煤炭工業信息化與現代化礦井西安科技大學研究院副院長

宋柏西安科技大學簡介西安科技大學歷史悠久，底蘊深厚，前身是西安礦業學院，1958年建校，2003年定名為西安科技大學。學校現有17個學院、2個直屬部、一個獨立學院。擁有安全技術及工程國家重點學科，10個省部級重點學科，5個省級名牌專業，3個省部級重點實驗室，1個省部級工程研究中心，1個國家礦山救援研究中心。現有1個博士后科研流動站，9個博士學科點，初步形成了以地礦及其相關學科為特色，工、理、文、管、法協調發展的辦學格局。西安科技大學人力資源學校現有在編教師1006人，其中，正、副教授360人，具有博、碩士學位者700余人，省“三五”人才4名，入選國家百千萬人才計劃1人，教育部新世紀優秀人才4名，享受國務院政府津貼的有27人。學校還有包括8名院士在內的200余人的高水平兼職教師隊伍。西安科技大學科技實力學校總體科研實力位于陜西高校前十強。擁有3個省部級重點實驗室，一個教育部工程研究中心，2個校企共建的聯合研究基地，20個研究所；擁有大型實驗設施200余套；近年來，學校先后承擔國家自然科學基金項目30余項，年縱向科研經費1000萬元以上；“十五”以來學校獲得國家科技進步獎1項，省部級科技獎勵61項，專利62項。學校十分重視科學研究在學校發展中的作用，建立了完善的科技創新體系，造就了一批優秀的的學科帶頭人和中青年學術骨干，在現代礦山開采技術、煤層自燃火災防治、開采損害與環境保護、礦產資源評價與地質災害防治、巖土工程等領域形成了相對穩定的、特色鮮明的研究方向。宋柏個人簡介

西安科技大學研究院副院長高級工程師、碩士生導師1976年畢業于西安科技大學電氣自動化專業1979年至1981年在西安電子科技大學進修通訊工程專業，在學校長期擔任電氣自動化專業教學及科研工作，長期從事煤炭行業電氣自動化通信工程方面的科研、工程設計及施工。宋柏個人簡介1、2001年主持研發的“智能型斜井跑車防護裝置”獲陜西省科技進步二等獎，并在全國多個煤礦推廣使用。2、1995年主持設計并負責施工完成了新疆原哈密礦務局北泉新井安全生產監測監控系統，該系統為新疆首套安全生產監控系統。3、2002年主持設計并施工完成了新疆艾維爾溝八鋼集團1930礦、2130礦、烏魯木齊硫磺溝礦三套屬國債項目的安全生產監測監控系統。目錄一、國內煤礦綜合自動化現狀二、煤礦信息化與自動化是煤礦安全生產的需要三、煤礦自動化技術平臺基本構架四、煤礦綜合自動化關鍵技術綜述五、煤礦數字化、信息化、自動化六、數字礦山的目標七、信息集成的7個方面八、煤礦專業人才隊伍建設前言煤炭工業發展“十一五”規劃煤炭工業發展方針：依靠科技、促進升級。采用高新技術和先進適用技術，加快安全高效大型現代化煤礦建設，大力推進中小型煤礦機械化，淘汰落后的工藝和裝備，提高煤炭重大裝備研發和制作能力，促進煤炭產業升級。煤炭工業發展目標：技術進步：大型煤礦采掘機械化程度達到95%以上，中型煤礦達到80%以上，小型煤礦機械化、半機械化程度達到40%。安全高效煤礦數量達到380個，產量占全國的45%，其中千萬噸級煤礦達到25個煤炭工業發展的主要任務：加快煤炭科技創新，充分發揮市場配置資源的基礎性作用和企業的市場主體作用，加強組織協調和政策引導，重點圍繞大型煤礦綜合采掘和露天開采設備、大型運輸提升和洗選設備、大型煤炭氣化和合成設備的國產化，組織跨行業大協作，處理好引進與研發、制作與使用、投資與收益的關系，推進重大裝備國產化，大力推進中小型煤礦機械化，發展適合于中小型煤礦的機械化裝備，發展適合于中小型煤礦的機械化裝備，加快培育和發展面向小型煤礦的綜合服務體系，新建中小型煤礦必須采用機械化開采，現有煤礦限期進行技術改造，盡快提升中小型煤礦技術裝備水平一、國內煤礦綜合自動化現狀目前，煤礦井下普遍使用的有工作面綜合監測系統；環境參數監控系統；機車信、集、閉系統；通風監測監控系統；電網監測監控系統；束管監測系統；皮帶集控系統；地音監測系統等等。通信系統除礦用程控調度電話外，還有各種局部的移動通信系統，如載波電話、感應電話、泄漏通信系統、無線通信系統、擴音電話等。煤礦綜合自動化系統，旨在利用先進的網絡技術將以前的獨立控制的各生產、管理系統連接起來，結合自動化、網絡、通信、數據庫等新理論、新技術，將生產自動化、管理信息化的各項應用系統統一在一個網絡平臺上，以保證對全礦井安全狀況和生產過程進行實時監測、監視、控制和調度管理。

礦山企業信息化總體構架

二、煤礦信息化與自動化是

煤礦安全生產的需要煤炭工業持續健康發展，安全生產是關鍵。然而，我國煤炭生產的自然條件十分惡劣，瓦斯與煤塵爆炸、火災、水災、頂板冒落、機電事故總威脅著煤炭的安全生產，我國煤炭生產百萬噸死亡率仍高于世界平均水平。我國百萬噸死亡率較高的一個原因是我國煤炭賦存條件差，以井工礦開采為主，瓦斯、水、火、頂板等災害嚴重，機械化程度低。煤礦安全生產除需要嚴格規章制度，先進的開采和管理方法，可靠的采、掘、運、抽、排設備外，更離不開煤礦信息化和自動化技術及裝。這包括環境與生產監控與遙控、災害預報預測、人員定位、生產調度通信、救災通信、安全生產監管等。三、煤礦自動化技術平臺基本構架

煤礦自動化的目的是實現礦山主要系統與機電設備的集中控制，集成各種礦山生產實時數據與管理信息。必須站在煤礦企業的高度去整體規劃和設計，根據“管控一體化”的思想，采用三層網絡結構，利用世界先進的自動化產品，網絡產品和工業控制軟件，數據庫軟件，使礦井在“采、掘、運、風、水、電、安全”等生產環節全面實現自動化控制，并將煤炭生產、管理的各個環節，統一在一個網絡平臺上，形成統一完整的有機整體。煤礦綜合自動化系統結構的物理結構分為：信息層、控制層和設備層三個物理層網絡結構。結構模型如圖信息層：基于以太網的開放的網絡技術TCP/IP，管理層通過計算機即可隨時了解安全、生產、財務、人事、運輸等各種信息，實現全礦井統一調度及統一管理。控制層：控制層網絡部分由DCS現場控制站、現場操作員站、就地和中央控制站等組成。設備層：現場設備層網絡用以連接底層現場設備，有遠程I/O站、現場儀器儀表設備。

生產控制中心的基本任務有：1、對礦井內各控制系統發布控制命令，能監視礦井各子系統內設備的運行狀態以及所需的生產和安全參數；并能夠上聯集團公司廣域網，實現礦井與公司之間的生產與管理信息及時交換。2、實施井下除掘進頭以外的所有電氣設備均能在地面調度中心進行集中監視和控制，井下個系統的控制實行無人值守，，僅有巡檢工進行巡視和維護，巡檢工可以就地起停現場設備，地面調度中心根據現場情況起停設備；對地面除絞車、鍋爐房、瓦斯抽放站外，均實現無人值守，設備的監視和控制均在調度中心進行，實現全礦的管控一體化。煤礦綜合自動化系統集成平臺的信息系統具有信息存儲、交換、處理、服務等功能。四、煤礦綜合自動化關鍵技術綜述1、煤礦綜合自動化系統分為四大模塊：生產調度模塊；安全監察模塊；設備運行模塊；信息管理模塊。生產調度模塊含有：生產大屏幕顯示系統，設備運行狀況工業電視監視系統；人員車輛跟蹤調度系統。安全監察模塊含有：安全生產監測監控系統；消防報警系統；安全生產預案及聯動系統。

設備運行模塊含有：綜采工作面設備運行與控制系統；井下水泵運行與控制系統；井下電機車運行與控制系統；井下變電所運行與控制系統；地面變電站運行與控制系統；提升機運行與控制系統。信息管理系統含有：生產信息查詢系統；安全生產信息監測管理系統；設備信息管理系統；礦井人員信息管理系統，礦井生產財務信息管理系統。

2、煤礦綜合自動化技術實踐礦井綜合自動化系統包括煤流系統（即采煤工作面自動化系統、運煤皮帶系統、主井提升系統、主井地面生產系統、裝車系統、煤量計量系統）；矸石流及輔運系統（即掘進工作面設備系統、運矸皮帶系統、矸石提升系統、地面排矸系統、軌道運輸系統、副井提升系統）；以及地面、井下電力調度系統、安全監測系統、礦壓通風系統、降溫系統、地面水處理系統、鍋爐房控制系統、礦井水文監測系統。五、煤礦數字化、信息化、自動化自動化礦井、信息化礦井和數字化礦井都是礦井發展的方向，而這三者是什么關系？又有什么不同？這三者在本質上沒有區別，而是從不同的角度提出煤炭企業今后發展的方向。三者之間信息化是實質，數字化是表達形式，自動化是基礎和目的。所有的高產高效的現代化礦井其核心是信息，即各種信息的采集、傳輸應用和反饋的閉環過程，隨著計算機技術、網絡技術的發展，所有的信息都將以數字（化）的方式表現出來，其應用的最終價值將體現在礦井安全生產自動化（管控一體化）上，體現在企業的減員增效、保障安全上。信息化是現代化礦井的實質。現代化礦井實質上是依賴對礦井地理、生產、安全、設備、管理和市場等方面的信息進行采集、傳輸、處理、應用和提升，達到信息增值的目的。其主要內容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計算機）、信息的應用與集成（自動化）等等。信息是未來煤炭企業的重要戰略資源，擁有全面完整、準確的信息是企業提供生產能力，保障安全，提供管理水平、市場應變能力和競爭能力的重要保障。生產、安全、地理和設備的信息通過網絡（通信線路）實時傳送到地面調度中心，使得煤礦的安全、生產管理決策更便于優化，實現了電子生產，為減少設備及零配件的庫存量進一步降低噸煤成本，他們注重供應鏈的管理，大力推進以計算機、網絡和數據庫為基礎的電子供應鏈。面對市場競爭日益嚴峻，他們轉為以市場的客戶為中心，重視客戶關系管理，實現自動配煤，滿足用戶對各種不同煤質的需要，推動電子商務，先進采煤國的煤炭企業正向管控一體化和產銷一條龍發展，實現企業信息化。數字化是信息的表達形式，而且是信息最高、最先進的表達形式。由于計算機技術、微電子技術，尤其是網絡技術的飛速發展，許多煤礦的地理信息、生產信息、安全信息、設備工況信息從采集（傳感器）開始，就實現了數字化、網絡化。由于信息是以數字的形式進行采集、處理、傳輸和應用，因此，生產、安全、管理、市場等信息可以在一個統一的平臺上進行傳輸和交流，使所有的信息能得到充分的應用，使所采集到的信息得到更大的增值。自動化是現代化礦井的重要基礎和目的。自動化是指機械設備或生產過程（煤礦包括環境安全）、管理過程在沒有人的直接參與，經過自動檢測、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操作控制，實現所要達到的目標，信息化（數字化）的信息絕大部分來自于各種生產、工況、安全的自動檢測裝置（傳感器），這些是信息化（數字化）的基礎。反之，由于實現了信息化（數字化），可以在地面對礦井的生產設備的