DB14T 2815-2023煤礦掘進(jìn)作業(yè)智能管控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范

ICS73.100.1014CCSD9214山 西 省 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB14/T2815—2023煤礦掘進(jìn)作業(yè)智能管控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范Codeforconstructionofintelligentcontrolsystemforcoalmineexcavationoperation20232023100820240107山西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局??發(fā)布DB14/T2815DB14/T2815—2023DB14/T2815DB14/T2815—2023目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1縮略語(yǔ) 1總體架構(gòu) 2技術(shù)要求 3其他要求 4II前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意：本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由山西省能源局提出、組織實(shí)施和監(jiān)督檢查。山西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的組織實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)督檢查。本文件由山西省能源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。IIII煤礦掘進(jìn)作業(yè)智能管控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范范圍（本文件適用于山西省井工煤礦掘進(jìn)作業(yè)智能管控系統(tǒng)的建設(shè)。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求GB/T22240信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)指南術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。煤礦掘進(jìn)作業(yè)智能管控系統(tǒng)IntelligentControlSystemforCoalMineExcavationOperations智能聯(lián)動(dòng)intelligentcontrol縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。4G：第四代移動(dòng)通信技術(shù)（The4thgenerationmobilecommunicationtechnology）5G：第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5th-Generation）AI：人工智能（ArtificialIntelligence）EPA：開(kāi)放性實(shí)時(shí)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（EthernetforPlantAutomation）Ethernet/IP：以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議（EthernetIndustrialProtocol）IoT：物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）RTPS：實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（Real-timeTransportProtocol）Wi-Fi：無(wú)線(xiàn)保真（WirelessFidelity）1總體架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖1。數(shù)據(jù)采集層主要通過(guò)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)對(duì)掘進(jìn)工作面基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、掘進(jìn)工作面地質(zhì)數(shù)據(jù)、掘進(jìn)工APP5.1.4AI部署架構(gòu)圖2部署架構(gòu)圖22。掘進(jìn)工作面?zhèn)戎饕ㄟ^(guò)接入單兵裝備、設(shè)備、環(huán)境傳感器等數(shù)據(jù)，并通過(guò)攝像機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)視頻技術(shù)要求動(dòng)態(tài)地質(zhì)模型GIS、3D宜采用虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等技術(shù)對(duì)井下巷道與掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行三維重現(xiàn)，實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)設(shè)備的位姿、運(yùn)行狀態(tài)以及作業(yè)環(huán)境信息，進(jìn)行掘進(jìn)真實(shí)場(chǎng)景再現(xiàn)。采用鉆探、物探等技術(shù)與裝備，對(duì)巷道待掘區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、瓦斯等進(jìn)行超前掘進(jìn)作業(yè)管理掘進(jìn)作業(yè)管理應(yīng)具備掘進(jìn)基礎(chǔ)信息管理、作業(yè)過(guò)程智能識(shí)別、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析的能力，具體如下。基礎(chǔ)信息管理。具備掘進(jìn)計(jì)劃和任務(wù)排程自動(dòng)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和偏差預(yù)警。具備掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程、技術(shù)措施等設(shè)計(jì)文件的審批、管理。作業(yè)過(guò)程智能識(shí)別。AIAI、IOT具備掘進(jìn)作業(yè)的驗(yàn)收管理。實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中錨桿（索）孔施工質(zhì)量、錨固劑填裝數(shù)量、錨桿預(yù)緊力、錨固力和錨索拉拔力等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的智能監(jiān)測(cè)，具備錨桿錨索編號(hào)管理，明確支護(hù)作業(yè)的作業(yè)人員、驗(yàn)收時(shí)間、驗(yàn)收結(jié)果等信息，具備工程質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以及工程質(zhì)量追溯功能。具備與智能手機(jī)、智能頭盔等單兵裝備實(shí)時(shí)互聯(lián)功能，能夠?qū)崟r(shí)推送掘進(jìn)作業(yè)異常報(bào)警及工序執(zhí)行情況。具備與超前探作業(yè)聯(lián)動(dòng)功能，根據(jù)超前探信息及實(shí)時(shí)進(jìn)尺數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提醒剩余允許掘進(jìn)距離。生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析。3具備數(shù)據(jù)分析與輔助決策功能，通過(guò)分析進(jìn)尺影響因素、工序銜接、生產(chǎn)工效等數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)組織和生產(chǎn)計(jì)劃。具備與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)互聯(lián)互通，為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)提供掘進(jìn)作業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。掘進(jìn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)控制環(huán)境監(jiān)測(cè)智能分析與聯(lián)動(dòng)控制：基于已有的粉塵、瓦斯、水等災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面環(huán)境數(shù)據(jù)的智能分析、異常報(bào)警和掘、支、錨、運(yùn)工序的智能聯(lián)動(dòng)。人員危險(xiǎn)識(shí)別與聯(lián)動(dòng)保護(hù)：識(shí)別掘進(jìn)作業(yè)人員行為和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域人員接近、違章作業(yè)等報(bào)警、聯(lián)動(dòng)停機(jī)保護(hù)。環(huán)境及礦壓監(jiān)測(cè)具備設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、聯(lián)動(dòng)及故障診斷，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間智能交互與智能聯(lián)動(dòng)。具備掘進(jìn)工作面環(huán)境瓦斯、粉塵監(jiān)測(cè)功能。具備礦壓監(jiān)測(cè)功能，應(yīng)具有錨桿（索）應(yīng)力、頂板離層、巷道變形監(jiān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)錨桿（索）應(yīng)力、頂板離層位移、頂板下沉速度等報(bào)警功能。移動(dòng)應(yīng)用GB/T3836.1APP具備作業(yè)情況實(shí)時(shí)匯報(bào)情況功能，帶班隊(duì)長(zhǎng)可通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)查看各工序完成情況，輔助其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮，驗(yàn)收人員可根據(jù)任務(wù)完成情況，通過(guò)手機(jī)進(jìn)行當(dāng)班任務(wù)驗(yàn)收。具備遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)功能，可隨時(shí)隨地查看煤礦實(shí)時(shí)掘進(jìn)作業(yè)情況，并可在手機(jī)端完成各項(xiàng)業(yè)務(wù)審批操作，滿(mǎn)足移動(dòng)應(yīng)用。設(shè)備要求掘進(jìn)設(shè)備智能控制掘進(jìn)設(shè)備智能定位。具備掘進(jìn)設(shè)備慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及相關(guān)的測(cè)距、位移、動(dòng)態(tài)角度等傳感器，相關(guān)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婕刂行纳衔粰C(jī)。具備長(zhǎng)航時(shí)角分級(jí)航向姿態(tài)精度，厘米級(jí)定位精度。掘進(jìn)設(shè)備智能截割。具備自動(dòng)截割功能，可自動(dòng)完成升刀、掃頂、進(jìn)刀、割煤、掃底等工序。機(jī)載鉆機(jī)或錨桿鉆車(chē)具備就地控制或通過(guò)地面或井下集控中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。具備工況監(jiān)測(cè)、電液控/電控、支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制能力。設(shè)備故障診斷具備掘進(jìn)設(shè)備、機(jī)載鉆機(jī)、錨桿鉆車(chē)、帶式輸送機(jī)等相關(guān)設(shè)備的故障診斷，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流、電壓、溫度、震動(dòng)、液壓等參數(shù)，構(gòu)建診斷模型，實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)警、診斷。設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制4具備掘進(jìn)設(shè)備、機(jī)載鉆機(jī)、錨桿鉆車(chē)、帶式輸送機(jī)等設(shè)備的協(xié)同控制。具備環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)備聯(lián)動(dòng)，掘進(jìn)工作面瓦斯等環(huán)境因素發(fā)生異常時(shí)，可聯(lián)動(dòng)停機(jī)。AIAI具備環(huán)境監(jiān)測(cè)異常和礦壓監(jiān)測(cè)異常信息可自動(dòng)推送至單兵裝備及井上、下警示設(shè)備功能。其他要求通信網(wǎng)絡(luò)IEEE802.31000MbpsEthernet/IP、PROFINET、MODBUS-RTPS、EPA4G、5G、WI-FI6WI-FI6802.11ax網(wǎng)絡(luò)安全GB/T22239、GB/T22240保證掘進(jìn)工作面工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)等外部網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)工業(yè)隔離區(qū)實(shí)現(xiàn)邊界防護(hù)，同時(shí)接入全礦級(jí)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。對(duì)登錄的用戶(hù)進(jìn)行身份標(biāo)識(shí)和鑒別，身份標(biāo)識(shí)具有唯一性，