煤礦通過建立自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷與維護(hù)中心，實(shí)現(xiàn)煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)、生產(chǎn)過程的自動(dòng)化系統(tǒng)與信息化的有機(jī)融合，從而加速信息化向煤礦生產(chǎn)過程和系統(tǒng)的延伸，加速信息化的整體進(jìn)程。

　　煤礦需求：自動(dòng)化、信息化發(fā)展規(guī)劃

　　煤礦自動(dòng)化規(guī)劃是以綜合考慮、總體規(guī)劃、分步實(shí)施、重點(diǎn)突破、逐步推廣為指導(dǎo)思想;以科學(xué)發(fā)展觀與和諧礦區(qū)建設(shè)為目標(biāo);以“人本安全、節(jié)能降耗、提高效率”為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，用先進(jìn)適用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);爭(zhēng)取在三到五年內(nèi)(十一五期間)按照煤礦先進(jìn)程度的差異建立不同等級(jí)的自動(dòng)化系統(tǒng)，建立自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷與維護(hù)中心，通過信息廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)、生產(chǎn)過程的自動(dòng)化系統(tǒng)與信息化的有機(jī)融合，從而加速信息化向煤礦生產(chǎn)過程和系統(tǒng)的延伸，加速信息化的整體進(jìn)程。

　　目前礦井分為新建礦井、正在生產(chǎn)的主力礦井和正在衰老的礦井。新建礦井全部采用以建立綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為主導(dǎo)，使礦山的自動(dòng)化控制和管理水平一步到位。正在生產(chǎn)的主力礦井是自動(dòng)化基礎(chǔ)較好的礦井，要先建立綜合自動(dòng)化平臺(tái)和井上下高速、寬帶、光纖環(huán)網(wǎng)：對(duì)下實(shí)現(xiàn)與提升、排水、主扇、壓風(fēng)、運(yùn)輸、供電、工作面等自動(dòng)化子系統(tǒng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從設(shè)備的集中控制，向系統(tǒng)集中控制過渡;對(duì)上通過信息廣域網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷與維護(hù)中心相聯(lián)。正在衰老的礦井自動(dòng)化基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，要采用先子系統(tǒng)后綜合的理念進(jìn)行建設(shè)，即按照“人本安全、提高效率、節(jié)能降耗”的目的順序進(jìn)行改造，優(yōu)先改造安全系數(shù)低、用人多、耗能大、維護(hù)量大的子系統(tǒng)，使其成為具備遠(yuǎn)程監(jiān)控的自動(dòng)化子系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的安全性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提效。

　　綜合自動(dòng)化的改造需求

　　東歡坨礦是一座正在生產(chǎn)的主力礦井，改造前產(chǎn)量為150萬噸，改造后要達(dá)到300萬噸。在改造為綜合自動(dòng)化礦井中有關(guān)安防系統(tǒng)的需求如下。

　　安全保障系統(tǒng)

　　對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的異常和故障情況作出統(tǒng)計(jì)，并制定出合理的事故和故障處理預(yù)案，詳細(xì)的記錄事故或故障過程的所有數(shù)據(jù)及責(zé)任人，能方便的進(jìn)行事故追查和責(zé)任認(rèn)定。

　　主通風(fēng)機(jī)、井下排水系統(tǒng)等能在有瓦斯突出、透水、火災(zāi)等災(zāi)害發(fā)生時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入災(zāi)害運(yùn)行模式，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)增大通風(fēng)量、自動(dòng)反風(fēng)、自動(dòng)增加排水能力、自動(dòng)開啟消防水泵等功能，盡可能降低災(zāi)害損失。

　　利用安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行事故的預(yù)警，并利用人員定位系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)和語音系統(tǒng)及時(shí)給相關(guān)人員發(fā)出預(yù)警信號(hào)，最大可能的降低事故的發(fā)生幾率和最大可能的降低事故損失。井下定位系統(tǒng)應(yīng)具備在危險(xiǎn)場(chǎng)合的高精度定位，便于事故發(fā)生后的搜救行動(dòng)。

　　利用人員定位和考勤系統(tǒng)對(duì)井下、井上的人員分布作及時(shí)的了解，當(dāng)設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)通知最近的維護(hù)人員前往排查事故。并對(duì)維護(hù)人員的出勤情況作統(tǒng)計(jì)。

　　人員定位、無線通訊、視頻及IP調(diào)度四合一融合系統(tǒng)

　　該方案基于多網(wǎng)絡(luò)融合的設(shè)計(jì)理念，采用以太網(wǎng)作為人員定位、無線通訊、網(wǎng)絡(luò)視頻和IP語音系統(tǒng)的統(tǒng)一傳輸網(wǎng)絡(luò)，在主干千兆環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)上，使用百兆分站作為最終的系統(tǒng)接入口，實(shí)現(xiàn)四類信息的統(tǒng)一傳輸，無線通訊采用WIFI模式。

　　除實(shí)現(xiàn)常規(guī)的通訊外，還要實(shí)現(xiàn)在緊急情況下自動(dòng)撥打相關(guān)區(qū)域電話的功能，并記錄通話內(nèi)容，同時(shí)與人員定位融合，實(shí)現(xiàn)在緊急情況下優(yōu)先聯(lián)系最適合處理的人員的電話等功能。

　　總體設(shè)計(jì)要將人員定位及考勤、無線通訊、網(wǎng)絡(luò)視頻、IP語音調(diào)度系統(tǒng)融合到一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)多信號(hào)的同網(wǎng)(以太網(wǎng))傳輸，系統(tǒng)采用分站+網(wǎng)絡(luò)+控制的方式，分站具備射頻信號(hào)、無線通訊、以太網(wǎng)接入、IP語音的接入能力系統(tǒng)。

　　總體功能：

　　·GSM/WiFi雙網(wǎng)移動(dòng)通信;

　　·WiFi企業(yè)內(nèi)部移動(dòng)通信專網(wǎng);

　　·人員數(shù)量、位置、路徑、考勤管理系統(tǒng);

　　·設(shè)備的數(shù)量、位置、路徑管理系統(tǒng);

　　·有線、無線、IP調(diào)度通信系統(tǒng);

　　·有線、無線數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

　　采用光纜+無線的方式構(gòu)建，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分站(百兆)通過光纖接入千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成星型百兆工業(yè)以太延伸網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中的終端(手機(jī)、射頻傳感器等)采用無線方式與分站進(jìn)行通訊。

　　網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)

　　東歡坨礦目前的工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用普通光纖型視頻攝像儀，視頻覆蓋面十分有限，根據(jù)綜合自動(dòng)化平臺(tái)需實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合的要求，將采用全新的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)替代原視頻系統(tǒng)，原攝像儀和工業(yè)電視原則上廢止。

　　新設(shè)計(jì)的工業(yè)視頻監(jiān)視系統(tǒng)將采用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字?jǐn)z像儀，實(shí)現(xiàn)在綜合自動(dòng)化工業(yè)以太網(wǎng)上的傳輸，不再需要另外建設(shè)視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)。視頻信號(hào)在調(diào)度控制中心利用視頻服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理和發(fā)布，網(wǎng)內(nèi)的用戶可直接利用瀏覽器查看相關(guān)的視頻信息。同時(shí)通過視頻解碼器解碼后在工業(yè)電視墻進(jìn)行集中顯示。

　　在井下重要領(lǐng)域安裝網(wǎng)絡(luò)型本安攝像儀，以光纖傳輸?shù)姆绞骄徒尤牍I(yè)以太網(wǎng)交換機(jī);在地面重要區(qū)域安裝網(wǎng)絡(luò)攝像儀和球型全方位攝像儀，以光纖就近接入工業(yè)以太網(wǎng)，攝像儀的具體布置見后面章節(jié)。

　　在調(diào)度控制中心配置視頻服務(wù)器、視頻解碼器和視頻矩陣，配套相關(guān)的系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)視頻信息的集中管理、發(fā)布和顯示功能。

　　該視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：

　　·各類網(wǎng)絡(luò)IP攝像儀，包括井下防爆和地面普通型;

　　·視頻服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器，這三臺(tái)服務(wù)器的功能可集中到一臺(tái)服務(wù)器上;

　　·視頻存儲(chǔ)，建議采用磁盤陣列柜;

　　·視頻解碼服務(wù)器和視頻矩陣，視頻矩陣也可包括在大屏系統(tǒng)中。

　　智能聯(lián)動(dòng)及應(yīng)急預(yù)案處理系統(tǒng)

　　智能聯(lián)動(dòng)及應(yīng)急預(yù)案軟件，基于.NET開發(fā)，采用組態(tài)化編程，與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)完全兼容，采用OPC方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的互通和控制命令的閉鎖，與系統(tǒng)開發(fā)組態(tài)軟件使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。此軟件是整個(gè)綜合自動(dòng)化的核心之一，與常規(guī)的聯(lián)動(dòng)或預(yù)案處理軟件有著革命性的區(qū)別，目前已經(jīng)完成了多個(gè)重要的聯(lián)動(dòng)和預(yù)案組件，這些組件主要包括：生產(chǎn)、通風(fēng)、供電、排水、運(yùn)輸?shù)任鍌€(gè)方面的聯(lián)動(dòng)和預(yù)案組件，在實(shí)際使用中可根據(jù)用戶的實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。

　　礦井災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　高效的礦山災(zāi)害管理系統(tǒng)是礦山安全中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它能夠預(yù)防大多數(shù)的井下人為事故的發(fā)生，并在很大程度上能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)害因子的可視化，監(jiān)測(cè)井下災(zāi)害因子的變化，根據(jù)各災(zāi)害因子測(cè)量值綜合分析災(zāi)害發(fā)生的可能性，給出相應(yīng)災(zāi)害預(yù)警等級(jí)等功能。同時(shí)在災(zāi)害發(fā)生之后能夠?yàn)榫仍ぷ魈峁┐罅康臑?zāi)前資料以指導(dǎo)救援行動(dòng)。

　　建立新型礦山安全預(yù)警管理技術(shù)平臺(tái)，將在井下人員及設(shè)備管理、井下重要參數(shù)的可視化技術(shù)、礦井管理電子地圖管理、整合眾多監(jiān)測(cè)儀器功能實(shí)施災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面進(jìn)行重大改進(jìn)。災(zāi)害預(yù)警管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)由前端數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸通道、綜合預(yù)警算法研究、聯(lián)動(dòng)控制及信息發(fā)布等構(gòu)成。

　　整個(gè)預(yù)警管理系統(tǒng)的核心骨架結(jié)合現(xiàn)有礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)和井下通訊系統(tǒng)搭建。

　　系統(tǒng)借用人工智能技術(shù)，建立各種災(zāi)害預(yù)警數(shù)學(xué)模型，并隨著歷史數(shù)據(jù)積累進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)模型;通過數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)集市等數(shù)據(jù)分析技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)三維礦井災(zāi)害預(yù)警預(yù)測(cè)軟件系統(tǒng)，將礦井進(jìn)行三維仿真虛擬，并實(shí)時(shí)展現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)瓦斯、水、火、煤塵、礦電、頂板、風(fēng)扇等各種信息，將這些狀態(tài)信息實(shí)時(shí)按照規(guī)律進(jìn)行排序,對(duì)一個(gè)礦井的安全性做出評(píng)估,幫助明確預(yù)測(cè)目標(biāo)和進(jìn)行問題的識(shí)別，建立或修改預(yù)測(cè)模型，通過一系列人機(jī)對(duì)話過程，交互式的進(jìn)行分析、比較和判斷，達(dá)到預(yù)測(cè)并預(yù)警的作用。

　　煤礦安防系統(tǒng)要融入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

　　東歡坨礦自動(dòng)化系統(tǒng)改造的需求，給煤礦安防工程制造商提出了新的要求，增加了安防工程的難度。安防工程制造商要想打入煤礦系統(tǒng)，就必須考慮和滿足煤礦用戶的需求，東歡坨礦的安防系統(tǒng)方面的需求，就是目前典型的案例。所以有志在煤礦搞安防系統(tǒng)的制造商，應(yīng)該詳細(xì)的了解煤礦用戶的需求。

　　東歡坨礦自動(dòng)化系統(tǒng)改造的需求了解到，安防系統(tǒng)已經(jīng)不能單獨(dú)存在于綜合自動(dòng)化礦井之中，而是要融入于自動(dòng)化系統(tǒng)之中。它是自動(dòng)化系統(tǒng)不可分割的一個(gè)重要組成部分，沒有安防系統(tǒng)的融入，自動(dòng)化系統(tǒng)不可能完善，所以，安防系統(tǒng)要能并入綜合自動(dòng)化平臺(tái)，作為自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)存在。煤礦發(fā)展離不開自動(dòng)化，自動(dòng)化系統(tǒng)也離不開安防系統(tǒng)。

　　安防系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用的注意事項(xiàng)

　　1.煤礦井下電氣產(chǎn)品必須符合煤礦保安規(guī)程，一般情況下必須三證齊全：防爆合格證、MA安全標(biāo)志準(zhǔn)用證、產(chǎn)品合格證。

　　2.煤礦井下環(huán)境條件惡劣，溫度高、濕度大，有很多地點(diǎn)潮濕度達(dá)95%以上,產(chǎn)品需進(jìn)行防潮處理及散熱處理。

　　3.通訊接口必須符合綜合煤礦綜合自動(dòng)化的要求。