煤礦智能化信息系統(tǒng)的建設

李明珠 李彥靈 遲躍彬

摘要：在我國煤礦事業(yè)不斷發(fā)展過程中，越來越多信息化技術應用于煤礦領域建設中，促進著礦山的數(shù)字化、智能化發(fā)展。為推進礦山智能化建設，提升煤礦企業(yè)綜合競爭力，本文著重對煤礦智能化信息系統(tǒng)的建設進行深入分析，提出系統(tǒng)建設方案和綜合管控平臺整體架構，并對系統(tǒng)建設進行效益分析。

關鍵詞：煤礦;智能化;信息系統(tǒng);建設

煤礦智能化信息系統(tǒng)建設主要目的是促進生產(chǎn)過程的自動化以及生產(chǎn)管控的一體化，使礦井信息化和自動化順暢銜接，構建整體性管理平臺，促進煤礦生產(chǎn)效率提升，防止發(fā)生重大事故。為實現(xiàn)這一目標，需要結合煤礦生產(chǎn)實際情況，科學制定煤礦智能化信息系統(tǒng)建設方案，利用軟件和硬件打造信息化管控平臺，并針對所建立系統(tǒng)展開預期效益分析。

1煤礦智能化信息系統(tǒng)建設方案

建立煤礦智能化信息系統(tǒng)主要是積極利用現(xiàn)代通信、信息、監(jiān)控等技術打造自動化、智能化的綜合信息化管控平臺，并涵蓋信息管理平臺、自動化平臺以及煤礦監(jiān)控平臺，具備智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、信息融合以及決策支持等功能。所制定建設方案主要包含三大部分：①改造并升級原有子系統(tǒng)，包括供配電子系統(tǒng)、運輸子系統(tǒng)、井下排水子系統(tǒng)、壓風子系統(tǒng)、瓦斯抽采子系統(tǒng)、通風自救系統(tǒng)等，同時基于評估標準自動化的改造并接入各生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)，立足整體層面對礦井加強自動化管控;②數(shù)據(jù)資源整合并構建信息可視化平臺。此模塊內容主要是建立信息引導和信息發(fā)布，系統(tǒng)將瓦斯監(jiān)控、人員調度、生產(chǎn)管理等信息集中于一體，接入多業(yè)務信息，并分類管理，在此基礎上打造數(shù)據(jù)資源庫;③構建信息化移動辦公平臺。移動端設置多項功能，包括人員通訊、經(jīng)營、生產(chǎn)、辦公等，可遠程、實時地獲取生產(chǎn)情況、企業(yè)新聞、視頻監(jiān)控信息等，同步可展開數(shù)據(jù)分析，打造信息化移動辦公平臺[1]。煤礦智能化信息系統(tǒng)按照場景劃分成11各系統(tǒng)，如圖1。

2綜合信息化管控平臺

結合軟件、硬件打造綜合信息化管控平臺，平臺構架共分為三部分，即設備層、控制層信息、管理層，具體架構可見圖2。

2.1設備層

該層能夠自動監(jiān)控各專業(yè)子系統(tǒng)，并同步打造智能化控制子系統(tǒng)，其中所有子系統(tǒng)都可結合相關生產(chǎn)工藝流程，通過執(zhí)行器、智能傳感器等自動化的檢測與控制。在和上位機或PLC實現(xiàn)硬件通訊基礎上，構建以TCP/IP為基礎的硬件通訊機制，并基于OPC或相關數(shù)據(jù)通訊標準構建具備遠程監(jiān)控功能的軟件通訊機制[2]。

2.2 控制層

該層可以在統(tǒng)一的平臺中綜合管控，可存儲綜合數(shù)據(jù)，打造高速信息傳輸通道，具有充足冗余，促進各子系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化傳輸。與此同時，統(tǒng)一構建礦山數(shù)據(jù)倉庫，可對海量業(yè)務數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、決策分析數(shù)據(jù)等進行存儲，還可對信息管理層涉及到的綜合數(shù)據(jù)進行有效存儲。

2.3信息管理層

該層可對各類信息實現(xiàn)全面展示和綜合管理，主要由個人計算機、數(shù)據(jù)庫服務器、系統(tǒng)服務器、工業(yè)以太網(wǎng)和有關軟件經(jīng)以TCP/IP為基礎的以太網(wǎng)所組成，以太網(wǎng)在所有管理職能部門全面貫穿，個人終端在連接以太網(wǎng)基礎上通過web瀏覽形式可獲取符合權限的數(shù)據(jù)。工程師站在和以太網(wǎng)連接基礎上，在獲取一定權限之后可經(jīng)網(wǎng)關到達控制層，全面監(jiān)控控制系統(tǒng)。所建立信息管理系統(tǒng)要具備遠程登錄功能，并可存儲數(shù)據(jù)。另外要打造數(shù)據(jù)分析模型，以全面分析企業(yè)安全、成本、生產(chǎn)、監(jiān)測等相關數(shù)據(jù)。

3智能化信息系統(tǒng)建設預期效益

3.1安全效益

所建立的煤礦智能化信息系統(tǒng)包含安全生產(chǎn)管理協(xié)同平臺，有助于解決煤礦生產(chǎn)及運營期間面臨的一系列安全問題，各項監(jiān)控功能能為安全生產(chǎn)指揮工作提供可靠支持。該系統(tǒng)的建立能使生產(chǎn)環(huán)節(jié)運行更加自動化，推進實現(xiàn)無人值守。同時在安全監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音通話系統(tǒng)聯(lián)動基礎上，能夠更加及時、精準的反應現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，對設備和人員以及安全生產(chǎn)情況實現(xiàn)跟蹤觀察和全面分析。調度監(jiān)控中心合理配置軟硬件基礎上，能使煤礦企業(yè)保持更高的安全隱患預警能力，并提升故障反應能力。

3.2社會效益

該系統(tǒng)的建立使煤礦生產(chǎn)流程更加優(yōu)化，自動化程度更高，并有助于改善勞動生產(chǎn)環(huán)境。系統(tǒng)建立同步打造安全生產(chǎn)及控制體系，進一步優(yōu)化生產(chǎn)及安全投入效益。通過打造數(shù)字化管理模式，有助于提升企業(yè)綜合競爭力、市場應變力以及管理決策力。

3.3 經(jīng)濟效益

通過建立自動化系統(tǒng)，有助于提升整體運行效率，推進節(jié)能減耗。在對各生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)整體調度與集中管理基礎上，使系統(tǒng)運行效率明顯提升，并簡化與優(yōu)化日常工作流程，實現(xiàn)無紙化辦公。該系統(tǒng)構建還進一步改進了生產(chǎn)系統(tǒng)，有助于防范安全事故，減少因安全事故對煤礦企業(yè)帶來的經(jīng)濟損失。

4結束語

在煤礦企業(yè)未來發(fā)展過程中，勢必要打造智能化信息系統(tǒng)，以充分滿足環(huán)保、高效、安全生產(chǎn)需求。在構建煤礦智能化信息系統(tǒng)過程中，要積極應用通信技術、網(wǎng)絡技術以及測控技術等，對現(xiàn)有子系統(tǒng)進行整合與升級，不斷提高安全生產(chǎn)效率及整體管理能力。

參考文獻：

[1]付國軍，趙陽升，牛乃平.煤礦智能化建設頂層設計方案研究[J].中國煤炭，2020，46（12）：6-14.

[2]王國法，杜毅博.煤礦智能化標準體系框架與建設思路[J].煤炭科學技術，2020，48（01）：1-9.