煤礦智能化信息系統(tǒng)的建設(shè)

李明珠 李彥靈 遲躍彬

摘要：在我國(guó)煤礦事業(yè)不斷發(fā)展過程中，越來越多信息化技術(shù)應(yīng)用于煤礦領(lǐng)域建設(shè)中，促進(jìn)著礦山的數(shù)字化、智能化發(fā)展。為推進(jìn)礦山智能化建設(shè)，提升煤礦企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，本文著重對(duì)煤礦智能化信息系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行深入分析，提出系統(tǒng)建設(shè)方案和綜合管控平臺(tái)整體架構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行效益分析。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能化;信息系統(tǒng);建設(shè)

煤礦智能化信息系統(tǒng)建設(shè)主要目的是促進(jìn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化以及生產(chǎn)管控的一體化，使礦井信息化和自動(dòng)化順暢銜接，構(gòu)建整體性管理平臺(tái)，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效率提升，防止發(fā)生重大事故。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要結(jié)合煤礦生產(chǎn)實(shí)際情況，科學(xué)制定煤礦智能化信息系統(tǒng)建設(shè)方案，利用軟件和硬件打造信息化管控平臺(tái)，并針對(duì)所建立系統(tǒng)展開預(yù)期效益分析。

1煤礦智能化信息系統(tǒng)建設(shè)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(shù)打造自動(dòng)化、智能化的綜合信息化管控平臺(tái)，并涵蓋信息管理平臺(tái)、自動(dòng)化平臺(tái)以及煤礦監(jiān)控平臺(tái)，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(shè)方案主要包含三大部分：①改造并升級(jí)原有子系統(tǒng)，包括供配電子系統(tǒng)、運(yùn)輸子系統(tǒng)、井下排水子系統(tǒng)、壓風(fēng)子系統(tǒng)、瓦斯抽采子系統(tǒng)、通風(fēng)自救系統(tǒng)等，同時(shí)基于評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)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(duì)礦井加強(qiáng)自動(dòng)化管控;②數(shù)據(jù)資源整合并構(gòu)建信息可視化平臺(tái)。此模塊內(nèi)容主要是建立信息引導(dǎo)和信息發(fā)布，系統(tǒng)將瓦斯監(jiān)控、人員調(diào)度、生產(chǎn)管理等信息集中于一體，接入多業(yè)務(wù)信息，并分類管理，在此基礎(chǔ)上打造數(shù)據(jù)資源庫(kù);③構(gòu)建信息化移動(dòng)辦公平臺(tái)。移動(dòng)端設(shè)置多項(xiàng)功能，包括人員通訊、經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、辦公等，可遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)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(dòng)辦公平臺(tái)[1]。煤礦智能化信息系統(tǒng)按照?qǐng)鼍皠澐殖?1各系統(tǒng)，如圖1。

2綜合信息化管控平臺(tái)

結(jié)合軟件、硬件打造綜合信息化管控平臺(tái)，平臺(tái)構(gòu)架共分為三部分，即設(shè)備層、控制層信息、管理層，具體架構(gòu)可見圖2。

2.1設(shè)備層

該層能夠自動(dòng)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(jié)合相關(guān)生產(chǎn)工藝流程，通過執(zhí)行器、智能傳感器等自動(dòng)化的檢測(cè)與控制。在和上位機(jī)或PLC實(shí)現(xiàn)硬件通訊基礎(chǔ)上，構(gòu)建以TCP/IP為基礎(chǔ)的硬件通訊機(jī)制，并基于OPC或相關(guān)數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的軟件通訊機(jī)制[2]。

2.2 控制層

該層可以在統(tǒng)一的平臺(tái)中綜合管控，可存儲(chǔ)綜合數(shù)據(jù)，打造高速信息傳輸通道，具有充足冗余，促進(jìn)各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸。與此同時(shí)，統(tǒng)一構(gòu)建礦山數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，可對(duì)海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、決策分析數(shù)據(jù)等進(jìn)行存儲(chǔ)，還可對(duì)信息管理層涉及到的綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存儲(chǔ)。

2.3信息管理層

該層可對(duì)各類信息實(shí)現(xiàn)全面展示和綜合管理，主要由個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、系統(tǒng)服務(wù)器、工業(yè)以太網(wǎng)和有關(guān)軟件經(jīng)以TCP/IP為基礎(chǔ)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(gè)人終端在連接以太網(wǎng)基礎(chǔ)上通過web瀏覽形式可獲取符合權(quán)限的數(shù)據(jù)。工程師站在和以太網(wǎng)連接基礎(chǔ)上，在獲取一定權(quán)限之后可經(jīng)網(wǎng)關(guān)到達(dá)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(yuǎn)程登錄功能，并可存儲(chǔ)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(cè)等相關(guān)數(shù)據(jù)。

3智能化信息系統(tǒng)建設(shè)預(yù)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(tái)，有助于解決煤礦生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)期間面臨的一系列安全問題，各項(xiàng)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(yùn)行更加自動(dòng)化，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)無人值守。同時(shí)在安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語(yǔ)音通話系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)基礎(chǔ)上，能夠更加及時(shí)、精準(zhǔn)的反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)設(shè)備和人員以及安全生產(chǎn)情況實(shí)現(xiàn)跟蹤觀察和全面分析。調(diào)度監(jiān)控中心合理配置軟硬件基礎(chǔ)上，能使煤礦企業(yè)保持更高的安全隱患預(yù)警能力，并提升故障反應(yīng)能力。

3.2社會(huì)效益

該系統(tǒng)的建立使煤礦生產(chǎn)流程更加優(yōu)化，自動(dòng)化程度更高，并有助于改善勞動(dòng)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(jìn)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(jìng)爭(zhēng)力、市場(chǎng)應(yīng)變力以及管理決策力。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

通過建立自動(dòng)化系統(tǒng)，有助于提升整體運(yùn)行效率，推進(jìn)節(jié)能減耗。在對(duì)各生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體調(diào)度與集中管理基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)運(yùn)行效率明顯提升，并簡(jiǎn)化與優(yōu)化日常工作流程，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公。該系統(tǒng)構(gòu)建還進(jìn)一步改進(jìn)了生產(chǎn)系統(tǒng)，有助于防范安全事故，減少因安全事故對(duì)煤礦企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

4結(jié)束語(yǔ)

在煤礦企業(yè)未來發(fā)展過程中，勢(shì)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(gòu)建煤礦智能化信息系統(tǒng)過程中，要積極應(yīng)用通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及測(cè)控技術(shù)等，對(duì)現(xiàn)有子系統(tǒng)進(jìn)行整合與升級(jí)，不斷提高安全生產(chǎn)效率及整體管理能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]付國(guó)軍，趙陽(yáng)升，牛乃平.煤礦智能化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)方案研究[J].中國(guó)煤炭，2020，46（12）：6-14.

[2]王國(guó)法，杜毅博.煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架與建設(shè)思路[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2020，48（01）：1-9.