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      數字化煤礦解決方案

      摘要

      力控科技數字化煤礦解決方案是以先進的煤礦機電一體化技術、3S技術、互聯網技術、大數據技術為基礎,結合先進的煤礦管理體系,以煤礦安全生產、高產高效、綠色可持續發展為目標,構建資源布局合理、業務體系完備、運轉協調高效、安全保障有力的煤礦數字化平臺,實現煤礦從生產管理、綜合調度、集中監控、資源協調、能耗管控、質量監督、安全應急、環境監測的全面管理,并實現一張網、一張圖的綜合調度指揮與信息輔助決策分析。



      一、方案概述


      隨著現代信息技術的飛速發展,煤礦信息化也在深入應用并逐步為煤炭企業提升管理發揮重要的作用。但是,現有的煤礦信息化大多只是某個專業方面的應用,未能實現煤礦信息的全面綜合利用、未能充分發揮信息的綜合效能。因此,為了適應現代煤炭企業智能化管理的要求,就需要構建數字化煤礦系統,充分發揮信息技術的作用,提高煤礦企業的管理效率和工作質量,進而提高煤炭企業的技術水平、管理水平,以及綜合決策水平。



      二、設計目標


      以煤礦高效率管理與高質量應用為核心,以信息資源綜合開發利用為主線,構建資源布局合理、業務體系完備、運轉協調高效、安全保障有力的煤礦數字化系統平臺,提高煤礦科學化、規范化和現代化管理水平。

      加強煤礦安全管理規范、生產操作規程、質量管理標準等基礎標準體系的建設,開展在線監測、實時控制、遠程運維,以及生產全過程的跟蹤,提高整個生產過程的安全性和可靠性。

      通過完善的綜合自動化系統,建立高效、強大的煤礦安全生產及調度中心,實現設備運行狀態監控、安全參數動態監控、關鍵環節視頻監控、生產進度監控、井下人員生命安全監控等全面管控,提升生產監督與安全保障能力。

      以安全生產為核心,建立煤礦生產執行系統,實現人、機、料、法、環等關鍵生產要素的全方位管理,對整個生產過程進行智能調度,為高效率、高質量完成生產目標提供強有力的保障。

      利用三維動畫、GIS等系統,建立煤礦三維地質模型和地理系統,為煤礦資源的可視化、開采生產的可視化,以及安全管理的可視化提供強有力的技術支撐。

      實現煤礦物資的全過程管理,從入廠計量、檢測入庫、到使用出庫及庫存盤點的管理;對物料的移動、消耗等過程進行管理,并進行物料平衡的分析與優化。

      實現煤礦設備從啟用、建檔、維護保養、檢維修、檢定、停用、報廢等全生命周期的管理;實現智能設備的互聯、互通,以及遠程運維;對設備的運行狀態、執行效率、能耗情況等進行實時跟蹤與監控、分析與優化,從而提高設備的生產能力和綜合效率。

      對煤礦的水、電、汽、燃氣、供暖等全能源介質進行統一計量與采集,實現能源實時監控、能耗動態分析、能源優化控制、能源結構持續改進的全能源鏈管理;通過能源大數據的統計分析,實現煤礦能效分析及能耗負荷預測;基于能源大數據構建煤礦能耗模型,實現煤礦能源平衡與優化,促進煤礦節能降耗,推動煤礦逐步向低碳轉型。

      實現煤礦周邊空氣、水質、土壤及污廢排放等的在線監測與動態管控,對環境污染及超標排放等情況進行智能報警,并針對生產情況及影響環境質量的因素等進行分析、評價,做好環境保護與治理。

      構建集生產事故應急預案、資源調度管理、模擬仿真為一體的可視化、數字化的安全應急指揮管理系統,通過生產流程圖、GIS跟蹤、視頻監控、移動應用等多種方式,實現安全應急事件的動態感知、智能分析與輔助決策,提高煤礦應急調度管理能力,有效支撐煤礦安全生產。



      三、系統架構



      系統網絡架構如下圖所示:



      系統功能架構如下圖所示:





      四、功能特點




      1、 綜合監控,智能報警通過與各種自動化設備、工業視頻、井下通訊、定位等煤礦安全生產子系統的集成,對生產作業現場進行全面監控;對井下設備運行狀況、瓦斯及一氧化碳含量、井下人員位置及活動情況等進行的實時、動態監控與跟蹤;對于異常情況進行及時、精準預警,并根據報警信息及時進行相應的應急響應與聯動處理。




      2、 煤礦“一張圖”GIS系統,實現井下3D精準跟蹤。系統采用三維立體顯示模式,利用GIS技術匯總煤礦井下CAD圖及井下巷道信息,通過360°任意自由旋轉、放大、縮小的3D電子地圖,直觀地展現礦井整體和各個不同角度、工作層面的立體結構圖,并顯示井下巷道的坡度、深度、實際長度等重要信息;能夠精確顯示全礦井的人員在巷道中的分布、實時活動的信息,并能夠自動定位、動態跟蹤。



      3、 煤礦全方位、可視化調度指揮管理。利用信息可視化技術、多媒體技術及Internet/Intranet等先進的信息技術,通過多樣化的統計數據、圖表、視頻信息等,為生產調度及決策提供支撐和依據,實現煤礦全方位調度管理。




      4、 實現煤礦關鍵資源的全面管理。實現煤礦設備從啟用建檔、運行維護、巡檢、故障報警、檢維修,以及報廢、停用等全生命周期管理,并對設備狀態、運行效率進行監視、跟蹤,對能效進行分析;對煤礦機電設備、小電器、電纜等進行管理與防爆檢查;對煤礦所使用的物料及物料在生產過程中的移動、存儲、計量、跟蹤等進行管理,并進行物料平衡與分析;實現煤礦地測管理,涵蓋地質、測量、水文及儀器儀表。


      5、 能耗管控與優化,提高能源利用率。對煤礦生產過程中涉及的水、電、氣、汽、熱等各種能源的消耗進行集中管控,實現從能源數據采集、過程監控,到能耗統計、節能分析等全過程的管理。



      6、 嚴格的產品質量管理。實現對礦井原煤、商品煤、洗選煤等煤樣從采樣、化驗、分析、生產檢測報告的全過程質量管理;根據質量標準,實現產品質量的自動判定;對于不合格品,系統進行報警,并啟動不合格處理流程,進行產品質量及批次的溯源。



      7、 實現一通三防管理,保障煤礦安全生產。實現礦井通風管理、瓦斯管理、防滅火管理、綜合防塵管理、技術措施及規章制度管理、安全監測管理、安全儀器儀表管理等,為煤礦安全生產保駕護航。




      8、 煤礦安全應急管理。運用GPS、GIS、GSM/GPRS等技術,結合導航定位設備、電子地圖,形成煤礦應急監控中心,對應急救援現場進行綜合實時監控,為指揮調度中心全局掌握現場情況、救援進度及統一協調指揮提供便捷,確保整個救援過程快速、高效地推進;系統可以實現監控系統與應急現場視頻畫面的聯動,并通過GIS系統定位、生產流程圖監控跟蹤,調出現場視頻監控畫面,進行實時、動態、直觀的監視;對應急資源及應急預案進行管理與調度,及時進行應急事件的響應與處理。






      9、 嚴格的環境質量管控。系統可以按固定頻次或隨機檢測煤礦周邊的大氣、水、土壤質量,有效跟蹤煤礦排放對環境的影響;系統可以按照環保質量指標的要求,實時監測環境質量,并進行自動判定及智能報警;系統對生產廢氣、廢水等污染物排放點進行嚴格的采樣、檢測,跟蹤并記錄排放達標情況;對于不符合標準要求的排放,進行報警。


      10、 實現智能運銷管理。系統對運銷調度、遠程運銷管理、煤碳定量裝車、汽車智能稱重、汽車衡防作弊、視頻監控系統、智能門崗系統、數據遠傳系統進行全面的信息采集、存儲、傳輸和有效管理,幫助煤礦提高工作效率,堵塞經營管理漏洞,提高服務質量,降低成本,增加效益。






      五、給客戶帶來的價值



      1、 以煤礦安全生產為目標,全面整合安全相關的信息,通過對生產過程、設備運行情況、井下人員規范操作、三通一防及井下環境等全方位的智能化監控,提升煤礦安全生產監督與安全保障能力,不斷消除和控制安全生產隱患和職業安全健康危害,降低安全生產風險,保證人民生命及國家財產安全。

      2、 通過有效的設備檢維修計劃、預防性維修及實時遠程運維,提高設備的可靠性,減少故障停機時間,從而提升設備運行效率,提高生產效益。

      3、 通過煤礦生產能耗的實時監控、動態分析、優化控制、持續改進,提高能源綜合利用效率,促進煤礦節能降耗,降低生產成本。

      4、 通過煤礦環境質量及污廢排放的有效監管,加強企業的環保意識,提高企業的社會責任感,推動煤礦從技術和管理兩個層面進行創新、改革,提升清潔生產水平,逐步向綠色、低碳轉型。


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