煤矿生产监控与调度信息系统的信息化集成发展应用

刘飞

中煤科工集团重庆研究院有限公司  （400039）

摘要：伴随新旧动能转换和供给侧结构改革的不断推进，矿山运行智能化已经成为一种必然趋势。国内露天矿在设计建设研究、教育科技、矿山开发等方面的信息化、自动化等也得到了一定的发展。安全生产是煤炭行业的最高追求，在生产过程中，若能对设备产生的各种数据信息进行实时收集、综合分析，进而进行操作和调整，将大大提升生产的安全性。监控系统和调度系统的集成将这一设想变成可能。两种系统的结合可以实时收集煤矿生产过程中的各种数据信息，及时对现有数据进行综合分析，从而快速、全面、准确地反馈煤矿生产情况。监控系统与调度系统的集成，为生产的每一步操作提供了可依靠的数据，成为引领煤矿生产的现代化信息分析、处理综合平台，实现了煤矿生产的现代化信息管理，有力保障了煤炭行业的安全、稳定发展。基于此，本篇文章对煤矿生产监控与调度信息系统的信息化集成发展应用进行研究，以供参考。

关键词：煤矿生产监控；调度信息系统；信息化集成发展；应用分析

引言

在研究智能煤矿建设需求的基础上，煤矿结合矿山生产设备管理以及安全生产的具体需求，围绕矿山设备协同管控、在线诊断及安全生产智能调度的理论、技术和方法，在交互平台基础上，建设矿山设备协同管控及安全生产智能调度系统，通过大数据技术，使数据驱动与知识驱动相结合，实现设备协同管控、智能生产调度、在线故障诊断的智能辅助决策，实现矿山的安全、高效生产。

1煤矿智能化生产管理平台基础结构分析

（1）用户层架构。综合当前的信息技术应用情况来看，构建智能管理平台以及综合应用系统，往往基于C/S架构以及B/S架构进行设置，本文所选择案例的智能化平台采用的是后者，从具体的结构角度来讲，主要分为几项结构体系，这也是最基础的用户层，将直接服务于煤矿生产以及运行过程中的主要结构，煤矿企业、运维服务机构、调度中心以及监管部门是维持煤矿良好运行和高质量发展的核心结构，利用互联网技术将其进行关联，并且打造完善的管理体系，能够让各职能充分发挥，营造完善的监督管理模式。（2）应用层结构。应用层主要指的是整体智能化服务平台，能够为用户提供的最基础的应用服务，所对应的云架构为SaaS模式。这其中主要依托某“云上服务”体系，具有较强的数据储存以及数据挖掘和分析能力，通过智能化系统进行故障检测以及整体系统的定时维护，并且能够为煤炭行业监管部门以及运机构提供最常规的服务体系（3）支撑层结构。支撑层主要涵盖云架构的IaaS层以及PaaS层。这二者主要提供虚拟服务，能够将煤矿生产过程中大量的数据资源进行整合，通过虚拟化的软件来打造虚拟资源池。其中所有的计算数据资源都存储在资源层中，能够直接为用户提供数据资源导入、软件开发、平台管理等相关功能。同时又可以结合不同的主题建立不同的数据库，可以直接实现在线和离线的综合计算。在这个过程中主要综合前期录入的大量安全管控标准以及故障检测节点进行数据对比，通过虚拟数据的比对，能够快速地分析煤矿运行系统以及生产系统中存在的缺陷，并且快速地进行体系调度，能够有效提供具有时效性的智能化管理服务。（4）采集层结构。采集层主要指的是直接深入到煤矿生产现场以及运行体系中的大量子系统以及硬件设备，它是常规的采集系统，涵盖了煤矿生产期间的各个业务体系，能够有效保障煤矿生产安全。

2煤矿安全生产中存在的主要问题

矿井中的环境相对比较特殊，狭窄幽长的巷道中经常飘散着多种类型的有毒气体，这些气体大多都隐藏在煤层之间，是煤炭开采的附加物，数量多且不可避免。采煤机在对煤层进行采煤作业时，附着在煤层中的有毒气体便会飘散出来，而井下空间幽闭狭小，如果不对这些有毒气体进行处理，其浓度便会很快升高，致人中毒或者发生爆炸。当然，可以通过通风机的运行来改善井下的空气情况，并辅以有害气体监控系统，对于机电设备的故障也可以采用各自的自动化监控系统去监测。目前，存在一个比较严重的问题，对于煤矿产业中的监控系统，基本都是独立运作，这些监控系统互相之间不能实现信息共享，在管理和监控环节上没有实现统一的控体系，矿井的安全问题并没有得到完美的解决，仍然存在些许的安全隐患。而且煤矿产业对于生产信息化建设的重视程度不高，没有制定统一的标准，同时，井下的空间可利用率不高，网络基础设施的数量较少，有一些地方

3煤矿生产监控与调度信息系统建设的相关方法

3.1充分利用信息技术推进网络监督

部分煤矿应用的技术及机械设备较为落后，增大了安全事故的发生概率。因此，煤矿企业要进一步推动生产方式的优化调节，加强计算机信息系统在该领域的应用，在充分了解各项任务的基础上进行充分分析，实现煤矿生产技术与互联网信息技术的融合。互联网技术的引入能够加快煤矿安全生产监控系统的构建，对煤矿安全生产起到一定的促进作用。另外，互联网技术的引入还可以推动煤炭行业管理朝着现代化信息管理方向发展。

3.2加强矿井综合自动化监测监控系统的建立

矿井已在工业场地地面及井下二采区各设置了一套千兆工业以太环网,并配置相关硬件设备及配套软件,构建了矿井综合自动化平台。子环网之间相对独立,各子环网通过地面调度中心设备监控机房的核心交换机进行汇聚,并通过核心交换机实现不同环间的数据通讯。监控子系统采用接入工业以太环网+现场总线方式,集成到全矿井综合自动化监控系统平台。系统网络运行在一个相对独立的网段中,通过单向硬件防火墙的隔离与管理局域网相连。智能工作面建立独自的工作面工业环网,为工作面自动化信息的传输和视频信号传输提供稳定的传输链路。通过工作面以太环网系统可以将工作面的视频信号和自动化监控信号传输到综采工作面的集控中心。井下集控中心对工作面的相关信息分类整理,通过已接入各工作面环网的矿井以太环网将数据上传至地面调度中心,通过地面调度中心将数据融合到基于物联网技术的综采设备自动化管理系统,实现数据共享与远程管理。

4监控与调度系统的信息化集成发展应用

任何煤矿企业在进行设备和技术优化时，首先生产配置要符合企业的发展理念，遵循企业制定的生产原则。从以往专业人士给出的数据来看，不管矿井规模如何，生产监控与调度系统的集成化发展，能够保证信息的完整和全面，极大地提高煤矿生产的现代化水平，符合快速、可靠、安全的煤矿生产要求，更能保证生产施工的安全性。与此同时，在实际的应用中，一些企业会追求更加完善的功能，例如融入联合控制功能、访问权限功能等，不仅可以提升管理平台的灵活性，还可以保护信息的私密性。

结束语

总而言之，设备协同管控与安全生产智能调度系统已全部完成建设，并投入煤矿现场的实践应用中。从当前应用效果可知，系统整体运行情况理想，系统功能达到设计的要求。设备协同管控与安全生产智能调度系统应用后，可以对煤矿井下开采设备实现协同管控、在线诊断与智能调度服务，为实现煤矿智能矿山的建设目标奠定了基础。

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刘飞（1987.03），男，汉族，重庆綦江人，本科，一级建造师，信息系统项目管理师，2010年毕业于重庆邮电大学，现就职于中煤科工集团重庆研究院有限公司，主要从事煤矿瓦斯监控及自动化技术、仪器仪表及智能通风等方面的研究与技术推广等工作。