2024年智慧礦山應(yīng)用研究報(bào)告-東軒研究

智慧礦山應(yīng)用研究目錄 3 3第一章智慧礦山發(fā)展概述 4 4 4 4第二章智慧礦山業(yè)務(wù)需求 7第二章智慧礦山業(yè)務(wù)需求 7 21 附件： 22 前言一、研究目的智慧礦山概念的提出，打破了之前的傳統(tǒng)思維。在智慧礦山時(shí)代，瓦斯等傳感器、電纜、電氣機(jī)械設(shè)備、鋼筋混凝土等等，所有這些將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，基于物聯(lián)網(wǎng)可以對礦山復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施更加實(shí)時(shí)有效的協(xié)同管理和控制。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以解決礦山企業(yè)生產(chǎn)中人員的安全環(huán)境、礦山災(zāi)害狀況的預(yù)測預(yù)報(bào)、重大災(zāi)害事故的減少或避免、安全生產(chǎn)的智能控制等問題。在此背景下，如何科學(xué)、有效構(gòu)建智慧礦山，成為推動我國智慧礦山快速發(fā)展與應(yīng)用的首要問題。為此，研究團(tuán)隊(duì)圍繞智慧礦山應(yīng)用領(lǐng)域開展研究，對智慧礦山的定義、發(fā)展歷程、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行了深入分析，對智慧礦山的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)給出了智慧礦山的整體架構(gòu)。在研究國內(nèi)智慧礦山建設(shè)的基礎(chǔ)上，立足我國發(fā)展實(shí)際，提出了推動我國智慧礦山發(fā)展的建議，希望能通過此研究為我國智慧礦山科學(xué)、高效的建設(shè)提供參考。二、主要結(jié)論1、隨著智慧礦山應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，礦山的生產(chǎn)和組織方式將會變得越來越“安全、綠色、智能、高效”。因此，智慧礦山建設(shè)將呈現(xiàn)出以下主要趨勢：第一，支持更透徹感知的實(shí)現(xiàn)；第二，支持更全面的互聯(lián)互通；第三，支持更深入的智能化。2、智慧礦山建設(shè)可遵循如下策略：對于政府：積極引導(dǎo)礦山企業(yè)向智能化發(fā)展；加大對智慧礦山建設(shè)的扶持力度；對于廠商：重視一體化信息平臺的建設(shè)；重視新一代信息技術(shù)的應(yīng)用；對于用戶：推動關(guān)鍵項(xiàng)目建設(shè)，保障智慧礦山建設(shè)順利進(jìn)行；加強(qiáng)應(yīng)用效果評估，不斷優(yōu)化和提高。一、定義信息進(jìn)行橫向整合，使得礦山企業(yè)管理人員可以隨時(shí)隨地查看監(jiān)測監(jiān)控、超限預(yù)警、人員定位、礦山技術(shù)的發(fā)展主要分為四個階段，包括原始開采階段、機(jī)械化階段、數(shù)字化階段和智慧1、原始開采階段：這一階段人們主要通過手工和簡單的工具稿刨、锨挖進(jìn)行礦山的采掘活2、機(jī)械化階段：這一階段礦山在采掘、運(yùn)輸、提升以及生產(chǎn)輔助方面采用大量機(jī)械設(shè)備和3、數(shù)字化階段：這一階段就是將礦山地面和井下的礦產(chǎn)資源開采的各4、智慧化階段，當(dāng)前發(fā)達(dá)國家在各個領(lǐng)域都快速的向智慧時(shí)代邁進(jìn)。智慧就是具我國智慧礦山的應(yīng)用主要體現(xiàn)在智慧生產(chǎn)、智慧監(jiān)控和智慧管理三個方面，下面分別介早期我國引進(jìn)了一些國外的無人采煤工作面系統(tǒng)，包括2000年鐵法小青礦、2003年馬蘭礦、2005年大同引進(jìn)DBT刨煤機(jī)自動工作面。2005年神華神東公司先后建成榆家梁煤礦哈拉溝半截源集團(tuán)等在礦井調(diào)度指揮、通訊方面進(jìn)行了智能化建設(shè)，實(shí)施了“e”礦山工程、礦井“一卡通、2、支持更全面的互聯(lián)互通從二維平面向三維立體方向轉(zhuǎn)變，并且支持多種終端界面，例如：PDA、iPad、手機(jī)等；在礦山信息系統(tǒng)建設(shè)方面，將會從煙囪式、孤島式信息系統(tǒng)向集成統(tǒng)一平臺方向發(fā)展，支持開放的協(xié)議，3、支持更深入的智能化運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、知識發(fā)現(xiàn)、專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度指揮、資源預(yù)測、安全警示、突發(fā)事件處理等決策支持功能，實(shí)現(xiàn)礦山的智能化。如：在控制技術(shù)方面，將會從手動干預(yù)、有人值守向自動控制、無人值守方向發(fā)展，從局部的、有限的控制向全局的、泛在的控制方向發(fā)展；在安全管理方面，將會由被動的、事后響應(yīng)式管理向主動的、事先預(yù)警、預(yù)控方向發(fā)展；在決策支持方面，將會從經(jīng)驗(yàn)決策向智能化決策方向發(fā)展。一、業(yè)務(wù)特點(diǎn)二、業(yè)務(wù)需求礎(chǔ)設(shè)施分開。對礦山安全生產(chǎn)而言，在智慧礦山時(shí)代，瓦斯、CO等各類傳感器、電纜、電氣機(jī)礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中全面實(shí)現(xiàn)信息化、可視化、智能化、自動控等項(xiàng)目為主要管控目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)對礦山資源、采選工藝、安全系統(tǒng)的可查、可控、可追逆、生產(chǎn)經(jīng)營狀況，提高礦山生產(chǎn)和管理的時(shí)效性、有效性、資源優(yōu)化配置水平，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、促進(jìn)礦山可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。應(yīng)用層應(yīng)用層勤茶加工勤茶加工煉開采煉平臺層平臺層網(wǎng)絡(luò)層感知層管理體系安全體系管理管理體系安全體系管理構(gòu)件引擎標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)體系移動信按人網(wǎng)關(guān)移動信按人網(wǎng)關(guān)智能決策、礦山資源儲量存量監(jiān)控與預(yù)測等業(yè)務(wù)的支撐。決策決策支持系統(tǒng)績效管理平衡積分卡管理統(tǒng)計(jì)分析決策支持生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃管理工作面控制系統(tǒng)井下膠帶機(jī)控制系統(tǒng)供電系統(tǒng)壓風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)輸管理系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)主副井提升系統(tǒng)排水系統(tǒng)瓦斯抽放系統(tǒng)生產(chǎn)綜合資料來源：研究團(tuán)隊(duì)2013,06火區(qū)監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測工業(yè)電視系統(tǒng)束管監(jiān)測系統(tǒng)邊坡穩(wěn)定監(jiān)測卡車盲區(qū)監(jiān)測供配電控制炸藥混裝車監(jiān)控礦壓監(jiān)測系統(tǒng)車輛智能調(diào)度安全監(jiān)測系統(tǒng)科技管理節(jié)能管理黨群管理造價(jià)管理經(jīng)營管理安全管理水紋監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控控統(tǒng)監(jiān)系生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容包括剝離、采裝、運(yùn)輸、生產(chǎn)等主要生產(chǎn)流程，也包括供電、供水、排水等輔助生產(chǎn)流程，還有其它的安全保障系統(tǒng)。歷史查詢操作日志礦井廣播炸藥廠生產(chǎn)集控外購煤監(jiān)控吊斗鏟遠(yuǎn)程診斷加油車油量監(jiān)控環(huán)境監(jiān)測道路修筑監(jiān)視油庫監(jiān)測調(diào)度通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析報(bào)警分析統(tǒng)計(jì)報(bào)表實(shí)時(shí)監(jiān)測控制信息聯(lián)動分析資料來源：研究團(tuán)隊(duì)2013,06生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)包括從生產(chǎn)計(jì)劃制定、生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行到生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行跟蹤全過程的閉環(huán)管理，包含了三維展示、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)智能調(diào)度管理、生產(chǎn)輔助設(shè)計(jì)、機(jī)電管理、安全管理、質(zhì)量管理、節(jié)能環(huán)保管理及綜合分析管理。前端展示前端展示生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行設(shè)備運(yùn)行煤種煤質(zhì)其他生產(chǎn)綜合分析業(yè)務(wù)分析設(shè)備效能分析生產(chǎn)指標(biāo)分析檢評估與危險(xiǎn)[設(shè)備效能分析統(tǒng)計(jì)報(bào)表隱患分析礦山三維資料來源：研究團(tuán)隊(duì)2013,06用當(dāng)前準(zhǔn)確數(shù)據(jù)有效地指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)作過程，提高生產(chǎn)力、增強(qiáng)生產(chǎn)安全性、改善物料的流通性能，從而提高生產(chǎn)經(jīng)營效率。銷售管理、物資管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、設(shè)備管理和項(xiàng)目管理等業(yè)務(wù))、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)(SRM)、制度管理系統(tǒng)、本質(zhì)安全管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)(0A)、審計(jì)管理系統(tǒng)、科技管理系統(tǒng)、節(jié)系統(tǒng)、煤炭安全監(jiān)管系統(tǒng)等。決策支持系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)倉庫/商業(yè)智能技術(shù)對信息進(jìn)行收集、整合、及管理人員提供及時(shí)、準(zhǔn)確的分析報(bào)表和數(shù)據(jù)，提升企業(yè)整體生產(chǎn)經(jīng)營決策水平，增強(qiáng)企業(yè)的核感知層劃分為兩個子層，首先是通過傳感器、攝像頭等設(shè)備采集外1、安全生產(chǎn)井上下動態(tài)實(shí)時(shí)信息的采集。主要包括生產(chǎn)環(huán)境在線檢測信息(如水、火、瓦斯、頂板、人員定位等)、自動化生產(chǎn)信息(如綜采工作面控制信息、膠帶機(jī)集控信息等)以及其他生產(chǎn)指揮信息(井下工業(yè)電視信息等)。2、生產(chǎn)技術(shù)和運(yùn)營管理數(shù)據(jù)的采集。主要采集非實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)(如鉆備、通風(fēng)阻力測定成果等)和運(yùn)營管理數(shù)據(jù)(如財(cái)務(wù)管理、運(yùn)銷管理、人力資源管理等)。展方式、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路。將移動互聯(lián)網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)(FTTH)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一二、應(yīng)用重點(diǎn)(1)海量數(shù)據(jù)的分布式存儲與管理(2)海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的專業(yè)化分析與管理(3)異構(gòu)資源的集成與管理少數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本是一個巨大挑戰(zhàn)。云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)將各種信息傳感設(shè)備，如二維碼、射頻識別(RFID)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等裝置與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，從而給物體賦予智能，實(shí)現(xiàn)人與物、(1)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的人員定位系統(tǒng)、設(shè)備點(diǎn)檢系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)等已經(jīng)陸續(xù)應(yīng)用應(yīng)用于礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)管理，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在礦山企業(yè)安全生產(chǎn)(4)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集各大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，使集成整合后的系統(tǒng)大大的提高生產(chǎn)效率。系(1)移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突破安全瓶頸3G手機(jī)，既能當(dāng)電話，又能當(dāng)對講機(jī)。遇有突發(fā)事件，安全生產(chǎn)管理人員在指揮手機(jī)上一喊，(2)移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使安全監(jiān)控更加智能智慧礦山系統(tǒng)集成應(yīng)用各類傳感感知、信息通訊、術(shù)保障。井下通信信號易受干擾、普通2G手機(jī)輻射量高難用于高瓦斯礦井，制約礦山安全生產(chǎn)和管理。礦用本安3G手機(jī)具有信號繞射能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、輻射低等特點(diǎn)，可安全用于井急指揮。移動化安監(jiān)巡檢實(shí)現(xiàn)隱患排查整改及時(shí)高效。傳統(tǒng)井下安監(jiān)巡檢發(fā)現(xiàn)隱患后要通過紙質(zhì)記(3)移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提高礦山安全性利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的智慧礦山系統(tǒng)，可以對瓦斯突出、突用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在采礦領(lǐng)域的突破和發(fā)展，利用井上井下通信調(diào)礦井危險(xiǎn)性事故時(shí)有發(fā)生，井下復(fù)雜的環(huán)境給人員撤離和事故搶救帶來極大困難。若能及早確定井下人員所處的位置，會給營救工作帶來極大方便，將人員傷害減少到最小?，F(xiàn)有的識別技術(shù)，無論是IC卡、手紋識別技術(shù)還是紅外線編碼識別技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)簡單的人員考勤，無法很好解決對多個移動的物體和人員進(jìn)行快速識別和跟蹤。采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的RFID自動識別技術(shù)，對井下人員、設(shè)備進(jìn)行跟蹤定位在一定程度上能夠保障人員生命安全、減少財(cái)產(chǎn)的損失。將閱讀器安裝在井下一些重要的峒室、危險(xiǎn)區(qū)等需要監(jiān)控的地方，分布區(qū)域的大小可視井下具體環(huán)境而定。射頻識別卡可以內(nèi)嵌在安全帽中，無需附加攜帶裝備。在井下，員工只要穿過感應(yīng)區(qū)域，閱讀器就將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸電纜傳送到地面中心站，處理后保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中?；赗FID的井下人員定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)如下功能：1、井下人員查詢功能。實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前井下人員的分布情況(分布區(qū)域的大小由閱讀器的分布情況而定);查詢?nèi)我蝗藛T某一時(shí)刻所處的位置；查詢?nèi)我蝗藛T當(dāng)日或某日的活動蹤跡。2、安全保障功能。發(fā)現(xiàn)人員丟失或發(fā)現(xiàn)井下人員超過規(guī)定時(shí)間，自動報(bào)警提示并提供相關(guān)人員的名單；對事故現(xiàn)場被埋人員進(jìn)行搜尋和定位，以便及時(shí)救護(hù)。3、統(tǒng)計(jì)考勤功能。對下井人員進(jìn)行下井次數(shù)、井下停留時(shí)間等信息分類統(tǒng)計(jì)，便于考核；與此相應(yīng)的中長期數(shù)據(jù)儲存和有關(guān)報(bào)表的打印。4、信息聯(lián)網(wǎng)功能。作為礦山局域網(wǎng)的信息源，具有功能完善的數(shù)據(jù)庫?？上騇IS網(wǎng)提供所需與人員有關(guān)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。礦山機(jī)車的實(shí)時(shí)定位對拓展礦山軌道網(wǎng)現(xiàn)存容量，提高礦山機(jī)車的出行密度，提高礦山機(jī)車運(yùn)作的安全性等都有著重要的意義。準(zhǔn)確地了解每輛機(jī)車在任一時(shí)刻的位置就等于在任何時(shí)候都能夠動態(tài)地調(diào)整機(jī)車的啟程和到站時(shí)間，并且提高機(jī)車對不能預(yù)見情況的反應(yīng)，從而大大提高礦山運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量，有力保障礦山運(yùn)輸?shù)陌踩?。目前，RFID技術(shù)運(yùn)用于礦山機(jī)車定位跟蹤系統(tǒng)的技術(shù)已基本形成。其工作頻率可達(dá)125kHz,使用可讀寫標(biāo)簽時(shí)，其閱讀速度可達(dá)300km/h,并可將有關(guān)信息下載至標(biāo)簽的空閑內(nèi)存中。對于干線機(jī)車定位系統(tǒng)，可將無源標(biāo)簽以100m的間距固定于枕木上，標(biāo)簽讀寫器及通訊設(shè)備安裝于車上，并聯(lián)至車載微機(jī)。該系統(tǒng)由地面信標(biāo)、移動讀標(biāo)器、無線數(shù)傳、可視調(diào)度、無線對講、聲光報(bào)警等部分組成。運(yùn)行中，如果兩個機(jī)車太靠近(小于或等于3個信標(biāo)器間隔)時(shí)，機(jī)車變成紅色顯示，如果允許聲音報(bào)警，則同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。通過安裝于礦用機(jī)車上的定位分站讀取標(biāo)識卡，定位精度可以達(dá)到1m~3m。安裝于礦用機(jī)車上的移動定位分站與固定安裝在巷道中的礦用無線通信分站之間，采用無線以太網(wǎng)協(xié)議通信，可以支持視頻、語音、數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)，可以實(shí)時(shí)接收調(diào)度中心下傳的各種指令，支持在機(jī)車上安裝攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)移動機(jī)車上攝像機(jī)視頻信號的實(shí)時(shí)無線上傳；通過機(jī)車定位通訊分站的串行通信或I/0端口，可將機(jī)車本身的運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)無線上傳。而且通過交通信號燈控制系統(tǒng)，地面調(diào)度中心可以根據(jù)機(jī)車位置情況實(shí)時(shí)控制道口的紅綠燈。礦井綜合自動化管理系統(tǒng)是建立在綜合數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)之上，通過對統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫提取數(shù)安全監(jiān)控系統(tǒng)是一個綜合性的監(jiān)控系統(tǒng)，它可以將安全與生產(chǎn)監(jiān)測信息等各種信息綜合在一起，實(shí)現(xiàn)了信息的綜合利用，同時(shí)系統(tǒng)還可以方便匯接其他監(jiān)測系統(tǒng)(提升裝置等),實(shí)現(xiàn)了信息共享和局部環(huán)節(jié)的自動化控制。根據(jù)礦山安全監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求，系統(tǒng)在采掘工作面、掘進(jìn)工作面、井下主變電所、主通風(fēng)機(jī)、總回風(fēng)巷、主運(yùn)輸巷、輔助運(yùn)輸巷等范圍內(nèi)配置監(jiān)測分站。各類傳感器將采集到的各種環(huán)境及生產(chǎn)信息傳送給分站，分站將預(yù)處理過的各類傳感器信息上傳給監(jiān)測主機(jī)實(shí)時(shí)顯示、存儲、并實(shí)現(xiàn)控制、報(bào)警等。通過各類執(zhí)行器來完成超限時(shí)的瓦斯電、風(fēng)電閉鎖功能和區(qū)域聲光報(bào)警功能。積極引導(dǎo)礦山企業(yè)深化應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，全面提升礦山安全的自動監(jiān)測和預(yù)警能力，提高礦山企業(yè)的信息數(shù)字化、管理智能化水平，推動礦山企業(yè)向智能化方向發(fā)展。智慧礦山是實(shí)現(xiàn)礦山高效生產(chǎn)、保障礦山安全、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。政府部門要深刻認(rèn)識推進(jìn)智慧礦山建設(shè)的重要意義，制定包括資金、人才、技術(shù)、管理等方面政策，加大對智慧礦山建設(shè)的扶持力度。目前，礦山企業(yè)都不同程度的構(gòu)建了信息化系統(tǒng)，但是相對獨(dú)立，信息孤島嚴(yán)重，因此，很難達(dá)到信息共享，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的一體化管控。在這種情況下需要廠商更加重視礦山一體化信息平臺建設(shè)，為用戶提供高質(zhì)量的智慧礦山解決方案。智慧礦山建設(shè)必須與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)緊密結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)礦山的管控智能、安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效等目標(biāo)。因此，廠商應(yīng)加強(qiáng)新一代信息技術(shù)在礦山建設(shè)中的深入應(yīng)用，以滿足礦山企業(yè)智慧化建設(shè)的需求。三、對于用戶關(guān)鍵項(xiàng)目的成功能夠幫助企業(yè)建立信心，從而保證智慧礦山建設(shè)工作順利推進(jìn)。對于用戶要重點(diǎn)關(guān)注智慧礦山建設(shè)中關(guān)鍵項(xiàng)目的實(shí)施和管理，保證項(xiàng)目建成后的應(yīng)用效果，這樣才能使智慧礦山的建設(shè)長期順利推進(jìn)。企業(yè)在進(jìn)行智慧礦山項(xiàng)目建設(shè)后，要階段性的對應(yīng)用效果進(jìn)行評估，對于應(yīng)用效果不理想的部分找出原因，不斷改進(jìn)和提高，這樣才能使智慧礦山建設(shè)在應(yīng)用效益上持續(xù)改進(jìn)，不斷提高。1、案例概況(1)實(shí)施背景神華集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡稱神華集團(tuán))是于1995年10月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的國有獨(dú)資建設(shè)神華數(shù)字礦山規(guī)劃研究項(xiàng)目依托神華集團(tuán)承擔(dān)的國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)《數(shù)字礦山關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究》,緊密結(jié)合神華集團(tuán)建設(shè)世界一流煤礦的要求。通過規(guī)劃和建略目標(biāo)。(2)主要內(nèi)容1)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、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(shí)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)濟(jì)效益和競爭能力。4)提高對客戶多種要求的響應(yīng)能力。性程漫性要性程漫性要經(jīng)營績效管理系統(tǒng)企業(yè)決策支持系統(tǒng)(2個)審計(jì)管理節(jié)能減排管理辦公自動化綜合控制層)設(shè)備層火區(qū)監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測工業(yè)電視系統(tǒng)水文地質(zhì)監(jiān)測邊坡穩(wěn)定監(jiān)測卡車言區(qū)監(jiān)測經(jīng)營管理層!供配電控制炸藥混裝車監(jiān)控連續(xù)生產(chǎn)執(zhí)半連自動化網(wǎng)絡(luò)疏干水系統(tǒng)集控系統(tǒng)車輛智能調(diào)度(9個)資料來源：研究團(tuán)隊(duì)2013,061)生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺：集成露天礦各監(jiān)控、監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，做到對生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)測、控制、數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)聯(lián)動。2)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)平臺：集成生產(chǎn)、調(diào)度、機(jī)電等生產(chǎn)執(zhí)行層各子系統(tǒng)的過程管理數(shù)據(jù)，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)、自治的服務(wù)為神華集團(tuán)公司礦山提供按需即取的服1)laaS:為數(shù)字礦山提供IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)為區(qū)域用戶提供IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。2)PaaS:數(shù)字礦山在線開發(fā)服務(wù)平臺，通過網(wǎng)絡(luò)為區(qū)域用戶提供可定制、可開發(fā)的平臺服務(wù)。例如，應(yīng)用開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等。3)SaaS:為數(shù)字礦山提供軟件應(yīng)用服務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)向最終區(qū)域用戶提供軟件應(yīng)用服務(wù)，為用戶提供一站式服務(wù)。為解決真三維可視化環(huán)境下的礦山生產(chǎn)遠(yuǎn)程指揮與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程管理的數(shù)字化與智1)礦山環(huán)境場景多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)與實(shí)現(xiàn)；2)面向采礦特征的局部快速實(shí)時(shí)建模技術(shù)與實(shí)現(xiàn)；3)增量更新和大場景整體縫合技術(shù)與實(shí)現(xiàn)；4)后臺真三維渲染技術(shù)與實(shí)現(xiàn)；5)前端大場景快速展現(xiàn)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)。(1)礦井作業(yè)面人員考勤及定位；(2)高危作業(yè)安全自動監(jiān)控；(3)工程基建現(xiàn)場安全質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控；(4)重大基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)；(5)重點(diǎn)企業(yè)門禁系統(tǒng)。2、智能物流應(yīng)用實(shí)現(xiàn)(1)產(chǎn)成品倉儲物流智能管理；(2)運(yùn)輸車輛智能調(diào)度與監(jiān)控。3、智能環(huán)保應(yīng)用實(shí)現(xiàn)(1)企業(yè)排污智能化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控；(2)煙塵黑度分析及智能預(yù)警。神華集團(tuán)通過集成世界先進(jìn)科技，建設(shè)安全綠色智能數(shù)字化礦山，實(shí)現(xiàn)劉莊煤礦是國投新集能源股份有限公司在新區(qū)開發(fā)建設(shè)的第一對礦井，項(xiàng)目是國家和省“十五”重點(diǎn)建設(shè)工程和省“861”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，同時(shí)也是國家能源戰(zhàn)略開發(fā)新形勢下，兩淮煤炭基地開工興建的第一對特大型礦井。劉莊煤礦在生產(chǎn)、經(jīng)營過程中對各種信息的采集、傳輸、應(yīng)用和反饋是個閉環(huán)控制過程，所有的信息都將以數(shù)字的方式表現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)了管控一體化。數(shù)字化劉莊煤礦的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全過程自動化無人采煤的理念和模式，填補(bǔ)了我國復(fù)雜工業(yè)狀況下的全礦井綜合自動化控制的空白，成為我國煤炭企業(yè)綜合自動化控制系統(tǒng)建設(shè)的開發(fā)與應(yīng)用示范工圖6物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)可視化可視化生產(chǎn)計(jì)劃主調(diào)度區(qū)遠(yuǎn)程支援太環(huán)網(wǎng)膠帶輸送機(jī)控制器rSM采據(jù)生產(chǎn)主調(diào)度區(qū)程序設(shè)計(jì)煤流系統(tǒng)主調(diào)度區(qū)技術(shù)支持-開下數(shù)據(jù)庫服務(wù)生產(chǎn)軸助主數(shù)據(jù)庫服輔助運(yùn)輸主調(diào)度區(qū)資源平衡主調(diào)度區(qū)安全環(huán)境主調(diào)度區(qū)數(shù)字聲音傳遞采瓣面控制驟網(wǎng)絡(luò)控制采懈機(jī)鉆車資料來源：研究團(tuán)隊(duì)2013,06劉莊煤礦基于物聯(lián)網(wǎng)模式下的自動化系統(tǒng)建設(shè)從礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的工藝選擇和基礎(chǔ)設(shè)備選型開始，通過引入大量的傳感器、可靠的控制元件，實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)過程的可視化，最終達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。圖7物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)地面集中控制中心礦井千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的統(tǒng)一是實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)可視化是公司各礦井實(shí)現(xiàn)過程控制的重要先決技術(shù)條系統(tǒng)、地面110KV變電所、主井、副井、矸石井、制冷站、壓風(fēng)系載等10余個井下生產(chǎn)系統(tǒng)及23個生產(chǎn)車間進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視；同時(shí)在集控中心可實(shí)現(xiàn)對瓦斯監(jiān)控系三、開灤集團(tuán)數(shù)字礦山(1)實(shí)施背景開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司是中國特大型煤炭企業(yè)，始建于1878年，享有“中國煤炭工業(yè)源頭”、“北方民族工業(yè)的搖籃”等盛譽(yù)。1999年由開灤礦務(wù)局改制為開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司，是中國500強(qiáng)企業(yè)，河北省煤炭、煤化工、現(xiàn)代物流領(lǐng)軍企業(yè)。2010年開灤在全國企業(yè)500強(qiáng)中，名列第103名；在煤炭企業(yè)100強(qiáng)排名中，上升到第8位。目前，開灤集團(tuán)已經(jīng)發(fā)展犁和準(zhǔn)東、山西介休地區(qū)和海外加拿大蓋森地區(qū)。在冊員工7萬多人。2010年，產(chǎn)原煤6087萬噸，營業(yè)收入930億元，企業(yè)利潤12.65億元。開灤集團(tuán)近年來在企業(yè)信息化、自動化方面進(jìn)行了積極探索和大膽實(shí)踐，取得了顯著成(2)主要內(nèi)容2011年開灤集團(tuán)基于國家工業(yè)與信息化部兩化融合項(xiàng)目“煤礦井下重大事故危險(xiǎn)源識別、識別及預(yù)測、預(yù)警技術(shù)的研究，以提高煤礦重大危險(xiǎn)源預(yù)警能力，降低圖8開灤集團(tuán)數(shù)字礦山架構(gòu)地理信息地理信息系統(tǒng)建立基于GIS的三維可視化集成數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)水、火、瓦斯、頂板等重大危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)的顯示，實(shí)現(xiàn)了二維專用GIS和三維可視化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享和動態(tài)更新。注氮系統(tǒng)瓦斯抽放系統(tǒng)選煤廠系統(tǒng)地面排矸系統(tǒng)壓風(fēng)系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)井下排水子系統(tǒng)采煤工作面子系統(tǒng)通風(fēng)子系統(tǒng)井下膠帶運(yùn)輸子系統(tǒng)副井提升子系統(tǒng)主井提升子系統(tǒng)(用戶可自己建立)消防報(bào)警系統(tǒng)緊急電話系統(tǒng)系統(tǒng)管理系統(tǒng)3、借鑒價(jià)值(1)全面推進(jìn)礦井信息化、綜合自動化基礎(chǔ)建設(shè)，提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、安全水平。(2)加大科技創(chuàng)新力度，推進(jìn)信息化、綜合自動化重點(diǎn)科研項(xiàng)目的研究與應(yīng)用(3)建設(shè)了礦井井下重大危險(xiǎn)源檢測、識別及預(yù)測、預(yù)警系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了重大危險(xiǎn)源在線檢1、案例概況(1)實(shí)施背景中國國電平莊煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡稱平莊煤業(yè))是中國國電集團(tuán)公司控股的特大型煤炭企業(yè)，前身為1959年成立的平莊礦務(wù)局，總部位于于東北經(jīng)濟(jì)區(qū)與環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈結(jié)合部的內(nèi)蒙古赤峰市境內(nèi)，企業(yè)員工2.3萬人，資產(chǎn)總額177億元，2011年生產(chǎn)原煤3776萬噸，全國煤炭產(chǎn)能排名21位。平莊煤業(yè)堅(jiān)持以煤為主、多元發(fā)展，全面推進(jìn)“五型一流”綜合五”煤炭產(chǎn)量達(dá)到5000萬噸，產(chǎn)值超百億，穩(wěn)步向億噸煤炭企業(yè)和全國煤炭企業(yè)20強(qiáng)邁進(jìn)。近年來，平莊煤業(yè)非常重視數(shù)字礦山建設(shè)工作，緊緊圍繞國家煤炭生莊煤業(yè)智慧礦山總體規(guī)劃，并通過大力推行數(shù)字礦山標(biāo)準(zhǔn)化礦井建設(shè)，不斷加快新技術(shù)應(yīng)用和(2)主要內(nèi)容平莊煤業(yè)智慧礦山建設(shè)旨在通過應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，引入國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)裝備，建設(shè)安全綠色智能的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字化礦山，大力提