煤矿现代化调度指挥中心应用的探讨

郭黎明

(神东煤炭集团保德煤矿，山西 保德 036600)

0 引言

煤炭是我国的基础能源，是我国国家能源的主要来源之一，在一次能源构成中占比约70%，同时，煤炭行业也是国家经济的重要支柱之一[1-3]。随着我国经济的发展，我国对煤炭产业的需求越来越大，在信息化与工业化深度融合的趋势下，煤矿机械化、自动化程度明显提高，各种检测系统的应用进一步提升了煤矿的安全生产水平[1-3]。煤矿的调度指挥中心承担着协调、服务、控制等职能，对矿山的安全生产有着举足轻重的作用[4-8]。因此，加快煤矿的现代化调度指挥中心的建设，不仅能够对煤矿安全生产起到良好的监督管理作用，同时，也提升了企业的应急处理能力。

1 煤矿调度指挥

1.1 煤矿调度工作

调度工作的重要性：煤矿调度工作在煤矿的安全生产过程中起到协调、指挥、控制、监督等作用。它把企业的各个部门和生产环节组织、协调起来，综合平衡，及时地反应和克服生产中的矛盾和薄弱环节，帮助企业进行有效地管理，是企业日常生产工作正常顺利进行的重要保障[9-12]。煤矿调度工作是维持企业各项工作平衡的枢纽，煤矿生产中存在着诸多不稳定、不安全的因素，具有一定的风险性。煤矿调度工作是生产管理的指挥系统，它根据企业的战略目标，对各项生产工作进度与质量进行监控，对生产过程中出现的不平衡情况加以调整，加强生产与辅助部门的联系和协调配合，使整个企业协调工作，形成一个有机的整体，这使得企业的经济效益进一步提高，使煤矿安全、生产及各项工作有条不紊地进行。

传统煤矿调度工作模式：传统煤矿调度指挥中心主要用于煤矿安全信息显示、电话调度指挥等。调度指挥中心只是对安全和生产进行统一监视，传达调度指令，组织协调生产。传统调度指挥中心只负责信息的收集，并将收集到的系统数据信息进行接入和展示，调度人员无法对设备乃至整个生产过程进行深入全面的了解与控制，无法真正形成联动，也导致了事故处理效率低的问题。无论是调度指挥的功能还是通讯的模式，相对而言都比较落后，维护量大，而且传输信息量小，不能保证调度系统的稳定性，不能满足未来对语音、数据和视频等多业务的要求。

1.2 煤矿现代化调度

现代化调度指挥中心模式：煤矿现代化调度指挥中心，已从单纯的指挥、传达情报转变为具有生产决策、指挥、事故应变、协调作业能力的决策中心和管控中心。实现了由原来的粗放式、经验式、命令式的调度管理模式转变为通过先进的信息化手段，逐步向现代化、信息化的调度模式转变，实现集中管控的模式。它将煤矿的安全监控、生产过程监控与实时监控、生产调度指挥业务统一整合在调度指挥中心。通过引进先进的实时监控设备、高清显示仪器，采用信息反馈系统与维护系统，建立综合指挥系统，实现标准化管理。

现代化调度指挥中心的优点：煤矿现代化调度指挥中心，将先进的信息技术与设备应用于调度工作中，加快了信息的收集与反馈效率，缩短了事件反应时间。统一规划建设数据中心，也减少建设成本和运行维护成本。现代化调度指挥中心共用一套管控一体化信息平台，加强了各部门信息的纵向和横向共享，为煤矿的精细化管理提供了全面的支撑，实现了快速响应、高效沟通、科学决策。实现了对煤矿机电设备和安全检测信息的远程集中检测与控制，在减少人力、降低成本、提升效率方面发挥了巨大的功效。现代化调度系统对井下的交通管制、车辆调度、故障预警、网络通讯监控等的信息化管制，大幅度提升了井下工作的安全运行效率与管理水平。

2 现代化调度指挥中心实例

以保德煤矿为实例，介绍煤矿调度指挥中心自动化、信息化使用情况。保德综合自动化控制系统于2002年11月安装投入使用，采用AB公司Control Logix5000系列PLC控制器系统，通过安装在井下中央变电所、主运胶带机变电所、主扇房变电所等地的PLC机柜，实现了主胶带运输、供电、供水、排水、主扇5大系统进行远程自动化操作控制功能。

2.1 自动化使用情况

运输皮带监控：运输皮带系统包括大巷皮带、主井皮带、上仓皮带等，整个过程由矿生产指挥中心调度员控制，皮带与皮带之间存在软件上的闭锁关系。每条皮带的保护系统参数显示在调度室监控画面上，调度员可以随时监测保护系统投入与切除情况。

变电所监控：通过电力三遥包括电力参数的遥测、用电设备的遥控和电力模块的遥讯，变电所各个回路的停、送电控制均由调度员来执行，电力参数显示在调度室监控画面上，调度员对回路的用电情况一目了然，提高了用电的效率和用电的可靠性，减少了因人为因素引起的停、送电故障几率。

风机监控：保德煤矿通风系统采用高压风机对旋式通风系统，通风机位于刘家堰与枣林，调度员在调度室可以通过风机控制画面完成开风机、倒风机、停风机的操作，并且可以实时监测风道负压和风机电机运行的情况，了解高压电机的温度、功率等参数信息。

排水监控：井下水泵房主要用于矿井的井下排水任务，采用高压水泵排水，调度员只需要点击开泵或停泵按钮，系统会自动按规定流程开水泵或停水泵，减少人为操作失误，提高系统运行效率。

供水监控：地面水源井及高位水池负担井下供水任务，调度员在调度室通过供水控制画面完成水泵的自动或手动开停操作，并且可以实时监测供水流量、水池水位等参数信息。

2.2 信息化使用情况

保德煤矿自建矿以来，坚持以信息化带动工业化，依靠自动化技术改造传统产业，提升矿井科技水平，目前信息化应用已取得了一定成果。

安全监测监控系统：保德煤矿安全监控系统于2002年10月安装投入使用，现有系统为采用“工业以太环网+现场总线”技术的新型煤矿安全监测监控系统KJ2000N，通信传输实现了实时性强、响应速度快、冗余特性和节点故障不影响整个系统等性能，从而使监控系统运行可靠性得到了极大的提高。该系统由地面中心站、网络传输接口、井下分站、井下防爆电源、各种矿用传感器、矿用机电控制设备及KJ2000N监测软件组成。煤矿井下各地点严格按照要求安装各类仪器、设备，实现了煤矿生产过程中全方面监测和控制。

视频监控系统：①工业电视。通过在井下综采工作面、胶带机头、避难硐室、变电所等关键点安装了防爆摄像仪，在调度室可看到井下现场实时状况，方便调度员对现场的调度和管理。现安装有井下摄像仪23个；②安防监控。通过安装地面各工业广场及楼宇内的摄像机，实现场区及楼内视频安全监控管理。主要有工业广场视频监控系统、宿舍楼监控系统、办公楼监控系统、胶轮车库监控系统、保德生活小区监控系统等，共有摄像头92个。

井下人员定位系统：保德煤矿井下人员管理系统采用“北京天一众合科技发展有限责任公司”开发的KJ133矿用人员定位安全管理系统，于2008年2月安装投入使用，2012年5月升级为全公司大中心系统，数据库服务器位于公司。系统取得了煤矿矿用产品安全标志，定位分站、基站等相关设备符合相应的标准，并满足AQ 6210—2007的要求。

通信联络系统：①保德煤矿通信联络系统由调度电话通讯系统、小灵通无线通讯系统及井下语音广播系统组成。实现了井上、井下多种方式的通讯联络，有力的促进了矿井调度指挥能力。保德煤矿调度电话系统于2002年3月安装投入使用，现有系统采用华为C&C08-B 500门数字程控交换机系统，主要包括交换机和调度台2大部分。电话机主要设置在井下工作面及各皮带机头、机尾、机房硐室及其它重要地点，可与地面程控电话及小灵通电话直接通讯。现有电话218部，其中井下电话54部；②小灵通无线通讯系统。小灵通无线通讯系统于2005年6月安装使用，现有系统采用由大唐电信公司提供的KT101矿用无线通讯系统，信号已覆盖矿井地面及井下各主要巷道、工作面。井下现有小灵通基站控制器4台，基站115个，小灵通362部；③井下语音广播系统。系统采用天地(常州)自动化股份有限公司生产的KXT23矿用IP网络广播对讲系统，通过在井下建立千兆工业以太环网系统，实现对单独、分区、组合广播，支持定时自动播出。井下现安装环网交换机6台，矿用本安型IP网络广播终端107台；④综采数据上传系统。通过安装在井下的专用数据传输设备，通过光纤与将综采工作面的煤机、三机、支架等主要设备的运行参数上传至集控室计算机上，如：电流、速度、割煤刀数、故障等。系统可对综采工作面压力大小、分布情况及周期来压时间、支架初撑力情况、拉架是否及时到位等进行实时监视，有效指导工作面初末采、周期来压、贯通、过特殊地质构造期间的安全生产；⑤标准化检修系统。通过点检仪对设备进行点检，将点检结果利用局域网上传至公司标准检修系统服务器进行数据处理，及时发现设备隐患，准确指导日常检修和预防性检修，提高机电设备运行效率，减少故障停机造成的生产损失。全矿纳入点检的设备对共计49台，总计1 008个点检位；⑥煤炭产量监控系统。系统采用山西阳光三极科技有限公司生产的KJ219煤炭产量监控系统，通过安装在两主井的传感器采集重量信号，进行A/D转换后，经过信号采集分站对所采信号进行处理，利用光纤技术把信号传输到机房计算机内，通过软件对产量数据进行分析处理和显示，实现产量实时记录及储存。

3 存在的不足及应对措施

3.1 存在的不足

一些煤矿企业虽然重视现代化建设，但企业管理水平不能与之匹配。企业重建设，轻管理，导致现代化调度指挥中心未能充分发挥其作用；在很多煤矿企业中，管理层更注重生产的产量，过于追求经济效益，削弱了对企业安全工作的调度指挥；在煤矿企业现代化建设的过程中，矿区通讯技术还有待进一步完善，同时由于监管不足，缺乏专业的管理人员的原因，其对企业的工作程序、操作规范、员工的专业技术与素质提出了新的要求，员工的综合素质不高与企业的制度不完善不能适应企业进一步发展的需求。此外，由于调度工作需要对信息全面精准的掌握，进一步加强部门之间的流畅沟通也十分重要。

3.2 应对措施

提高调度人员素质：作为煤矿企业，要重视调度工作队伍的建设和完善。煤矿调度人员是调度工作最直接的执行者与操控者，煤矿调度人员的专业素质与技能是影响调度工作的直接因素。提高调度人员素质能力，加强调度工作人员专业技能以及管理能力培训，可以降低生产环节认知因素的错误，为企业的现代化建设培养后备人才。加强调度人员的安全意识，强化责任意识是煤矿调度人员的基本素养。只有自身对调度指挥工作有了足够的认知高度，对企业生产系统、作业流程等有了较好的掌握之后，才能保证企业调度工作的正常开展，企业的调度工作效果才能有质的提升。

健全制度规范体系：企业制度体系的不断更新完善，是企业不断发展的重要保障。煤炭企业要将重点放到企业的安全生产监督上，制度安全生产监控体系，事前控制尤为重要。要保障煤矿调度指挥中心工作顺利高效地开展，就要针对调度工作中存在的问题，推行相应的制度建设。企业应注重日常调度工作中的规范操作标准，落实严格责任考核制度，构建调度信息网络，完善技术设施设备，提高调度水平，加强执行力，保证调度工作的规范科学化。

持续引进先进的信息化技术：煤矿现代化调度指挥中心的建设，离不开对现代信息化电子设备的依赖。企业的现代化设施设备的更新状态，应依据企业自身各个岗位对设施设备的具体需求程度，进行不断更新。目前，可视化技术、组态技术、实时数据库技术、统一通讯技术等先进信息技术在煤矿现代建设中的运用，实现了现代化调度中心随时了解矿井生产过程的整体实时情况能力，实现井上、井下各个作业的可视化通讯，实现报警零时间感知，便于及时准确的制度决策，最终实现调度的数据精准化，管控精细化，决策科学化。

4 结语

综上，煤矿现代化调度指挥是行业发展的必然方向，其职能的正常履行是安全生产的重要保障。在煤矿企业现代化调度指挥中心的建设过程中，也难以避免出现一些管理等问题，通过提高调度人员素质、健全制度规范体系、持续引进先进的信息化技术等措施，有利于进一步完善煤矿现代化调度指挥中心的建设与发展。