智能化礦山建設實施方案-通防專業

智能化礦山建設實施方案-通防專業

一、智能化儀器發放室

（一）現狀：儀器發放室主要任務爲下井人員提供礦燈、自救器、瓦斯氧氣兩用儀、多功能參數儀等多種儀器的收發、記錄工作，並負責對設備儀器進行日常維護。目前在冊8人，負責瓦斯兩用儀、多功能參數儀、光幹測定器等近四百餘臺儀器的發放工作。

（二）改造計劃：1、安裝儀器智能化控制系統。2、安裝智能充電櫃。3、需佩戴儀器下井人員，根據系統授權，自行取用儀器。

（三）實現目標：1、對設備狀態檢測實現自動化，如有充電故障自動報警；2、根據儀器用電量情況進行自動充電，滿電後自動斷電；3、實現無人值守，預計減少儀器發放人員4人。

（四）資金計劃：50萬元

二、瓦斯抽放站智能化控制

（一）現狀：瓦斯抽放站目前在用瓦斯抽放泵共計6臺，建有高負壓泵房和低負壓泵房。按照煤礦安全規程規定，需雙崗24小時值班，抽放站現在冊職工9人，已無法滿足北風井值班需要。且低負壓抽放泵使用年限已超10年，所有閥門、抽放泵啓停均爲人工控制，在抽放泵切換、應急啓動時值班人員操作繁瑣，工作強度大。在2018年時，已對部分抽放站管路控制閥門進行電動控制改造，但仍不滿足現行需要。

（二）改造計劃：1、現場監控站控制系統(包括可編程邏輯控制器（PLC）在線監測儀表及執行器等)。2、自動化系統(包括PLC、各類儀表、現場面板、網絡通信等設備)。3、電動閥門。

（三）實現目標：1、完成生產過程的邏輯控制及工況參數的採集和處理。2、對抽採泵、閥門等設備的全面聯動控制，實現以下功能：泵站進水壓力低於設定值時，系統自動停泵，併發出報警信號；根據抽放泵的工作時間，可自動輪值切換機泵；根據不同時間段可自動變換預設的出口壓力值；各種設定值均可通過面板、上位機進行修改；面板和上位機均能在線監控進出口壓力、流量、泵閥運行狀態、抽放泵的電力參數（電壓、電流、頻率）等。3、根據系統指令對閥門進行電動控制。

（四）資金計劃：200萬元

三、鑽機施工智能識別

（一）現狀：依據《山西煤礦安全監察局關於煤礦事故風險分析平臺建設和聯網工作的通知》（晉煤監辦〔2018〕100號）文件要求，各煤礦企業要建設煤礦事故風險分析平臺，與山西煤監局煤礦事故風險分析平臺實現無縫對接。其中包含探放水作業、瓦斯鑽場視頻監控系統，現鑽機施工視頻監控系統正在建設中。

（二）改造計劃：安裝一套煤礦瓦斯鑽場視頻監控管理系統，利用人工智能圖像識別技術識別打鑽作業時的各項參數。

（三）實現目標：1、可實時識別鑽桿使用數量、打鑽作業人數，自動計算鑽孔深度。2、通過系統的安裝，規範現場施工人員的行爲，確保瓦斯鑽孔的施工質量，有利於落實防突措施和減少突出事故，杜絕工作量瞞報。3、爲安全監管、事後追朔、科學決策，提供直觀、可靠的手段和證據。

（四）資金計劃：在煤礦事故風險分析平臺建設費用中已包含，無需額外投資。

四、井下工業環網改造

（一）現狀：天池公司井下工業網絡，由中煤科工北京煤科院設計並於2010年建成，主要用於井下作業人員定位系統、安全監控系統（備用傳輸線路）、調度通信系統、語音廣播系統、井下視頻監視系統等信息數據傳輸；目前存在部分地面及井下安全生產節點未安裝工業交換機的問題。同時由於使用時間長、設備老化，故障頻繁，導致井下通訊和數據傳輸時有中斷，嚴重影響礦井安全穩定生產。

（二）改造計劃：1、更換現有工業環網交換機，建設礦井萬兆工業以太環網。2、增加隔離防火牆，保障網間訪問安全性，滿足礦井上傳業務需求。3、增加一臺機房工業環網核心交換機，組成雙核心設備環網結構。4、增加井下工業環網節點，滿足礦井未來發展需要。5、增加調度臺接入交換機，滿足調度臺對井下生產實時數據進行實時監控。

（三）實現目標：1、保證現有井下工業網絡的正常使用，杜絕因設備問題造成的網絡中斷現象，保障礦井安全穩定生產。2、適應礦井規模擴大和未來業務的開展，增加工業環網接入節點，覆蓋礦井井下生產範圍，保障礦井各生產系統的實時數據能夠實時上傳，各部門對各生產系統數據實現實時監控。

（四）資金計劃：80萬元

五、三維通風輔助決策系統

（一）現狀：目前礦井通風能力覈定，大多處於定性的評估階段，雖然《煤礦安全規程》和相關標準對全礦井通風阻力測定和日常測風工作進行了要求，但數據大多停留在紙面，缺乏對數據的深入建模分析和可視化解譯。相關的通風網絡解算工作，總體來說，還處於比較初級的水平。

（二）改造計劃：建立安裝一套符合天池公司實際的三維通風輔助決策系統。

（三）實現目標：1、藉助於現代化的信息管理技術，以計算機作爲輔助手段，來對礦井通風系統進行管理。使用計算機圖形技術建立礦井仿真三維通風網絡模型，對巷道的斷面、風阻以及通風構築物等參數進行賦值，實現通風系統的數字化和三維可視化，然後通過成熟的算法對通風網絡數據進行處理、解算，對通風過程進行動態模擬，從而爲管理技術人員提供必要的數據支持，以輔助通風和生產決策。通過三維建模系統，通風技術人員可從任意角度觀察和調整通風系統，實現巷道風量分配的實時解算和分析，幫助提高礦井通風決策人員的科學決策水平。2、礦井通風系統管理與優化，通風系統薄弱環節三維可視化展現與預警(如：風速過大、微風、污風循環),通風系統調整方案制定及預先仿真模擬（如：預測巷道貫通、延伸、密閉、工作面搬遷或者風機葉片角調整後通風系統通風能力和穩定性），應急預案制定及避災線路動態分析，風機工況點分析，自然風壓分析，井下巖溫、風溫及火災條件下非穩態通風系統模擬分析，反風演習模擬與分析、通風系統經濟性分析以及以三維通風仿真爲基礎的通風管理決策支持等領域，幫助礦井實現實時、動態、合理和科學的通風管理，爲實現礦井通風系統實時聯網管理打下基礎。

（四）資金計劃：45萬元

六、井下無線網絡改造

（一）現狀：天池公司井下無線網絡，由江蘇三恆集團公司設計並於2013年建成，主要用於無線通信系統信息數據傳輸；目前存在由於使用時間長、設備老化，故障頻繁，導致井下通訊和數據傳輸時有中斷，嚴重影響礦井安全穩定生產。

（二）改造計劃：1、建立綜採自動化工作面5G無線網絡傳輸系統，實現工作面和運輸大巷的5G無線覆蓋。在覆蓋區域實現語音、集羣通訊、數據、實施視頻採集、實時設備工況數據採集等業務。2、提供無線大寬帶，保證數據實時承載傳送。3、實現多業務統一接入及實時傳輸，提供多種接口功能的無線接入終端，爲井下設備提供有線轉無線的通道，保證設備工況數據和自動化控制設備信令的有限傳輸和無線傳輸的雙通道備份。

（三）實現目標：採用5G通信技術來建立的信息化、自動化煤礦井下通信系統，全過程對煤礦開採進行監控管理，確保煤礦開採安全生產，從而提高煤礦企業的經濟效益和社會效益。實現區域通信、調度的統一管理,爲煤礦安全生產管理提供了有力保障。

（四）資金計劃：150萬元

七、智能化風門控制系統

（一）現狀：礦用風門是重要的通風設施，目前井下大多爲木製風門，且井下閉鎖爲最初級的機械閉鎖。井下可人爲解除機械閉鎖裝置，風門運行一直處於監管盲區。

（二）改造計劃：1、建立安裝風門智能化遠程全自動控制裝置系統。2、更換井下智能化控制風門

（三）實現目標：風門智能化遠程全自動控制裝置系統涉及了電子、機械、光學、計算機、通信等諸多新技術，實現了風門遠程視頻監測、風門自動控制裝置及語音通訊技術的有機結合，爲礦井智能化安全管理奠定了基礎，可實現以下基本功能：1、視頻實時監控功能 系統通過井下礦用風門附近安裝的高清攝像機頭，把風門實時的開閉畫面，傳輸到井上調度室，便於管理人員隨時掌據各位置風門的具體運行狀態。2、遠程自動控制開閉功能 在井上調度室可以在電腦顯示屏上查看各風門的開閉狀態，並可以根據工作的需要開閉每道風門中的一扇(一道)或同時開閉兩扇(兩道)風門，在發生突發事故後及時的解除兩道風門之間的閉鎖設置，保障行人或礦車快速撤離危險區域提供了技術支持。3、遠程控制調節風窗的開閉角度功能 礦用調節風門是通風系統中的重要設施，通過調節百葉窗的旋轉角度或推拉風窗的壓風通徑來調節巷道里的通風量及壓風流速，確保通風環境滿足要求，杜絕瓦斯濃度超標引起的安全隱患。本系統在PC機界面可以切換到調節風門的設置模式，輸入調節風窗需要打開的角度，系統傳輸指令到步進電動推杆等執行機構，完成風窗旋轉角度的工作，並可以根據需要隨時更換調整風窗的開閉角度。4、開門超時報警功能 當礦用風門處於打開狀態的持續時間超過程序中設置的規定時間後，PC機出現“哪“的聲光展警，提醒調度室管理人員通過視頻直看，報訾風門現場的畫面，可以根據現場需要決定是否發岀關閉岡的指令，該功能確保了巷道通風系統長時間短路現象的發生，兩除安全隱患。5、視頻通訊功能 當井上調度室通過視頻監測到礦用風門或周圍環境出現異常時，可以開通並上、並下通信功能，及時瞭解現場發生的情況並把指令傳達到工作。