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        集團要聞

        “5+4”智慧工程,讓開采更聰明

        來源:中國煤炭網 作者:郝志強 2020-12-15 10:55:13 字體大小【

          山西焦煤集團西山煤電馬蘭礦地處呂梁山東翼、汾河之濱,位于我國最大主焦煤生產基地——山西省古交市,是國家“七五”期間建設的國有特大型現代化礦井。馬蘭礦于1983年11月開工建設,1990年6月正式投產,設計生產能力400萬噸/年,服務年限107年。

          馬蘭礦提出,以“物聯網整合,互聯網傳輸,數字化集成,可視化保障,程序化操作”為核心目標,實施“5+4”智慧工程,通過“大膽淘汰、大力升級、大方引進”,將設備、工藝與系統、平臺同步設計、同步攻關、同步發力、同步推進。

          “5+4”智慧工程中的“5”是指“五個統一”,即統一的網絡平臺、統一的接口標準、統一的數據平臺、統一的編碼標準、統一的“一張圖”管控一體化平臺;“4”是指建立安全管控系統、生產調度系統、輔助生產系統以及企業資源計劃系統(ERP)四大子系統。“5+4”智慧工程,架構智能化,利用“數智化”,讓煤礦開采更聰明。

          打造數字化智慧體

          “五個統一”的目的是建立基于空間和時間的四維地理信息、泛在網、云計算、大數據、虛擬化、計算機軟件以及各種網絡,集成應用各類傳感感知、數據通信、自動控制、智能決策等技術,建成精準適時采集、高可靠網絡化傳輸、規范化信息集成、實時可視化展現、生產環節自動化運行,為各類決策提供智能化服務的數字化智慧體,使整個礦井具有自我學習、分析和決策的能力。

          一是統一的網絡平臺。

          馬蘭礦構建統一的網絡平臺,采用寬帶光纖網+4G無線寬帶網+窄帶傳輸,打造煤礦高速通信的異構網,建立數字化礦山高速信息傳輸通道(煤礦信息高速公路)。同時,建設統一的網絡平臺,增強數據的安全性和私密性,實現井下語音通話、數據通信、無線視頻、設備集控等。

          馬蘭礦在升級了井下工業環網的基礎上新建了一個環網,實現了視頻信號與數據信號的分開傳輸、互不干擾;建成了覆蓋地面、井下大巷以及南五下組煤盤區的4G無線網絡,并配置部分手持終端,為多系統的無線接入奠定了網絡基礎;地面構筑了辦公網、云數據中心等。

          未來,馬蘭礦將在井下主干采用24芯礦用鎧裝光纜重新布線,服務器、操作系統、交換機、網管軟件、輔材全套配備;在調度中心引進4G核心網,布置地面基站、井下基站等,配置手持終端,實現井下4G全覆蓋、人員隨時通信;不斷提高通信帶寬,將原有的人員定位系統、車輛定位系統等通過4G無線接入到數據中心,減少井下線纜鋪設和維護量,同時使礦山設備、人員、車輛、工藝在統一的寬帶網絡平臺上運行。

          二是統一的接口標準。

          目前,馬蘭礦各系統的開發相對獨立,對智慧礦山數據傳輸造成了障礙。根據接口系統特點,馬蘭礦擬采用分布式、模塊化、跨平臺的開放體系結構和基于標準MODBUS RTU通信協議,支持Modbus-TCP/IP通信機制,兼顧有線、無線接口的接入,并為分布式系統及終端提供多種自動化接口模式。

          未來五年,馬蘭礦將統一規劃、統籌建立現有各系統的交換標準接口,將企業各種信息系統、應用資源有效整合到一起,實現信息共享。

          三是統一的數據平臺。

          馬蘭礦依托大數據、云計算技術,將構建集數據采集、數據整合、數據存儲、數據分析利用于一體的云數據平臺。近期,馬蘭礦將引進云數據設備,對現有機房進行升級改造和網絡優化,通過統一的接口將現有各系統數據遷至云數據中心,利用虛擬化平臺實現眾多應用的集中部署、資源共享,從而建立智能分析與決策系統模型。

          四是統一的編碼標準。

          在設備、物資的管理上,馬蘭礦將創建統一的編碼系統,提高信息交換和數據共享能力。一方面建立點檢設備的編碼體系,另一方面建立物資管理的編碼體系,使庫存信息分享更及時,實現財務賬和實物賬的統一。

          五是統一的“一張圖”管控一體化平臺。

          馬蘭礦的調度中心對人員定位系統、監測監控系統、部分視頻監控系統進行了集中管理,但該礦的絕大多數系統沒有數據接入,因此調度管理較為滯后。

          未來五年,馬蘭礦將建立GIS的分布式協同“一張圖”信息支持系統,將調度室打造為全礦的集控中心,并開發包括安全監測、人員定位、視頻監控、移動指揮、應急避險等功能為一體的移動智能終端,從而實現高效、準確指揮。配套建設數據中心、云平臺配置服務器、節點交換機、可視化管理平臺等智能設備,人、機、環各因素實現全面感知。

          升級現有系統和裝備

          馬蘭礦的智慧礦山建設尚處于起步階段。2019年,馬蘭礦打造了一個智能化工作面,在井下部分區域配套跟進智能系統,實現了一鍵啟停、記憶割煤、自動跟機、視頻監控的智能開采。未來,馬蘭礦將大力淘汰老舊設備,升級現有系統和裝備,引進智能設施和高精技術,建立安全管控系統、生產調度系統、輔助生產系統、企業資源計劃系統(ERP)四大應用主系統。

          一是安全管控系統。

          馬蘭礦的安全管控系統已完成55%。我們通過升級KJ90X監測監控系統,引進千米定向鉆機,完成了地面各個風機房、抽采泵站以及井下所有盤區的改造。引進履帶式全液壓坑道機,健全了礦井水文動態觀測系統,加設分站和監測點,智能監測礦井水文動態。安設束管防滅火監測系統,從井下延伸至各個采區、大巷,對各種氣體含量實現連續循環監測,對煤層自然發火進行預測預報。引進音頻服務器、調度主機等,其中井下廣播系統實現了雙向通話。

          下一步,我們將進一步優化礦井生產布局,加快構成大采區,加快盾構機、110工法等新裝備、新工藝的推廣。擬建立安全管理信息系統和重大危險源評價模型和指標體系庫,對重大危險源分類、重大危險源等級、應急預案等數據進行維護。通過更新改造高低壓開關柜及綜合保護、電力系統集中監控后臺等,實現抽采泵站智能化管理。擬建立應急救援資源及管理信息數據庫,建成應急處置、指揮以及演練綜合性平臺。

          二是生產調度系統。

          生產調度系統主要分為兩方面。一方面是淘汰老舊設施、升級現有系統、引進智能裝備。另一方面是配套建立12項子系統,實現智能系統與技術的智能管控。

          我們引進了多功能巖巷快速掘進復合式鑿巖鉆車與爆破技術、TBM盾構機,實現了巖巷全斷面掘進、自動化操作。推廣使用超前支架,引進井下監控中心、采煤機控制系統等,建成了18509智能工作面及配套的工作面智能監控系統。

          同時,馬蘭礦將持續引進先進的采煤機、支架電控、刮板輸送機等,配套建立采、掘、開工作面的監控系統,與集控中心實現無縫傳輸。

          關于智慧調度方面,我們于2018年完成了地面工業區視頻監控系統的初級升級。未來,馬蘭礦將圍繞智能監控建設,二次升級工業視頻監控系統,并將其并入集控中心,實現統一管理。

          三是輔助生產系統。

          馬蘭礦現有的輔助生產系統部分實現了智能化。井下現有2座自動化充電硐室,蓄電池電機車實現了輔助駕駛,井下12部固定帶式輸送機進行了系統改造,對變頻器、集控裝置等進行了改造。升級井下排水系統,對各變電所、配電點內設備以及保護裝備進行了智慧改造,井下8個變電所、8個排水泵房已實現無人值守。按照規劃,輔助生產系統預計2022年底投入使用。

          四是企業資源計劃系統(ERP)。

          馬蘭礦于2018年引進契約化管理系統平臺。該系統具備報表分析、預算管理、內部市場化管理、獎罰考核管理四大功能,數據可以通過手機APP查詢進行互通。下一步,該礦將建立企業地面單位管理系統,即企業資源計劃系統(ERP)。(作者系山西焦煤集團西山煤電馬蘭礦礦長)

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