煤炭工業(yè)信息化、現(xiàn)代化礦井課件

1、煤炭工業(yè)信息化與現(xiàn)代化礦井西安科技大學(xué)研究院副院長 宋 柏西安科技大學(xué)簡介西安科技大學(xué)歷史悠久，底蘊深厚，前身是西安礦業(yè)學(xué)院，1958年建校，2003年定名為西安科技大學(xué)。學(xué)?，F(xiàn)有17個學(xué)院、2個直屬部、一個獨立學(xué)院。擁有安全技術(shù)及工程國家重點學(xué)科，10個省部級重點學(xué)科，5個省級名牌專業(yè)，3個省部級重點實驗室，1個省部級工程研究中心，1個國家礦山救援研究中心。現(xiàn)有1個博士后科研流動站，9個博士學(xué)科點，初步形成了以地礦及其相關(guān)學(xué)科為特色，工、理、文、管、法協(xié)調(diào)發(fā)展的辦學(xué)格局。西安科技大學(xué)人力資源學(xué)?，F(xiàn)有在編教師1006人，其中，正、副教授360人，具有博、碩士學(xué)位者700余人，省“三五”人才4名

2、，入選國家百千萬人才計劃1人，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才4名，享受國務(wù)院政府津貼的有27人。學(xué)校還有包括8名院士在內(nèi)的200余人的高水平兼職教師隊伍。西安科技大學(xué)科技實力學(xué)?？傮w科研實力位于陜西高校前十強。擁有3個省部級重點實驗室，一個教育部工程研究中心，2個校企共建的聯(lián)合研究基地，20個研究所；擁有大型實驗設(shè)施200余套；近年來，學(xué)校先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金項目30余項，年縱向科研經(jīng)費1000萬元以上；“十五”以來學(xué)校獲得國家科技進步獎1項，省部級科技獎勵61項，專利62項。學(xué)校十分重視科學(xué)研究在學(xué)校發(fā)展中的作用，建立了完善的科技創(chuàng)新體系，造就了一批優(yōu)秀的的學(xué)科帶頭人和中青年學(xué)術(shù)骨干，在現(xiàn)代礦山開

3、采技術(shù)、煤層自燃火災(zāi)防治、開采損害與環(huán)境保護、礦產(chǎn)資源評價與地質(zhì)災(zāi)害防治、巖土工程等領(lǐng)域形成了相對穩(wěn)定的、特色鮮明的研究方向。宋柏個人簡介 西安科技大學(xué)研究院副院長高級工程師、碩士生導(dǎo)師1976年畢業(yè)于西安科技大學(xué)電氣自動化專業(yè)1979年至1981年在西安電子科技大學(xué)進修通訊工程專業(yè)，在學(xué)校長期擔(dān)任電氣自動化專業(yè)教學(xué)及科研工作，長期從事煤炭行業(yè)電氣自動化通信工程方面的科研、工程設(shè)計及施工。目 錄一、國內(nèi)煤礦綜合自動化現(xiàn)狀二、煤礦信息化與自動化是煤礦安全生產(chǎn)的需要三、煤礦自動化技術(shù)平臺基本構(gòu)架 四、煤礦綜合自動化關(guān)鍵技術(shù)綜述五、煤礦數(shù)字化、信息化、自動化 六、數(shù)字礦山的目標(biāo)七、信息集成的7個方面

4、八、煤礦專業(yè)人才隊伍建設(shè)前言煤炭工業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃煤炭工業(yè)發(fā)展方針：依靠科技、促進升級。采用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)，加快安全高效大型現(xiàn)代化煤礦建設(shè)，大力推進中小型煤礦機械化，淘汰落后的工藝和裝備，提高煤炭重大裝備研發(fā)和制作能力，促進煤炭產(chǎn)業(yè)升級。 煤炭工業(yè)發(fā)展目標(biāo)：技術(shù)進步：大型煤礦采掘機械化程度達到95%以上，中型煤礦達到80%以上，小型煤礦機械化、半機械化程度達到40%。安全高效煤礦數(shù)量達到380個，產(chǎn)量占全國的45%，其中千萬噸級煤礦達到25個一、國內(nèi)煤礦綜合自動化現(xiàn)狀 目前，煤礦井下普遍使用的有工作面綜合監(jiān)測系統(tǒng)；環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)；機車信、集、閉系統(tǒng)；通風(fēng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)；電網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控

5、系統(tǒng)；束管監(jiān)測系統(tǒng)；皮帶集控系統(tǒng)；地音監(jiān)測系統(tǒng)等等。通信系統(tǒng)除礦用程控調(diào)度電話外，還有各種局部的移動通信系統(tǒng) ，如載波電話、感應(yīng)電話、泄漏通信系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、擴音電話等。 煤礦綜合自動化系統(tǒng)，旨在利用先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將以前的獨立控制的各生產(chǎn)、管理系統(tǒng)連接起來，結(jié)合自動化、網(wǎng)絡(luò)、通信、數(shù)據(jù)庫等新理論、新技術(shù)，將生產(chǎn)自動化、管理信息化的各項應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一在一個網(wǎng)絡(luò)平臺上，以保證對全礦井安全狀況和生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)測、監(jiān)視、控制和調(diào)度管理。 礦山企業(yè)信息化總體構(gòu)架 煤礦安全生產(chǎn)除需要嚴(yán)格規(guī)章制度，先進的開采和管理方法，可靠的采、掘、運、抽、排設(shè)備外，更離不開煤礦信息化和自動化技術(shù)及裝。這包括環(huán)境與生

6、產(chǎn)監(jiān)控與遙控、災(zāi)害預(yù)報預(yù)測、人員定位、生產(chǎn)調(diào)度通信、救災(zāi)通信、安全生產(chǎn)監(jiān)管等。三、煤礦自動化技術(shù)平臺基本構(gòu)架 煤礦自動化的目的是實現(xiàn)礦山主要系統(tǒng)與機電設(shè)備的集中控制，集成各種礦山生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)與管理信息。必須站在煤礦企業(yè)的高度去整體規(guī)劃和設(shè)計，根據(jù)“管控一體化”的思想，采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用世界先進的自動化產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和工業(yè)控制軟件，數(shù)據(jù)庫軟件，使礦井在“采、掘、運、風(fēng)、水、電、安全”等生產(chǎn)環(huán)節(jié)全面實現(xiàn)自動化控制，并將煤炭生產(chǎn)、管理的各個環(huán)節(jié)，統(tǒng)一在一個網(wǎng)絡(luò)平臺上，形成統(tǒng)一完整的有機整體。 生產(chǎn)控制中心的基本任務(wù)有：1、對礦井內(nèi)各控制系統(tǒng)發(fā)布控制命令，能監(jiān)視礦井各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)以及所需

7、的生產(chǎn)和安全參數(shù)；并能夠上聯(lián)集團公司廣域網(wǎng)，實現(xiàn)礦井與公司之間的生產(chǎn)與管理信息及時交換。2、實施井下除掘進頭以外的所有電氣設(shè)備均能在地面調(diào)度中心進行集中監(jiān)視和控制，井下個系統(tǒng)的控制實行無人值守，僅有巡檢工進行巡視和維護，巡檢工可以就地起?，F(xiàn)場設(shè)備，地面調(diào)度中心根據(jù)現(xiàn)場情況起停設(shè)備；對地面除絞車、鍋爐房、瓦斯抽放站外，均實現(xiàn)無人值守，設(shè)備的監(jiān)視和控制均在調(diào)度中心進行，實現(xiàn)全礦的管控一體化。煤礦綜合自動化系統(tǒng)集成平臺的信息系統(tǒng)具有信息存儲、交換、處理、服務(wù)等功能。 設(shè)備運行模塊含有：綜采工作面設(shè)備運行與控制系統(tǒng)；井下水泵運行與控制系統(tǒng)；井下電機車運行與控制系統(tǒng)；井下變電所運行與控制系統(tǒng)；地面變電站

8、運行與控制系統(tǒng)；提升機運行與控制系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)含有：生產(chǎn)信息查詢系統(tǒng)；安全生產(chǎn)信息監(jiān)測管理系統(tǒng)；設(shè)備信息管理系統(tǒng)；礦井人員信息管理系統(tǒng)，礦井生產(chǎn)財務(wù)信息管理系統(tǒng)。 2、煤礦綜合自動化技術(shù)實踐礦井綜合自動化系統(tǒng)包括煤流系統(tǒng)（即采煤工作面自動化系統(tǒng)、運煤皮帶系統(tǒng)、主井提升系統(tǒng)、主井地面生產(chǎn)系統(tǒng)、裝車系統(tǒng)、煤量計量系統(tǒng)）；矸石流及輔運系統(tǒng)（即掘進工作面設(shè)備系統(tǒng)、運矸皮帶系統(tǒng)、矸石提升系統(tǒng)、地面排矸系統(tǒng)、軌道運輸系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)）；以及地面、井下電力調(diào)度系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、礦壓通風(fēng)系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)、地面水處理系統(tǒng)、鍋爐房控制系統(tǒng)、礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)。信息化是現(xiàn)代化礦井的實質(zhì)?，F(xiàn)代化礦井實質(zhì)上是依賴對

9、礦井地理、生產(chǎn)、安全、設(shè)備、管理和市場等方面的信息進行采集、傳輸、處理、應(yīng)用和提升，達到信息增值的目的。其主要內(nèi)容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計算機）、信息的應(yīng)用與集成（自動化）等等。信息是未來煤炭企業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，擁有全面完整、準(zhǔn)確的信息是企業(yè)提供生產(chǎn)能力，保障安全，提供管理水平、市場應(yīng)變能力和競爭能力的重要保障。生產(chǎn)、安全、地理和設(shè)備的信息通過網(wǎng)絡(luò)（通信線路）實時傳送到地面調(diào)度中心，使得煤礦的安全、生產(chǎn)管理決策更便于優(yōu)化，實現(xiàn)了電子生產(chǎn)，為減少設(shè)備及零配件的庫存量進一步降低噸煤成本，他們注重供應(yīng)鏈的管理，大力推進以計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的電子供應(yīng)鏈

10、。面對市場競爭日益嚴(yán)峻，他們轉(zhuǎn)為以市場的客戶為中心，重視客戶關(guān)系管理，實現(xiàn)自動配煤，滿足用戶對各種不同煤質(zhì)的需要，推動電子商務(wù)，先進采煤國的煤炭企業(yè)正向管控一體化和產(chǎn)銷一條龍發(fā)展，實現(xiàn)企業(yè)信息化。數(shù)字化是信息的表達形式，而且是信息最高、最先進的表達形式。由于計算機技術(shù)、微電子技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多煤礦的地理信息、生產(chǎn)信息、安全信息、設(shè)備工況信息從采集（傳感器）開始，就實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。由于信息是以數(shù)字的形式進行采集、處理、傳輸和應(yīng)用，因此，生產(chǎn)、安全、管理、市場等信息可以在一個統(tǒng)一的平臺上進行傳輸和交流，使所有的信息能得到充分的應(yīng)用，使所采集到的信息得到更大的增值。自動化是現(xiàn)

11、代化礦井的重要基礎(chǔ)和目的。自動化是指機械設(shè)備或生產(chǎn)過程（煤礦包括環(huán)境安全）、管理過程在沒有人的直接參與，經(jīng)過自動檢測、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操作控制，實現(xiàn)所要達到的目標(biāo)，信息化（數(shù)字化）的信息絕大部分來自于各種生產(chǎn)、工況、安全的自動檢測裝置（傳感器），這些是信息化（數(shù)字化）的基礎(chǔ)。反之，由于實現(xiàn)了信息化（數(shù)字化），可以在地面對礦井的生產(chǎn)設(shè)備的工況進行監(jiān)測和自動控制，可以實時、連續(xù)監(jiān)測各種地理、安全信息，大大減少井下作業(yè)人員的人數(shù)，這不僅可以提高效率，而且可以大大提高煤礦的安全水平。 實現(xiàn)了管控一體化之后，把生產(chǎn)、安全和管理有機地融合在一起，在管理層可以實時采集到許多生產(chǎn)、安全的信息、也

12、可以得到許多信息的變化趨勢，為信息化或數(shù)字礦山奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，利用一些先進的控制理論（如人工智能、專家分析等）建立煤礦安全生產(chǎn)所需的決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井安全、生產(chǎn)和效益的多目標(biāo)優(yōu)化和全礦井自動化，最終建成無人化礦井。地面信息管理子系統(tǒng) 六、數(shù)字礦山的目標(biāo)1、應(yīng)用計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和煤礦生產(chǎn)工藝技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的有機集成。2、通過應(yīng)用軟件，實現(xiàn)經(jīng)營管理科學(xué)化，生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控制最優(yōu)化。3、保證煤礦生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)營效益和競爭能力。4、提高對客戶多種要求的響應(yīng)能力。數(shù)字礦井最終表現(xiàn)

13、為礦井的高度信息化、自動化、高效率、高安全和高效益。七、信息集成的7個方面數(shù)字化的核心實質(zhì)是信息化，其價值體現(xiàn)在綜合自動化方面。因此，作為數(shù)字化礦井的建設(shè)，需要從以下7個方面進行集成化考慮，以實現(xiàn)從礦井勘探、礦井規(guī)劃設(shè)計、礦井建設(shè)、煤礦生產(chǎn)過程、礦井安全、礦山經(jīng)營決策的數(shù)字化、信息化和自動化。1、礦產(chǎn)資源信息和礦山設(shè)計、礦井建設(shè)及開采過程的數(shù)字化、可視化，支撐技術(shù)為GIS、AutoCAD、虛擬現(xiàn)實及數(shù)據(jù)庫等。2、煤礦生產(chǎn)過程監(jiān)控、全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境監(jiān)測、生產(chǎn)過程信息綜合利用等方面的網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化。支撐技術(shù)為統(tǒng)一的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)、先進的監(jiān)測與控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)等。3、

14、各種檢測儀器儀表、自動化設(shè)備在惡生產(chǎn)環(huán)境中的安全可靠應(yīng)用與設(shè)備間的關(guān)聯(lián)聯(lián)動信息共享。支撐技術(shù)為各種傳感與測量技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)、大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路等。4圖像監(jiān)視和傳輸?shù)臄?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)。支撐技術(shù)為數(shù)字視頻3、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和圖像識別技術(shù)等。5煤炭企業(yè)管理信息化及電子商務(wù)系統(tǒng)。支撐技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)代企業(yè)管理等。 6基于信息融合技術(shù)滲透到生產(chǎn)、安全與經(jīng)營各個方面的決策支持系統(tǒng)。支撐技術(shù)為現(xiàn)代信息處理與融合技術(shù)、智能專家系統(tǒng)、現(xiàn)代企業(yè)管理等。7礦區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)等。八、煤礦專業(yè)人才隊伍建設(shè)信息化、自動化、現(xiàn)代化煤礦建設(shè)和發(fā)展的根本基礎(chǔ)是人才隊伍建設(shè)。沒有一支高素質(zhì)的人才隊伍，而是靠人海戰(zhàn)術(shù)去進行煤礦生產(chǎn)，只能帶來更大的安全生產(chǎn)隱患。所以，下一步針對新疆及阿克蘇地區(qū)煤炭行業(yè)的發(fā)展和需求，盡快以不同形式、不同方式加大高水平、高素質(zhì)、專業(yè)人才的培訓(xùn)和人才儲備，特別