云煤一矿数字化及自动化平台建设与应用

张天宇，刘岱硕

（河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿，河南 禹 州 461000）

1 搭建信息化网络平台

云煤一矿井实施上下千兆工业以太环网工程，建设了高速传输环网，系统选用MOXA千兆以太网交换机，共安装COMX交换机4台，其中1台核心交换机，环网设5台冗余管理交换机，其他组环交换机采用RS30交换机。千兆工业以太环网的建设，为矿井综合信息化的全面实施提供了高速、稳定的网络平台[1]。

2 安全监测监控系统的建设

2.1 调度指挥中心显示系统

云煤一矿调度室为现代化矿调度指挥中心，该中心显示系统由VWAS大屏幕投影系统、LED显示系统、工业电视系统等组成，使调度人员可以实时掌握井下现场生产情况，为调度人员指挥生产提供了有力的支持。VWAS大屏幕投影系统：整套拼接屏由6台67inch的DLP投影单元组成，按2行×3列进行叠加拼接。LED显示系统：用以显示安全生产的主要数据信息、值班人员等信息。工业电视：大屏两侧各安装12台40inch的液晶电视，按3行×4列进行组装，主要显示地面监视信息和矿井生产监视信息。

2.2 调度通讯系统

调度指挥中心安装上海华亨SH-3000D调度通讯系统，该通讯系统依托联通公司网络，主控板集成了时钟电路、交换网络电路、电话会议电路、网管接口电路、API接口电路等，信息传递可靠性高，抗干扰能力强，稳定性较好。同时提供多种调度工作模式，提供的调度功能有：一键直通，主叫号码显示、保持、排队，手工拨号，录音等一体化功能。

2.3 人员定位管理系统

KJ251A型煤矿人员定位管理系统，采用读卡分站就近并入工业环网，一个读卡分站可接多台识别器，该系统能够实时监测记录井下人员到达的位置、入/出井时刻、重点区域入/出时刻、限制区域入/出时刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员的活动路线等。并具有对上述信息的显示、打印、存储、查询、报警及管理等功能，为事故应急抢险提供科学依据。

2.4 皮带秤计量监测系统

云煤一矿与国安电气股份公司联合投入并使用了皮带称计量监测系统，在主井煤仓定量皮带、主要运输皮带等地点，安装皮带秤计量平台，实时采集各地点皮带的计量数据，动态掌握矿井原煤生产运输等环节的数据信息，便于协调平衡生产。该系统能够实现监测存储、查询、显示、打印等功能。

2.5 工业电视监视系统

在重要生产部位、岗点共安装光纤摄像仪67台，其中地面42台，井下25台。在机房根据需要，将视频图像分别发送至调度电视墙、皮带控制室、调度视频监视室、保卫科监视室等相关部门。在井下安装网络摄像仪18台，并利用流媒体技术实现了在工业网视频网段内，通过WEB页面实时监视的功能。该系统的实施建设，与传统模拟摄像仪相比，数字化视频可以在计算机网络（工业网）上传输图像数据，基本上不受距离的限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线。

2.6 安全生产监测监控系统

KJ835X安全生产监测监控系统，能够实时显示井下各监测点内瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度、风机开停、风门开关等参数，具有独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力（中心站手控、分站程控和传感器就地控制）。可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及历史数据，同时该系统还实现了监测数据的网上查询、信息共享和手机短信报警功能。

3 综合自动化平台建设

3.1 主要运输皮带集控监测系统

该系统对井下四条主皮带及部分综掘头给煤机进行了信息化接入与集成，并在每条皮带及给煤机处安装了光纤摄像仪，通过工业环网将信息上传到地面皮带控制室。界面采用模拟画面，动态显示带式输送机主要电气设备的运行工况及输送机保护装置的参数，并提供输送机远程控制指令给定窗体。系统提供事故报警功能，报警内容完全等同单机电控系统的报警信息。另外，该系统具有给煤机和皮带闭锁关联的功能，在皮带未启动或急停时，自动停止煤机。实现了主煤流系统无人值守，促进了矿井减人提效目标的实现，提高了矿井安全生产的能力。

3.2 变电所集控监测系统

该系统在井下完成了-150m中央变电所的信息集成，并安装了网络摄像仪，利用流媒体技术将变电所情况实时传输到地面控制室。动态显示中央变电所，地面35kV变电所运行的工况，以及涉及的电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等模拟参数数值的变化。系统能够根据实际需要进行远程控制高低防开关分合闸操作，以保证远程无人值守和无故障安全生产。

3.3 中央泵房集控监测系统

该系统在地面实现了对中央泵房各设备进行实时监测与控制的目的。界面采用模拟画面，动态显示排水泵房主要电气设备的运行工况及排水管路压力、水仓水位等参数，对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送，并提供了水泵远程控制指令（单机启停、联锁控制）给指定窗体，提供排水系统事故报警功能。系统具备网络控制、就地自动控制、就地手动控制几种操作方式。

3.4 提升实时监测系统

通过提升实时监测系统，实现了对副斜井提升运行情况的实时监测，该系统具备了深度指示、实际运行速度、时间、电机电流、制动压力、润滑压力等生产数据统计功能，具备统计当前班次、上一班次、当日、上一日、本月、上月等的提升次数、提升量的功能。

3.5 压风机实时监测系统

压风机实时监测系统能够自动检测压风机的开停、压风机的温度、冷却油温、风温与风压等运行参数，就地进行实时显示，并将数据传送到上位机，监控平台除可显示实时监测数据、报警信息，进行故障历史查询、监测数据曲线查询和报表打印外，还可以通过检测每台压风机温度、电机电流、电机电压等参数，控制压风机轮流工作，合理调度所有压风机运行，最终实现压风机工作的无人值守。

3.6 水文实时监测预警系统

KJ628水文监测预警系统可以对矿井上下的水文情况进行监测，包括水位、水压、水温、流量、涌水突变等，也可配接离层、矿山压力、瓦斯、负压等其他多种矿用传感器，采集各种测量数据。所有数据通过总线传至地面，由计算机进行数据分析，打印报表，绘制历史曲线。也可与瓦斯检监测统连接，通过瓦斯监测系统将数据传送到地面调度，实现数据的报表、曲线以及水位流里等参数超限报警。

3.7 瓦斯抽（采）管网监控系统

KJ751煤矿瓦斯抽（采）管网监控系统可实时对抽放管道内温度、压力、瓦斯浓度、气体流量和一氧化碳浓度进行监测，通过各管道工况流量自动计算出标况流量，自动累计该管道的日、月、年累计抽放流量；采集设备开停、供电状态等生产参数，以及瓦斯抽放工况混合流量、瓦斯抽放工况纯流量、瓦斯抽放标矿混合流量、瓦斯抽放标矿纯流量，可以控制设备的通、断电。

4 结语

随着计算机技术在煤矿的不断应用，煤矿正由经验型、传统型向科学型、定量分析与处理、自动化方向发展。云煤一矿依托数字化、自动化矿井系统，变“人控”为“机控”，在加强监测监控，保障安全生产的同时，大力推广新技术、新工艺、新设备，着力打造机械化、智能化、数字化、高效化的本质安全型矿井。