智能化矿山建设实施方案-通防专业

智能化矿山建设实施方案-通防专业

一、智能化仪器发放室

（一）现状：仪器发放室主要任务为下井人员提供矿灯、自救器、瓦斯氧气两用仪、多功能参数仪等多种仪器的收发、记录工作，并负责对设备仪器进行日常维护。目前在册8人，负责瓦斯两用仪、多功能参数仪、光干测定器等近四百余台仪器的发放工作。

（二）改造计划：1、安装仪器智能化控制系统。2、安装智能充电柜。3、需佩戴仪器下井人员，根据系统授权，自行取用仪器。

（三）实现目标：1、对设备状态检测实现自动化，如有充电故障自动报警；2、根据仪器用电量情况进行自动充电，满电后自动断电；3、实现无人值守，预计减少仪器发放人员4人。

（四）资金计划：50万元

二、瓦斯抽放站智能化控制

（一）现状：瓦斯抽放站目前在用瓦斯抽放泵共计6台，建有高负压泵房和低负压泵房。按照煤矿安全规程规定，需双岗24小时值班，抽放站现在册职工9人，已无法满足北风井值班需要。且低负压抽放泵使用年限已超10年，所有阀门、抽放泵启停均为人工控制，在抽放泵切换、应急启动时值班人员操作繁琐，工作强度大。在2018年时，已对部分抽放站管路控制阀门进行电动控制改造，但仍不满足现行需要。

（二）改造计划：1、现场监控站控制系统(包括可编程逻辑控制器（PLC）在线监测仪表及执行器等)。2、自动化系统(包括PLC、各类仪表、现场面板、网络通信等设备)。3、电动阀门。

（三）实现目标：1、完成生产过程的逻辑控制及工况参数的采集和处理。2、对抽采泵、阀门等设备的全面联动控制，实现以下功能：泵站进水压力低于设定值时，系统自动停泵，并发出报警信号；根据抽放泵的工作时间，可自动轮值切换机泵；根据不同时间段可自动变换预设的出口压力值；各种设定值均可通过面板、上位机进行修改；面板和上位机均能在线监控进出口压力、流量、泵阀运行状态、抽放泵的电力参数（电压、电流、频率）等。3、根据系统指令对阀门进行电动控制。

（四）资金计划：200万元

三、钻机施工智能识别

（一）现状：依据《山西煤矿安全监察局关于煤矿事故风险分析平台建设和联网工作的通知》（晋煤监办〔2018〕100号）文件要求，各煤矿企业要建设煤矿事故风险分析平台，与山西煤监局煤矿事故风险分析平台实现无缝对接。其中包含探放水作业、瓦斯钻场视频监控系统，现钻机施工视频监控系统正在建设中。

（二）改造计划：安装一套煤矿瓦斯钻场视频监控管理系统，利用人工智能图像识别技术识别打钻作业时的各项参数。

（三）实现目标：1、可实时识别钻杆使用数量、打钻作业人数，自动计算钻孔深度。2、通过系统的安装，规范现场施工人员的行为，确保瓦斯钻孔的施工质量，有利于落实防突措施和减少突出事故，杜绝工作量瞒报。3、为安全监管、事后追朔、科学决策，提供直观、可靠的手段和证据。

（四）资金计划：在煤矿事故风险分析平台建设费用中已包含，无需额外投资。

四、井下工业环网改造

（一）现状：天池公司井下工业网络，由中煤科工北京煤科院设计并于2010年建成，主要用于井下作业人员定位系统、安全监控系统（备用传输线路）、调度通信系统、语音广播系统、井下视频监视系统等信息数据传输；目前存在部分地面及井下安全生产节点未安装工业交换机的问题。同时由于使用时间长、设备老化，故障频繁，导致井下通讯和数据传输时有中断，严重影响矿井安全稳定生产。

（二）改造计划：1、更换现有工业环网交换机，建设矿井万兆工业以太环网。2、增加隔离防火墙，保障网间访问安全性，满足矿井上传业务需求。3、增加一台机房工业环网核心交换机，组成双核心设备环网结构。4、增加井下工业环网节点，满足矿井未来发展需要。5、增加调度台接入交换机，满足调度台对井下生产实时数据进行实时监控。

（三）实现目标：1、保证现有井下工业网络的正常使用，杜绝因设备问题造成的网络中断现象，保障矿井安全稳定生产。2、适应矿井规模扩大和未来业务的开展，增加工业环网接入节点，覆盖矿井井下生产范围，保障矿井各生产系统的实时数据能够实时上传，各部门对各生产系统数据实现实时监控。

（四）资金计划：80万元

五、三维通风辅助决策系统

（一）现状：目前矿井通风能力核定，大多处于定性的评估阶段，虽然《煤矿安全规程》和相关标准对全矿井通风阻力测定和日常测风工作进行了要求，但数据大多停留在纸面，缺乏对数据的深入建模分析和可视化解译。相关的通风网络解算工作，总体来说，还处于比较初级的水平。

（二）改造计划：建立安装一套符合天池公司实际的三维通风辅助决策系统。

（三）实现目标：1、借助于现代化的信息管理技术，以计算机作为辅助手段，来对矿井通风系统进行管理。使用计算机图形技术建立矿井仿真三维通风网络模型，对巷道的断面、风阻以及通风构筑物等参数进行赋值，实现通风系统的数字化和三维可视化，然后通过成熟的算法对通风网络数据进行处理、解算，对通风过程进行动态模拟，从而为管理技术人员提供必要的数据支持，以辅助通风和生产决策。通过三维建模系统，通风技术人员可从任意角度观察和调整通风系统，实现巷道风量分配的实时解算和分析，帮助提高矿井通风决策人员的科学决策水平。2、矿井通风系统管理与优化，通风系统薄弱环节三维可视化展现与预警(如：风速过大、微风、污风循环),通风系统调整方案制定及预先仿真模拟（如：预测巷道贯通、延伸、密闭、工作面搬迁或者风机叶片角调整后通风系统通风能力和稳定性），应急预案制定及避灾线路动态分析，风机工况点分析，自然风压分析，井下岩温、风温及火灾条件下非稳态通风系统模拟分析，反风演习模拟与分析、通风系统经济性分析以及以三维通风仿真为基础的通风管理决策支持等领域，帮助矿井实现实时、动态、合理和科学的通风管理，为实现矿井通风系统实时联网管理打下基础。

（四）资金计划：45万元

六、井下无线网络改造

（一）现状：天池公司井下无线网络，由江苏三恒集团公司设计并于2013年建成，主要用于无线通信系统信息数据传输；目前存在由于使用时间长、设备老化，故障频繁，导致井下通讯和数据传输时有中断，严重影响矿井安全稳定生产。

（二）改造计划：1、建立综采自动化工作面5G无线网络传输系统，实现工作面和运输大巷的5G无线覆盖。在覆盖区域实现语音、集群通讯、数据、实施视频采集、实时设备工况数据采集等业务。2、提供无线大宽带，保证数据实时承载传送。3、实现多业务统一接入及实时传输，提供多种接口功能的无线接入终端，为井下设备提供有线转无线的通道，保证设备工况数据和自动化控制设备信令的有限传输和无线传输的双通道备份。

（三）实现目标：采用5G通信技术来建立的信息化、自动化煤矿井下通信系统，全过程对煤矿开采进行监控管理，确保煤矿开采安全生产，从而提高煤矿企业的经济效益和社会效益。实现区域通信、调度的统一管理,为煤矿安全生产管理提供了有力保障。

（四）资金计划：150万元

七、智能化风门控制系统

（一）现状：矿用风门是重要的通风设施，目前井下大多为木制风门，且井下闭锁为最初级的机械闭锁。井下可人为解除机械闭锁装置，风门运行一直处于监管盲区。

（二）改造计划：1、建立安装风门智能化远程全自动控制装置系统。2、更换井下智能化控制风门

（三）实现目标：风门智能化远程全自动控制装置系统涉及了电子、机械、光学、计算机、通信等诸多新技术，实现了风门远程视频监测、风门自动控制装置及语音通讯技术的有机结合，为矿井智能化安全管理奠定了基础，可实现以下基本功能：1、视频实时监控功能 系统通过井下矿用风门附近安装的高清摄像机头，把风门实时的开闭画面，传输到井上调度室，便于管理人员随时掌据各位置风门的具体运行状态。2、远程自动控制开闭功能 在井上调度室可以在电脑显示屏上查看各风门的开闭状态，并可以根据工作的需要开闭每道风门中的一扇(一道)或同时开闭两扇(两道)风门，在发生突发事故后及时的解除两道风门之间的闭锁设置，保障行人或矿车快速撤离危险区域提供了技术支持。3、远程控制调节风窗的开闭角度功能 矿用调节风门是通风系统中的重要设施，通过调节百叶窗的旋转角度或推拉风窗的压风通径来调节巷道里的通风量及压风流速，确保通风环境满足要求，杜绝瓦斯浓度超标引起的安全隐患。本系统在PC机界面可以切换到调节风门的设置模式，输入调节风窗需要打开的角度，系统传输指令到步进电动推杆等执行机构，完成风窗旋转角度的工作，并可以根据需要随时更换调整风窗的开闭角度。4、开门超时报警功能 当矿用风门处于打开状态的持续时间超过程序中设置的规定时间后，PC机出现“哪“的声光展警，提醒调度室管理人员通过视频直看，报訾风门现场的画面，可以根据现场需要决定是否发岀关闭冈的指令，该功能确保了巷道通风系统长时间短路现象的发生，两除安全隐患。5、视频通讯功能 当井上调度室通过视频监测到矿用风门或周围环境出现异常时，可以开通并上、并下通信功能，及时了解现场发生的情况并把指令传达到工作。