器、網絡機房-〉（井底變電所）北石門變電所-〉西風井底變電所-〉西風井底面-〉1西北石門變電所-〉16采區(qū)變電所-〉北1#變電所-〉北風井地面-〉服務器、網絡機房

井下東翼環(huán)網（雙網）：服務器、網絡機房-〉井底變電所-〉東翼1#變電所-〉東南翼變電所-〉自動化綜采工作面-〉二水平東翼泵房變電所-〉東南翼泵房變電所-〉東風井-〉中央變電所-〉南翼1#變電所-〉服務器、網絡機房

地面環(huán)網： 服務器、網絡機房-〉主辦公樓-〉主井絞車房-〉副井絞車房-〉壓風房-〉矸石山-〉服務器、網絡機房

(地面環(huán)網改成單環(huán)網，不再分成２個環(huán)，交換機數量改成７個)相連：

主干光纜為2根 12 芯中心束管式礦用阻燃單模光纜，且下井路徑都為副井井筒 2根。

網絡交換機：

機房采用西門子XR324工業(yè)以太網核心千兆交換機，井下采用X414-3E工業(yè)以太網千兆交換機，對所有交換機進行VLAN劃分，劃分為5個VLAN，分別為自動化VLAN、視頻VLAN、無線通訊VLAN、安全監(jiān)控VLAN、礦壓（水文）VLAN，各系統(tǒng)接入相應的端口實現數據的傳輸。4 綜合自動化軟件平臺 4.1 軟件功能和指標

整個系統(tǒng)具有如下特點：

? 以具有雙機熱備的組態(tài)軟件為核心 ? 以OPC為主要通訊接口

? 以WEB網頁為信息發(fā)布的主要模式 4.2整套軟件將實現如下功能：

1、冗余功能

冗余包含兩個方面，服務器端和客戶端。對于服務器端，兩臺服務器處于熱備狀態(tài)，一臺工作，一臺備份；當任何一臺服務器失敗的時候，另一臺服務器能自動快速的切入工作狀態(tài)。對于客戶端，當其中一臺計算機出現故障時，可自動切換到另一臺計算機，以防止數據丟失或控制失控。

2、系統(tǒng)容量

系統(tǒng)輸入/輸出點位能夠滿足可采集100K個監(jiān)控點；巡檢周期符合行業(yè)規(guī)定。

3、實時運行參數監(jiān)測

能顯示各種實時數據；并實現當被測參數超限、保護動作及設備運行狀態(tài)改變后發(fā)出語音、文字告警提示。各監(jiān)控子系統(tǒng)實時采集其生產工況參數并上傳至生產調度指揮中心，生產調度指揮中心操作員終端可以通過友好的HMI（人機界面：工藝流程圖、趨勢圖和棒狀圖等方式）和報表的形式能實時監(jiān)控全礦生產設備的運行狀況，并可召喚打印，以便于報表分析。5 結論

城郊煤礦綜合自動化系統(tǒng)使各自動化子系統(tǒng)數據在異構條件下得到有效集成和有機整合，集控中心人員通過相應的權限對安全和生產的主要環(huán)節(jié)設備進行實時監(jiān)測和必要的控制，實現全礦井的數據采集、設備控制的集中自動化，為礦井預防和處理各類突發(fā)事故和自然災害提供有效手段，對礦山安全生產以及減人提效有著重要意義。

參考文獻 ：

[1] 李白萍，趙安新，盧建軍 ．數字化礦山體系結構模型 [ J ]．遼寧工程技術大學學報，2008(12)[2] 宗立軍 探析煤礦 自動化和通信 技術現狀與發(fā)展趨勢[ J ]．城市建設，2012(26)： 51 — 52．

[3] 李?？?，李碩，何緒 文，張春輝 煤礦礦 井水處理工程存在的 問題及對策[ J ] ．中國給水排水，2012(02)： 31 — 32 作者簡介：

1.侯占利（1975-）女，助理工程師，現工作于河南能源城郊煤礦

第四篇：變電站綜合自動化系統(tǒng)建設調試運行（小編推薦）

變電站綜合自動化系統(tǒng)建設調試運行

結課論文

論文題目 姓名 班級 學號

智能變電站的結構形式

摘要：智能變電站是我國智能電網建設的重要環(huán)節(jié)，國內已有多個智能變電站建成投產，根據其過程層設備和間隔層設備之間的通信方式不同，其典型結構形式主要有三種。本文簡要介紹了智能變電站的概念與系統(tǒng)結構，并分析闡述了三種不同結構形式之間的差別和優(yōu)缺點。

智能變電站是智能電網建設在變電領域的重要內容，其主要作用就是為智能電網提供標準的、可靠的節(jié)點，目前已經在全國大面積鋪開建設。智能變電站的大規(guī)模建成投運，將會對電網的安全運行及電力企業(yè)的增效減耗提供更有力的支持。

一、智能變電站的概念

根據《智能變電站技術導則》的定義，智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的設備組合而成，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能的變電站。

二、智能變電站的系統(tǒng)結構

目前，智能變電站系統(tǒng)結構從邏輯結構層面分析，主要包括過程層、間隔層和站控層三個層次。

1.過程層。過程層由獨立的智能電子裝置和一次設備及其所屬的智能組件構成，其中，一次設備主要包括隔離開關、斷路器、電流/電壓互感器、變壓器等。歸納起來，過程層的主要功能有：系統(tǒng)運行過程中實時檢測各種電氣量，主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測；運行設備的狀態(tài)參數檢測，如斷路器、隔離開關的位置信息等；設備操作的控制執(zhí)行與驅動，如分、合斷路器，隔離開關等。

2.間隔層。間隔層設備主要由二次設備組成。這些二次設備主要有系統(tǒng)測控裝置、繼電保護裝置、計量裝置和故障錄波裝置等。間隔層只采用一個間隔的數據作用于該間隔一次設備的功能，也就是和控制器、傳感器以及遠方的輸入、輸出設備實現通信。歸納起來，間隔層的主要功能有：優(yōu)先控制統(tǒng)計運算、數據采集等控制指令的發(fā)出；實時匯總本間隔過程層的數據；實現本間隔操作的閉鎖功能；實現上下結構的通信功能；保護并控制一次設備的運行；實現操作同期和其他控制功能。

3.站控層。站控層位于變電站自動化系統(tǒng)的最上層，包括自動化站級通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)、站域控制、監(jiān)控系統(tǒng)、網絡打印服務器等，對整個變電站的設備進行監(jiān)控、報警以及信息的傳遞，主要用于數據、同步相量和電能量的采集，負責管理保護信息，具有監(jiān)控、操作閉鎖等功能。歸納起來，站控層的主要功能有：利用兩級高速網絡實全站數據信息的實時匯總，刷新實時數據庫，在設定的時間點登錄歷史數據庫；接收控制中心或調度中心的控制指令，同時將其傳輸至過程層和間隔層；在線維護過程層和間隔層的設備運行，對參數實施在線修改；具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；自動分析變電站故障，可進行操作培訓；根據規(guī)定將相關數據傳輸至控制中心或調度中心；可實現站內監(jiān)控和人機聯系；實現各種智能變電站高級應用。

三、智能變電站的不同結構形式

智能變電站從最初的試點工程階段到大規(guī)模建設階段，由于相關技術的發(fā)展水平和應用需求的不同，在智能變電站技術發(fā)展的不同階段出現了不同的結構形式，主要差別在于過程層設備和間隔層設備之間的通信方式。

1.“點對點”結構的智能變電站

常規(guī)變電站在結構上就是按照間隔劃分的“點對點”結構，每個間隔的底層設備信息，如電流、電壓、位置信息等，通過電纜硬接線直接接入到本間隔的二次設備上，因此“點對點”結構的智能變電站系統(tǒng)實現起來最為簡單。所謂“點對點”結構，就是指測量數據由合并單元通過光纖直接連接到需要數據的保護、測控、計量、錄波等裝置；設備的控制信號也是由保護、測控等裝置直接通過光纖連接到被控制設備的智能終端。其結構示意圖如圖1所示。

與常規(guī)變電站比較，“點對點”結構的智能變電站只是用光纖代替了電纜，并不能實現過程層信息的共享，沒能完全發(fā)揮出智能變電站應有的優(yōu)勢。在實現母差等復雜保護功能時，仍然需要把每個間隔的信息通過光纖直接連接到母差保護裝置上，光纖接線仍較復雜和繁多。同時，全站故障錄波等自動化功能也未能得到很好的解決。因此，隨著智能變電站技術的發(fā)展，“點對點”模式必將被全站信息共享的模式所取代。

2.基于網絡交換機的分布式智能變電站

電子式互感器、智能一次設備和智能組件等技術的不斷成熟，以及計算機高速網絡在實時系統(tǒng)中的應用不斷成熟，為智能變電站系統(tǒng)以及基于全站信息共享的保護和自動化技術的研究提供了良好的機會。采用工業(yè)以太網交換機作為過程總線，取代“點對點”光纖直連的方式，可以實現過程層信息的網絡交換和共享。其方式系統(tǒng)結構如圖2所示。

此種結構形式的特點：采用網絡交換機實現網絡通信，簡化了大量的光纖直連接線，為過程層數據的交換和共享打下了堅實的基礎。在此結構的基礎上，實現母差保護等復雜保護功能將非常容易。這種結構更好地發(fā)揮了智能變電站在信息交換方面的優(yōu)勢。

3.過程層分布采集、間隔層集中控制的智能變電站

過程層采用分布式結構，用合并單元和智能終端實現數據采集；間隔層集中處理，采用系統(tǒng)控制器實現全站保護和自動化功能；通信網絡采用網絡交換機實現信息的交換和共享。該系統(tǒng)結構如圖3所示。

過程層分布采集、間隔層集中控制的智能變電站系統(tǒng)包含兩類關鍵技術：

（1）保護、自動化功能整合技術。常規(guī)變電站的二次裝置主要有繼電保護、測控單元、故障錄波器、同步相量測量單元等裝置，這些裝置之間相互獨立，無法形成一體化的站控層應用系統(tǒng)。IEC61850標準為一體化平臺的實現提供了有力支持，可將測控、保護、錄波、同步向量測量等裝置整合成一體化的智能裝置，在站控層也提供集成應用后臺系統(tǒng)，為運行人員提供一體化功能環(huán)境。

（2）全站統(tǒng)一配置的集中式保護技術。集中式保護匯總了變電站每個設備的信息，在此基礎上可以實現母差保護等較復雜的保護功能。集中式保護技術不但可以利用變電站每個設備的信息，而且可以利用同一設備在不同時刻的信息，從而實現保護的快速性、選擇性、可靠性和靈敏性。并能實現一些變電站的站級控制功能，如無功補償、自動電壓控制等功能。

四、智能變電站不同結構形式方案比較 1.“點對點”結構的智能變電站方案

“點對點”結構形式的智能變電站，過程層設備和間隔層設備通過“點對點”的光纖直接連接，同一間隔內的過程層設備和間隔層設備存在對應關系?！包c對點”結構模式的通信通道是相互獨立的，不會因網絡問題造成信息阻塞；“點對點”模式與常規(guī)變電站架構相似，可以遵循以往常規(guī)變電站的經驗進行配置，最為簡單，在通信方面出現問題的概率最小?！包c對點”模式的智能變電站的主要缺點是不能實現數據的共享，且光纖接線復雜、繁多。由于“點對點”結構的智能變電站不僅技術上簡單可靠，而且比較實現容易，所以，這種方案在很多的智能變電示范工程中得到應用。

2.基于網絡共享的全分布式智能變電站方案

此方案采用網絡交換機實現全站信息的共享，過程層采用合并單元和智能終端實現數字化、信息化，間隔層按間隔和功能配置了保護和自動化裝置，這種方案的最主要優(yōu)點就是實現了全站信息的共享，同時能夠降低單一間隔設備故障時產生的影響?；诰W絡共享的分布式方案還不能基于共享信息配置全站的保護和自動化功能，難以全面發(fā)揮智能變電站信息共享的主要優(yōu)勢；同時，由于存在著大量的間隔層二次設備，使得網絡結構復雜，也增加了智能變電站二次系統(tǒng)的造價。此方案適合用在對變電站可靠性要求很高的高電壓等級樞紐變電站，可通過分布式間隔層設備承擔不同間隔的功能，以提高系統(tǒng)的可靠性。

3.基于網絡共享的集中式智能變電站方案 基于網絡共享的集中式智能變電站方案，完全采用以太網交換技術實現全站信息的共享，過程層同樣采用合并單元和智能終端實現數字化和信息化，與全分布式智能變電站方案不同的是，間隔層采用集中控制裝置實現全站的保護和自動化功能。該方案優(yōu)點是基于共享信息配置全站的保護和自動化功能，提高了智能變電站的自動化水平；同時簡化了間隔層二次設備，大大降低了工程造價。利用集中控制裝置的同時，也產生了相關的可靠性風險，集中控制裝置如果出現故障，對智能變電站的安全運行將會造成非常大的影響，因此通常需要配置冗余系統(tǒng)。集中式的結構也給按間隔停電檢修帶來問題，適用于低電壓等級的智能化變電站或高電壓等級智能化變電站的低壓部分。

4.基于網絡共享的集中、分布相結合的智能變電站方案基于網絡共享的集中、分布相結合的智能變電站結構方案，綜合了集中式和分布式的優(yōu)點，同時也克服了集中和分布式自身的缺點，根據變電站的實際情況配置集中、分布的功能，例如對高電壓等級采用分布功能，對低電壓等級采用集中功能，這種結構形式的智能變電站將是未來的發(fā)展目標。

第五篇：開灤(集團)荊各莊礦業(yè)分公司煤礦“四化”建設交流材料

開灤（集團）荊各莊礦業(yè)分公司 煤礦“四化”建設交流材料

為深入貫徹國家安監(jiān)總局、省政府指示精神，認真落實開灤集團公司、煤業(yè)公司工作要求，適應煤礦安全生產新形勢，不斷提升礦井安全管理水平，杜絕各類安全事故，我公司依托現有條件，以打造本質安全化礦井，實現“零死亡”為奮斗目標，積極開展和推進以“機械化、自動化、標準化和信息化”為主導的“四化”建設工作，取得了一些成效，下面，就荊礦公司“四化”建設工作的主要做法和效果做一下簡要介紹，供會議交流和討論。

一、礦井簡介

開灤（集團）荊各莊礦業(yè)分公司始建于1958年，1976年開始試生產，1979年1月1日正式投產。目前，持有采礦許可證、安全生產許可證、工商營業(yè)執(zhí)照,礦長安全資格證;屬證照齊全的合法生產礦井。礦井設計生產能力為170萬噸/年，2012年礦井核定綜合生產能力為195萬噸/年，瓦斯鑒定等級為瓦斯礦井。礦井開拓方式為立井多水平、暗斜延深。主要開采煤層有：9煤層、11煤層、12－1煤層、12－2煤層。礦井有完善的通風、排水、提升運輸、供電、安全監(jiān)測監(jiān)控等生產系統(tǒng)。通風方式采用中央并列抽出式，主井回風、副井、風井進風；采煤方法主要是走向長壁綜合機械化采煤法。因資源枯竭,礦井目前處于收尾挖潛開采，現有-375、-475、-530三個生產水平。生產單位設置有兩個綜采隊、一個掘進區(qū)、一個開拓區(qū)、一個綜采安拆項目部，員工3713人。

二、“四化”建設的主要做法和成果

（一）積極提高礦井機械化水平

1.回采機械化。我公司在2006年以前的回采生產格局為兩個綜采工作面一個炮采工作面，2006年提出取消炮采工藝，實現回采綜采率百分百的目標。經過半年的努力在2006年下半年通過對設備工藝的更新使炮采區(qū)成功轉型為綜采區(qū)，礦井回采綜采率達到百分百。截止目前，荊礦的回采生產格局為兩個綜采工作面，單產達到7.2噸/月，原煤效率達到8.5噸/工，達到行業(yè)一級標準?；夭蓮臉I(yè)人員由2006年1200人縮減到現在420人，大大提高了生產效率和安全把握度。

2.掘進機械化。我公司投產初期掘進工藝全部采用炮掘工藝，從上世紀八十年代起引進前蘇聯掘進機開始了綜掘工藝的發(fā)展之路，經過三十多年的發(fā)展，荊各莊礦實現了掘進綜掘率百分百的目標。采用的掘進機由小功率發(fā)展到大功率，由單一切割型發(fā)展到切割、前探支護、上梁綜合功能型，由全煤巷道機械化掘進發(fā)展到半煤巖、全巖巷道機械化掘進。通過掘進機械化的發(fā)展荊各莊礦的掘進效率由每月每頭平均進尺150米提高到每月每頭平均進尺400米，掘進作業(yè)線由8條減為了4條，掘進人員減少了60%左右。施工質量達到行業(yè)一級標準，實現了掘進工藝的高產高效。

3.綜采安拆機械化。眾所周知，綜采工作面的安裝具有施工人員集中、施工順序復雜、施工對象體積大、重量重、施工環(huán)境復雜等諸多特點。荊各莊礦原有的綜采安拆工藝采用絞車，千倍拉等設備設施工安裝具有操作穩(wěn)定性差，控制調整困難，安全可靠性低等諸多安全隱患。荊各莊礦在2013年開始逐步引進以液壓叉車、液壓回撤平臺、液壓組裝支架等安拆專用設備配合軌道運輸，實現復雜條件下工作面機械化快速安拆工藝，綜采安拆效率較以前提高了2.3倍，事故發(fā)生率也大幅度減低。目前，我公司采、掘、安拆進機械化均已達到100%。

（二）努力推動礦井自動化建設 1.地面變電站供電系統(tǒng)自動化

公司地面變電站采用SD2000綜合自動化系統(tǒng)，保護和監(jiān)控具有各自獨立的交流采樣回路，既保證了監(jiān)測精度，又保證了保護所要求的抗飽和性能。原變電站裝設的二次系統(tǒng)僅適合肉眼監(jiān)視、人工抄表、手動操作，所記錄的數據誤差大、離散性高、可信度低，值班員記錄的報表常年累月大量堆積，無法從中得到有用的數據再利用。2006年經改造升級后，后臺監(jiān)控系統(tǒng)由工業(yè)微機組成，負責整個系統(tǒng)的協(xié)調和管理，顯示各種畫面、表格、警告信息和管理信息，同時提供遙控、遙調等操作界面，負責對模擬量的控制，保證了實時數據以及各種歷史數據最新最完整的數據備份，一旦服務器故障時能夠及時有效的恢復歷史數據。該系統(tǒng)實現了模擬量精度調整，方便了現場分合閘操作、調試、效驗，同時可以收集眾多需要的數據和信息，將綜合結果反映給值班人員，還可以提供事件分析的結果。這樣可以快速發(fā)現問題、處理事故，盡早恢復供電，對提高供電的可靠性起著重要作用。

同時，變電站綜合自動化系統(tǒng)可將監(jiān)測到的數據實時上傳局域網，使有關領導、調度室及時掌握變電站運行情況。改造升級后的變電站綜合自動化系統(tǒng)消除了我公司高壓供電中的多處安全隱患。如：變電站直流系統(tǒng)接地、主變差動保護誤動作、開關越級掉閘、站內易燃電纜火災隱患等，確保了公司安全、可靠供電，為真正實現變電站無人值守奠定了基礎。

2.地面壓風機房自動化

四臺壓風機全部采用全中文PLC液晶顯示微電腦控制系統(tǒng)，機組可自動根據系統(tǒng)中的耗氣量自動調節(jié)排氣量，自動控制壓縮機的起動、運行和停機，有空車過久停機功能、自動停機、自動啟動功能；有預留擴展信號、能接收DCS系統(tǒng)發(fā)來的遠控啟動/停止信號；系統(tǒng)留有無源接點及RS485通訊接口。實現了集中聯鎖控制、遠程操作控制，實現了壓風機房有人巡視無人值守的效果。

3.礦井提升系統(tǒng)自動化

副井絞車電控系統(tǒng)使用多PLC控制，使用工控機進行自動監(jiān)控。監(jiān)控內容包括運行速度、行程、安全保護、設備運行狀態(tài)、提升信號等，并要保存歷史記錄。具有通訊接口，保證了遠程監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用。實現了日常安全保護的試驗功能，包括：軟硬過卷、繩松、井口2m/s限速保護、閘木磨損保護、急停、信號閉鎖、編碼器故障等。絞車電控系統(tǒng)與提升信號系統(tǒng)實現了閉鎖控制。

主井采用轉子變頻方案，“交流異步電機+全數字矢量變頻+多PLC網絡控制+上位機診斷與監(jiān)控+局域網信息互聯”控制模式。這套系統(tǒng)安全可靠，即使有故障，可以及時報警和查找歷史記錄，迅速找到故障點，降低了維修人員勞動強度，減少了維修人員配置。

4.礦井排水半自動化

井下三個水平泵房裝備有28臺水泵，通過更換水泵出口多功能逆止閥，實現了開、停水泵不用開關出水閘閥，就能一鍵啟停水泵，降低了開停水泵勞動強度。并使每個主排水泵房值守崗位由2人減少至1人，進一步降低了用工數量。

5.余熱利用自動化系統(tǒng)

利用礦井壓風機冷卻循環(huán)水余熱、洗澡廢水排水余熱，使用兩臺500KW GSHP495螺桿式水源熱泵機組，傳感器采集各處溫度，通過PLC控制實現職工洗澡水溫度的自動化恒溫控制。取消了一年四季燃煤蒸汽鍋爐投入使用。

（三）強力推進礦井安全質量標準化建設

1.夯實基礎，實現標準化工作動態(tài)達標。一是加大標準化檢查和考核力度。將安全質量標準化作為安全檢查的重要內容，堅持定期檢查和不定期抽查相結合的方式，對標準化問題較多，標準較低的區(qū)域和工作面直接下發(fā)“一警兩書”直接納入安全工資考核，進一步強化管理，有力推動了作業(yè)現場的安全質量標準化達標工作。二是加大了作業(yè)現場環(huán)境治理力度。堅持每周對井下工作面實施重點排查，確定治理重點區(qū)域，然后安排專人進行跟蹤管理，堅持做到對不達標區(qū)域發(fā)現一個、治理一個，達標一個，我們平均每年開展10次作業(yè)環(huán)境治理專項整治活動，大大優(yōu)化了現場作業(yè)環(huán)境，為員工安全生產創(chuàng)造了有利條件。三是實施了專業(yè)現場辦公模式。在安全質量標準化檢查過程中，我們采取專業(yè)技術人員、專職安全管理人員、基層單位安全技術人員“三級聯查”的方式，對一些需要多專業(yè)協(xié)同解決的問題，由聯合檢查組現場制定整改解決方案，規(guī)定整改期限，區(qū)隊安排專人負責立即落實整改，整改逾期按天數加倍考核，大大提高了檢查的實效性。

2.注重學習，提升標準化規(guī)范管理水平。我公司定期組織開展對安全、技術、機電三類管理人員的安全質量標準化技術競賽活動，考試范圍覆蓋安全、采掘、機電、通防、地測五大專業(yè)，一方面檢驗安全、技術管理人員日常知識積累情況。另一方面也激發(fā)了安全、技術管理人員的學習熱情，營造了良好的學習氛圍，有效提高了管理人員的標準化理論水平，為做到更加規(guī)范的管理打下基礎。

3.落實責任，建立了標準化考核掛鉤機制。我公司采取正激勵的方式，實行了安全質量標準化與各專業(yè)、各部室負責人的收入相掛鉤的考核機制，集團公司、煤業(yè)公司等上級部門的檢查結果直接作為安全工資、安全獎勵資金的分配依據，對前三名的專業(yè)進行獎勵，有效的調動了各專業(yè)、各部門、各單位抓好安全質量標準化工作積極性。4.典型引路，提高標準化工作整體水平。我們以現場會為抓手，開展了創(chuàng)建安全質量標準化示范工程、示范崗位、標準作業(yè)線活動。今年以來，先后在0090綜采工作面、1122收尾工作面成功的召開了公司規(guī)模的安全質量標準化達標現場會。通過現場會，進一步推廣優(yōu)秀單位的好經驗、好做法，塑造精品、打造亮點，為各單位樹立典型，推動了公司安全質量標準化工作整體水平的提高。

（四）不斷加強礦井信息化建設 1.安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

礦井裝備1套KJ101N型礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，根據國家安全生產行業(yè)標準《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢驗儀器使用管理規(guī)范》(AQ1029-2007)要求，2007年11月我們對該系統(tǒng)進行了升級改造。主要對井下分站和傳感器更換、監(jiān)控主程序升級、短信報警數據傳輸和網絡功能等各個方面進行了更新?，F井下所有回采工作面均安裝了甲烷、溫度、CO傳感器，實現了“甲烷電”及“故障”閉鎖功能。井下所有掘進工作面均安裝了甲烷斷電儀，實現了“甲烷電”、“風電”、“甲烷風電”及“故障”閉鎖功能。地面及井下所有煤倉均安設了甲烷傳感器，機電硐室安裝了溫度傳感器。截止目前,地面及井下有關地點已經配齊配足甲烷、溫度、CO、風速、風壓、開停、煙霧等各類傳感器198個；所有傳感器數據均能傳輸到地面計算機并與集團公司聯網，在地面就可以隨時查看井下各地點實時監(jiān)測風流中的瓦斯情況。

2.通訊聯絡系統(tǒng) 礦井采用DH數字程控調度機，實際使用門數100門，交換機最大容量2048門，可滿足未來擴容需要。中繼采用數字中繼，信令形式為中國1號信令，直接與集團公司調度交換主機對接。內置嵌入式錄音系統(tǒng)，實現全部通話錄音功能。調度控制中心采用工業(yè)級觸摸液晶顯示屏，采用2B+D與交換系統(tǒng)接入。調度交換機電源采用高頻直流電源進行供電，備用電源采用蓄電池組，可在斷電情況下滿足十小時以上供電需求。目前，我公司井下各水平、車場、調度站、配電硐室、火藥庫、各皮帶巷、轉載點、各工作面迎頭、出口、液泵等處均設有能夠直通公司調度室的電話，保證了井上、下通訊聯絡暢通。

3.人員定位系統(tǒng)

公司采用中礦華沃KJ280型井下人員定位系統(tǒng)。2010年11月20日開始安裝，2011年3月開始正式運轉。礦井井口、重點區(qū)域出入口、限制區(qū)域、巷道分支處，避難硐室等地點均設置了人員定位系統(tǒng)分站。該系統(tǒng)能夠及時、準確的將井下各個區(qū)域人員和移動設備情況動態(tài)反映到地面計算機系統(tǒng)，隨時掌握井下人員和移動設備的總數和分布情況，能夠跟蹤記錄每個員工入井、出井時間及運動軌跡?，F井下有讀卡器分站96個；數據傳輸光纖10120米；集控安裝專用電腦2臺；入井人員都配發(fā)有人員定位卡，實現了井下人員的實時定位功能。

4.安全管理信息系統(tǒng)

我公司一直在積極探索和嘗試建立一套信息化的安全管理系統(tǒng)，運用局域網信息平臺改變傳統(tǒng)的以人為主的安全管理模式，用計算機取代人工處理大量繁雜的安全信息，實現安全管理過程的流程化、規(guī)范化，保證決策的科學化，進一步提升安全管理水平。為此，我公司2013年年初與北京龍軟信息工程公司合作開發(fā)了一套安全管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)的核心功能是能夠實現對基層單位的安全情況進行實時化、動態(tài)化監(jiān)控，為安全管理提供科學依據。

我們的主要做法是，首先確定了將事故、違章、隱患、一警兩書和疲勞指數作為安全監(jiān)控的五種監(jiān)控項目，然后對這五種項目涵蓋的問題進行量化并提前錄入到系統(tǒng)數據庫中，比如：我們規(guī)定發(fā)生輕傷是500點；違章按輕重分八級，分別從10點到100點；隱患按大小分四級、分別從3點到20點;限期整改通知書150點，黃牌警告通知書200點，疲勞作業(yè)（貪晚）每人1點。上級單位和機關業(yè)務保安部門在日常檢查中發(fā)現的安全隱患問題就可以錄入到安全管理信息系統(tǒng)中，并對應已經量化的點數。基層單位的點數情況會以柱狀圖的形式顯現，最高的單位也就是安全問題最多的單位，我們將這個單位列為周或月安全重點監(jiān)控單位，及時采取措施強化管理，這樣就達到了預警和實時監(jiān)控的目的。

三、“四化”建設的效果

近些年，我們通過扎實深入的開展“四化”建設工作，在安全、生產、經營方方面面都顯現出了良好效果。

一是通過“四化”建設，精簡了崗位用工數量，節(jié)約了企業(yè)用工成本，實現了“降本增效”。二是充分利用和整合了現有的安全管理、生產調度、監(jiān)測監(jiān)控、辦公自動化等信息化系統(tǒng)，逐步建立了一套從井下到地面的礦井綜合管理系統(tǒng)，提高了管理效率。

三是實現了關鍵區(qū)域、重點工程的安全質量標準化動態(tài)達標，進一步提高了作業(yè)現場的安全系數。

四是提高了安全生產重大事故的預警預測水平和防范能力。

五是提高了礦井的綜合生產能力和機械化裝備水平。雖然，荊礦公司圍繞“四化”建設投入了大量精力、做了大量的工作，但就目前情況而言，與先進的兄弟礦井相比還存在很大不足，特別是在智能設備更新換代、新技術新工藝的推廣應用上。在今后的工作中，我們將繼續(xù)堅定不移的開展“四化”建設工作，加大資金投入力度，完善配套機制建設，彌補現有不足，不斷推動“四化”建設工作上水平、上層次，逐步向本質安全化礦井和“零死亡”礦井邁進。

以上是我公司“四化”建設的具體情況，請與會專家多提寶貴意見和建議，幫助指導我們更好的開展工作。