全矿井综合自动化系统在杉木树煤矿的应用.pdf

第 7期 2 0 1 0年 7月 工矿 自 动化 I n dus t r y a n d M i ne Au t oma t i on NO ． 7 J u 1 ．2 0 1 0 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 0 0 7 0 1 1 1 0 3 全矿井综合自动化系统在杉木树煤矿的应用 张 建 ， 汤 俊 。 ， 邓 荣。 1 ． 煤炭科学研究总院常州 自动化研究院，江苏 常州 2 1 3 0 1 5 ； 2 ． 川 煤集 团杉 木树煤 矿 ，四川 宜宾6 4 4 5 0 1 摘要 介 绍 了全 矿 井综合 自动 化 系统在 川煤 集 团杉木树 煤矿 的应 用情 况 ， 简要 说 明 了全 矿 井综合 自动化 系统 的 结构组 成 ， 重 点介 绍 了全矿 井综合 自动 化 系统在 杉木 树煤 矿应 用 中的调控 中心 建设 、 网络层 建设及 子 系统建设 情 况 ， 分析 了杉 木树 煤矿 运行 全矿 井综合 自动 化 系统后 产 生的 经济和社 会效 益 。应用 结果表 明 ， 全 矿井综合 自动化 系统运行稳定、 可靠， 为煤矿 实现“ 减人提效、 节能降耗 、 人本安全” 目标起到 了重要作用。 关键词 矿 井 ；综合 自动 化 ；无人 值 守 ；效益分 析 中图分 类 号 T D 7 6 文献标 识码 B 0 引言 川 煤集 团杉木 树煤 矿于 2 0 0 8年 1 1 月 开始运 行 由天地 常州 自动化股 份有 限公 司研 制开 发 的全矿 井综合 自动化系统 ， 实现了对整个矿井安全监测类、 生产运输类、 设备控制类 、 管理与信息类 、 视频监视 收 稿 日期 2 0 1 0 0 3 1 9 作者简介 张建 1 9 7 6 一 ， 男 ， 四川资 中人 ， 现主要 从事 煤矿 自动化方 案设计及项 目服务工作 。E ma i l z j 9 1 8 8 1 9 1 6 3 ． c o rn 类 、 调 度通 信类 系 统 的融 合 。该 全 矿 井 综合 自动 化 系统 在注重 信息 采集 和处 理 的同 时 ， 也 注重 了信 息 处 理后 生产 和安 全 自动化 系统联 合监测 监控 功能 的 实现 ， 实现了综合 自动化的“ 五融合 ” ， 即网络融合 、 系统融合、 软件融合、 功能融合、 数据融合， 建立了系 统 充分 融合 系统 联合 监测监 控 信息 分析处 理机 发 布 的模 式 ； 同时采 用 “ 智能 调度 、 集 中监 控 、 调控 分 离 ” 的操 作模 式 ， 以“ 有 人 巡 视 、 无 人 值 守” 的维 护方 式 加 以辅助 ， 最 终 协 助 杉 木 树 煤 矿 实 现 了“ 减 人 提 效 、 节能降耗 、 人本安全” 的总体 目标 。 一 要求较高时则可选择方案 3、方案 4、方案 5。 当然，随着技术 的不断发展，会不断涌现出其它的网 络安全设计方案 ]。煤矿企业网络设计者需要根据 实际情况选择合适的网络安全设计方案，力争构建 完善 的网络 系统 。 参 考 文 献 [ 1 ] 葛秀慧 计 算 机 网 络安 全 管 理 [ M] ． 2版． 北 京 清华 大学 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 王群． 计 算 机 网络 安 全 技术 [ M] ． 北 京 清华 大 学 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 3 ] 潘栩． 计算机 网络 安全 问题研 究[ E B ／ OL ] ． 2 0 1 0 一 O 1 2 0 [ 2 0 1 0 0 3 0 1 ] ． h t t p ／ ／ w ww． s t u d a ． n e t ／ n e t wo r k ／ 1 O O 1 2 0 ／ 1 1 2 0 1 2 3 6 ． h t m1 ． [ 4 ] 张江． 计 算 机 网络 实 用 教程 [ M] ． 南 京 南京 大 学 出版社 ， 1 9 9 7 ． [ 5 ] 赵 炎． 矿井安全生产综 合 自动化 系统 的设 计与 实现 [ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 0 2 1 1 1 - 1 1 4 。 工矿 自动 化 2 0 1 0年 7月 1全矿 井综 合 自动化 系统 结构 全 矿井综 合 自动 化 系统 采 用 “ 一个 中心 调 控 中心 、 三个数据库 监控数据库、 空间数据库 、 管理 数据库 ” 的体系结构， 运用 C ／ B ／ S成熟架构， 并采 用 网闸防火墙 的硬件 防护体 系 ， 集成定 制 、 统一 开 发数字化 统一平 台 。其结构 如 图 1所示 。 工业 以太 环网 、G E P ON、⋯． 煤矿 高速 网络 监测监控 系统 、胶带 、水泵 、 ⋯． ． 设备子 系统 图 1 全矿井综合 自动化系统结构 地面胶带机头 设备名称环同交换机 设备型号C J J 0 2 安装位置地面胶带机头 2 5 0中央变电所 设备名称环罔交换机 设备型号K J J 5 8 一 S 安装位置 2 5 0 中央变电所 3 0 2 5 0 变电所 设备名称 环同交换机 设备型号 K I J 5 8 ． S 安装位置 3 0 2 5 0 变电所 3 0 1 7 0变电所 设备名称环舟交换机 设备型号K J J 5 8 一 S 安装位置 3 0 1 7 0变电所 S 3 0 1 1 6 变电所 设备名称 环嘲交换机 设备型号 K ．1 J 5 8 一 S 安装位置 s 3 o l 1 6 变电所 2 全矿 井综合 自动化 系统在 杉木树 煤矿 的应 用 2 ． 1 调控 中心建设 建立了综合 自动化调控 中心， 取消了原来各子 系统互 相独立 的调度控 制室 ， 达 到 了统一 规划 、 减人 提效 的 目 的 。综 合 自动 化 调 控 中 心 组 成 如 图 2 所示 。 公司信 息网 地面调控 中心 图 2综合 自动化调控 中心组成 2 ． 2 网络层 建设 全矿井综 合 自动 化系统 中 的网络 分为井上 和井 下 2 个环网， 环网之间相互独立并形成冗余， 都直接 连接 到赫斯曼 核心 交换 机 MAC H4 0 0 2上 。核心 交 换机互相冗余， 并 通过思科工业 防火墙 AS A5 5 5 O 连 接到企业 信息 网 ， 如 图 3 所 示 。 调度中心 MA C H 4 0 0 2 J 调度室光接收柜 设各名称 中心光接收箱 型号设备 S T 一 4 8 4 8 进4 8 ／11 安装设置 调度室机房 M ACH4 o 0 2 主井 4 5 0 变电所 设备名称环同交换机 设备型号K J J 5 8 一 S 安装位置主井 4 5 0 变 南东风井 设备名称 地面交换机 设备型号C J J 0 2 安装位置南东风井 北东风井 设备名称 环网交换机 设备型号C J J 0 2 安装位置北东风井机房 井下 1 0 0 0 M 环网 井下主光缆采用 MG T S V 一 1 3 6 B 工业 电视系统 井下组环光缆采用 MG T S V 一 1 1 0 B N 3 0 2 5 0 变电所 设备名称 环网交换机 设备型号K J J 5 8 一 S 安装位置N 3 0 2 5 0 变电所 N 2 4 2 6 0 变电所 设备名称环网交换机 设备型号K J J 5 8 一 S 安装位置N2 4 2 6 0变电所 N 2 3 4 5 0变电 所 设备名称 环罔交换机 设备型号 K J J 5 8 ． S 安装位置N 2 3 4 5 0 变 N 2 4 3 9 0 变 电所 设备名称 环网交换机 设备型号I OJ 5 8 一 S 安装位置N 2 4 3 9 0 变电所 图 3 全矿井综合 自动化系统 网络层结构 地面压风机房 设备名称环同交换机 设备型号C J J 0 2 安装位置地面胶带机头 N 2 1 4 5 0变电所 设备名称 环罔变换机 设备型号 K J J 5 8 8 安装位置N 2 1 4 5 0 变 N 2 1 3 0 1 变电所 设备名称环嘲交换机 设备型号K J J 5 8 一 S 安装位置N2 1 3 0 1 变电所 白果嘴绞车房 设备名称 地面交换机 设备型号C J J 0 2 安装位置 白果嘴绞车房 N 2 4 “t4 5 0变电所 设备名称环舟交换机 设鲁型号K 1 J 5 8 - S 安装位置N2 4 4 5 0变 2 0 1 0年第 7期 张 建等 全矿井综合 自动化 系统在杉木树煤矿的应 用 ．1 1 3． 2 ． 3 子 系统 建设 全 矿 井 综 合 自动 化 系统 集 成 矿 井 视频 监 控 系 统 、 安 全生 产监 测监 控 系统 、 地 面生 产 集 控 系统 、 压 风机 集 控 系统 等 ， 做 到信 息 传 送及 时 、 统 一 调度 、 统 一 指 挥 、 实 时多 方位 监 控 ， 实现 科 学 决 策 、 精 确 调度 功能 ， 以适应 现 代 化 矿井 安 全 生 产 的需 求 。全矿 井 综合 自动化 系统 调控 中心 过程控 制各 子 系统 的集成 方式 及数据 流 向 如 图 4所 示 。 监测监控 分站、摄像仪 、I P电话 、P L C 、 专业控制 器等现场控制 、通 信设备 图 4 调控 中心过程控制各子 系统 的集成方式及数 据流 向 全矿 井综 合 自动 化 系统采 集各 子系 统 的数据 以 及各种信息， 并对各种数据进行综合 、 处理， 分级别 筛选 ， 最终 实现 “ 作业 环境 评估 、 设 备在线 管理 、 各 系 统联 动 、 效 能管 理评估 、 应 急预 案” 等 扩展 应用 功能 ， 为客 户提 供信 息化 的 办 公 条件 ， 为管 理 部 门的决 策 提供科 学 的依据 l_ 3 。该 过程 如 图 5所 示 。 为管理部门的决策提供依据 为矿井提供信 息化办公条件 譬 业 蓉 蘩 统 签 易 豢 统 帮 每 豳豳 以各种数据接 口从各现场子系统中获取数据 图 5全矿井综合 自动化系统采 集数 据流向 3 全 矿井综 合 自动化 系统 运行效 益分 析 全矿 井综 合 自动化 系统在 杉木 树煤 矿投 入使 用 后 ， 实现 了 主运煤 系统 、 主胶 带系 统等 的集 中控制 功 能 ， 实现 了压 风机 机房 、 吊挂人 车 等监控 区域 的无 人 值守， 精减人员近 l o o名 ； 安全评估 系统投入使用 后 ， 对今 后矿 井安全 科 学管理 和决 策提供 了方便 、 快 捷 的操作 平 台 ， 将在 提高 效率 、 保 障安全 等方面 发挥 重要 作用 。预 计6年 能收 回系统投 资 。 1 通 过 “ 人 本 安 全 ” 控 制 措 施 产 生 的 社 会 效益u ① 实现 了全 矿井 的综 合 自动化 ， 提 高 了整个 矿 井 生产 系统 运行 的可 靠 性 和安 全 性 。如 “ 生 产 调 度 预案 和事 故 处 理 预 案 ” 及 “ 统 一 消 息 预 警 平 台”的 运 用 。 ② 通 过对 生产 系 统进行 本 质安 全 型改造 ， 提 高 了设备运行的安全性 和可靠性 ， 以杜绝人身事故的 发 生 。如“ 供 电系统监 测监 控系 统” 、 “ 平 巷机 车人 本 安 全调 度监 控系统 ” 的推广 和应用 等 。 2 通过“ 有人 巡 视 、 无人 值 守” 和 提 高 生 产 效 率 产生 的经 济效益 _ 4 ] ① 使 用全 矿井 综合 自动 化 系统 以后 ， 杉木 树煤 矿 井上 下变 电所 、 水 泵 房 、 主 扇风 机房 、 压风机 系统 、 井 下胶 带运输 系统 、 瓦斯 抽 放 系统 等均 可 实 现无 人 值 守或减 人值 守 ， 平均 可减 员 9 6人 左 右 ， 按 照 每位 工 人 年 工 资 总 额 4万 元 来 计 算 ， 每 年 可 以 节 省 3 8 4万 元费用 不 含节 约能 源费用 。 ② 工作 面实 现 自动 化后 ， 大 大减 少 了工作 面工 作人 员数 量 ， 提高 了生产 效率 。 4 结语 J I I 煤 集 团杉木树 煤矿 使用 全矿 井综合 自动 化系 统 以来 ， 收 到 了 良好 的效 果 。该 系 统运 行 稳 定 、 可 靠 ， 为杉木 树煤 矿实 现“ 减 人提 效 、 节 能 降耗 、 人本 安 全 ” 的总体 目标起 到 了积极 作用 。 参 考 文 献 [ 1 ] 陆 铮 ， 汪丛笑． 工业以太网在全矿井综合 自动化系统 中的应用E J 3 ． 工矿 自动化 ， 2 0 0 6 3 3 1 - 3 3 ． [ 2 ] 胡穗延． 全矿井综合 自动化控制 系统[ J ] ． 煤矿 自动化 ， 1 9 9 8 3 l _ 3 ． [ 3 ] 刘瑞生． 屯 留煤矿综 合 自动化及数 字化矿 井建设模 式 研究[ J ] ． 煤 ， 2 0 0 6 ， 1 5 6 5 6 ～ 5 7 ． [ 4 ] 崔凤禄 ， 何 晓群． 全矿井 综合 自动化平 台的研究 [ C ] ／ ／ 第十五届全 国煤矿 自动化学术年会和中国煤炭学会煤 矿 自动化专业委员会学术会议 ， 2 0 0 5 ， 昆明．