煤矿数字化建设与规划

lihuolin958

    一、项目建设背景

按照《国家中长期科技和技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的指导方针、目标和部署，以及党的十七大提出的“两化融合（工业化和信息化）”的新战略、新思维，加快数字化矿山建设，实现煤炭工业的现代化管理是确保煤炭工业稳步和安全发展的必由之路，也是改变煤炭工业形象的唯一道路。

我国的数字化矿井建设与国外采煤技术先进国家相比有较大差距，自20世纪下半叶起，德、英、美、澳等国，大力推广自动化、信息化技术，在井上、井下生产、安全等各环节，对主要设备均实现了子系统自动化生产控制和监测，并采用计算机网络技术，将所有子系统通过联网，实现全矿井生产和安全系统的综合控制、监测和监视，实现了数字化远程控制和岗位无人值守，使生产效率大大提高，安全状况彻底改善，获得了巨大的效果。

近年来，国内煤炭行业也日益重视和加快数字化矿井建设，并均取得了一定的成绩。中煤平朔井工一矿作为中煤平朔煤业有限责任公司建设的第一座井工矿，也是平朔公司数字化矿山建设的先行者，在信息化建设方面已经做了大量的工作，今年在学习国内外先进技术和经验的基础上又对矿内数字化建设进行了新的规划设计。

二、目标及意义

系统目标

数字矿山的最终任务是建立一个包括地形、交通、建筑人文、环保、地面运输、工业管路（包括通讯线路）、岩层、煤层、水体、瓦斯、地面工程、地下工程、井下运输、供电、通风、避灾路线、抗灾路线、生产调度、监测监控、安全管理、设备管理等地理信息层、并集成生产管理信息化、办公自动化、工业自动化、电子商务等管理信息层的强大时空信息系统。

井工一矿围绕集约高效、绿色新型、安全和谐数字化矿山的建设目标，将全面实现安全生产自动化和调度指挥信息化、管理决策数字化的智能安保型数字化矿山，打造国内一流世界领先的数字化矿井。

本方案中规划建设的具体任务包括：

1、继承以前安全信息化和生产自动化系统的成果，在智能化和集成化方面重点投入，打通各种不同类型信息系统的壁垒，实现测控数据、管理报表、生产指令的全面集成，为优化管理和决策提供全面信息。

2、通过完善综合自动化系统，建立强有力、高效的调度信息中心，实现矿山生产安全全面集中监控，提升监督和保障能力。包括：设备运行状态监控、安全监测数据监控、关键环节视频监控、生产进度监控、下井人员监控等。

3、以安全生产为核心建立煤矿生产执行系统（MES），建立井工矿生产过程管理信息化核心，实现生产管理、设备管理、安全管理、人员考核等全方位管理体系，协同办公提高管理效率，控制成本消耗、降低事故率、平顺生产过程，提高全员工效。

4、结合三维设计软件全面推广应用，建立矿区三维地质模型，为资源储量可视化、开采生产可视化、安全管理可视化的实现创造技术基础。

5、着眼公司信息化建设大局，数字化矿井与ERP系统直接连接，实现公司与矿井信息的同步流转，为ERP系统提供客观数据，接受ERP系统生产计划指令，提高生产指挥效率。

系统建设意义

井工一矿数字矿山的建设将为中煤平朔提升在国内乃至国际的竞争能力注入新的动力。

1、数字矿山是井工一矿信息化建设的必然结果。

井工一矿经过多年持续不断地信息化建设，信息化覆盖面不断扩大，尤其是随着MES主体项目的开发完成，数字化矿山建设的框架将建立完成，形成生产、设备、安全各方面的数字化信息集成，为提高管理的科学性和针对性提供了平台。

2、数字矿山是计划生产的重要前提。

数字矿山系统中，储量和开采状态的数字化模型是煤矿生产计划、材料消耗计划、工程预算等计划内容的数据基础，因此是有序计划生产的重要前提。

3、通过数字矿山系统可以准确把握生产状态。

数字矿山实现各种监测监控数据、管理数据、计量数据等的统一管理和充分挖掘，为每一个特定岗位都能提供各种相关数据，并实现数据集成分析，从而准确掌握安全高效生产形势。

4、数字矿山是固化优秀管理流程和降低管理成本的主要途径。

数字化矿山系统作为矿山企业特有的信息化形式，同样可以把日常管理工作中的优秀的流程和高效的管理过程固化在软件系统中，从而不断提高管理水平。

5、数字矿山建设可以减少和避免矿山安全事故。信息不灵，情况不明是当前煤矿事故高居不下的重要原因之一。实施数字矿山建设能将地质信息、安全监测信息、质量检查信息、任务执行信息等综合地表现出来，跟踪关联事件，防患于未然，因此可以从管理制度执行和安全数据监控两方面来避免事故的发生。

三、井工一矿现状

基本情况

井工一矿隶属于中煤集团平朔煤业有限责任公司，位于山西省朔州市平鲁区境内，2003年开工建设，2005年正式投产，设计生产能力为1000万吨/年。井田面积16.16km2，可采储量1.93亿吨，服务年限32.8年。主要可采煤层为石炭系上统太原组4号煤、9号煤，其中4号煤平均厚度10.47m，9号煤平均厚度12.91m，煤层赋存稳定，地质构造简单；煤种以气煤为主，低磷，发热量在4800-5500大卡之间，是良好的动力用煤和炼焦配煤；矿井涌水量为110～434m3/h；相对瓦斯涌出量为0.0113

m3/t?d，为低瓦斯矿井。

建矿8年来，连续4年获得全国“特级安全高产高效矿井”称号，先后荣获“全国煤炭工业科技进步先进矿井”、“全国文明煤矿”、“全国企业文化建设优秀单位”、“全国首批45座本质安全型矿井试点单位”、“双十佳”煤矿、“山西省五一劳动奖状”等荣誉称号；2010年被评为国家级安全质量标准化矿井；2011年被国家安监总局授予“全国85家安全文化建设示范企业”荣誉称号。

信息化建设情况

多年来，井工一矿一直以实现数字化矿山为目标，经过不断的努力，数字化矿山建设规划不断完善，同时在信息化方面也取得了较明显的成绩。

1. 综合自动化平台：建成了井下综合自动化千兆光纤网络，建立了工业电视监视系统和一批自动化监控系统，部分实现了综合自动化集成，可以实现井上监控。包括：综采工作面监控. 掘进工作面监控、主运输系统、主排水系统、主通风系统、压风制氮联控系统、电力安全监控系统等

2. 信息化管理：安全信息监控系统方面建立了压力在线监测、束管监测、人员定位；在设备管理方面开发了设备综合管理系统。目前正在建设调度监控指挥中心，采用现代计算机技术、高速通信技术、高清画面显示技术等，最终建成一个集形象展示、监控调度、数据管理、快速反应于一体的高科技生产指挥中心。

3. 三维可视化平台：利用计算机3D和虚拟现实技术，正在构建矿山三维可视化系统，在井下三维巷道结构图中可以实现俯瞰、漫游、缩放等功能，犹如身临其境。下一步是将自动化及信息化的一些信息集成到该系统上，为安全生产管理、生产技术管理、调度指挥、安全隐患排查、人员培训、应急响应、抢险救护等部门提供信息支持。

4. 集成管理：我矿正在致力于MES系统的建设，此系统根据我矿的生产特点，建立完整的生产管理和调度执行信息化协作体系，并与ERP与生产组织过程联动。可以实时查询当前累计产量和计划完成情况，随时了解当前生产状态、设备运行状态，以各种方式统计水、气、能源、物资的消耗，控制并降低生产成本，汇总现场发现的各种情况，跟踪办理结果，通过办公系统和电话、自动化系统等各种方式调度指挥生产。

应用现状分析

信息化系统是服务于企业生产管理过程的辅助系统，必须符合企业生产经营情况，企业的经济基础决定了信息化系统的上层建筑。因此对企业基本情况的分析是信息化系统成功地保证。

综上所述，井工一矿在信息化建设方面做了大量的工作，但信息化在提升产量、加强管理和保障安全方面的带动力仍显不足。主要原因在于：

1. 系统整合不够，很多系统都独立运行，缺少整合型优化。

2. 信息化数据没有进一步挖掘利用，大量的数据闲置在系统中，没有发挥指导意义。

3. 管理控制一体化能力不足，生产实绩数据与经营管理系统无法实现互通连接。

4. 信息化系统存在断层，中间层“生产管理信息化”能力较弱，造成经营目标和具体生产管理活动、实际生产过程脱节，目标不一致。

5. 综合自动化系统方面，已经建立了比较全面的系统，甚至将各自动化系统通过系统集成的方法在软件界面上实现了集中展示。但是部分系统存在技术落后、设备老化问题，并且自动化系统和生产管理体系不存在数据接口，随着MES系统的实施，必须要解决实时数据转化成管理统计数据的问题，并能为管理决策提供高速数据服务。

四、数字化矿山总体规划

数字化煤矿是井工一矿全面、完整的信息化管理和数字化资源体系，该规划包括四个方面，各自解决不同的问题。

1. 组织决策：“组织决策系统”以生产数据为决策依据，利用人工智能技术实现生产管理优化决策

2. 日常管理：“生产制造执行系统（MES）”用于生产组织管理和协同办公，建立起完整的井工矿管理信息化体系。

3. 监控执行：“调度监控指挥中心”是生产指挥中枢，协调指挥各队组和部门高效安全生产。

4. 控制监测：“综合自动化系统”用于设备控制和安全监控，为安全高效生产提供硬件支撑。

组织决策系统位于数字化矿山的顶层，系统利用MES系统采集的实时生产数据和存储的历史数据，利用数据仓库、数据挖掘等相关数据分析和人工智能技术，对大量的数据进行抽取、转换、分析和模型化处理，从中提取生产决策信息，包括优化矿内生产过程、平衡设备产能、安全预警等，为管理人员预测生产、掌握井下环境变化趋势、分析安全状况变化等提供帮助。该系统是井工一矿数字化矿山规划的长期目标。

MES系统主要以生产指挥和调度为核心，建立数据集成和文档管理平台，建设信息化管理“工作流程系统”，提高生产管理相关部门工作效率，整合各部门业务。

底层综合自动化系统在硬件系统实现自动化、智能化的同时建立一个数据交换平台，集成各种自动化和安全监控系统，并通过汇总数据，实现对生产关键过程的建模和流程模拟，优化生产控制过程。

井工一矿数字化矿山系统规划中包括ERP系统接口，数字化矿山系统从ERP系统中承接生产和管理计划，通过MES系统执行计划，数字化矿山系统采集生产信息，反馈到ERP系统，构成平朔煤业完整的信息化系统。

井工一矿数字化矿山建设主要围绕MES和综合自动化系统进行，并建设完善系统必须的基础设施，同时保证实现与公司级ERP系统的互通互联。

五、基础设施规划

“工欲善其事必先利其器”，数字化矿山的运行离不开基础设施的支撑，当前重点建设调度监控中心、完善通讯系统。

（一）调度中心改造工程

目前的调度室、监控中心及机房于2008年建成并投入使用，整体面积较小，不能满足系统扩容的需求。调度大屏虽实现无缝拼接，但是像素低，显示效果差，功耗大，灯泡寿命短，且故障率高，更换成本高。调度机房面积较小，空间有限，UPS后备电源容量小，机房供配电系统没有完全实现智能化。

鉴于以上情况，矿内目前正在将动力中心闲置的锅炉房，改造成新的调度大厅、监控机房及调度会议室（含远程视频会议）。新规划的调度大楼包括生产调度指挥中心、企业文化展示区、视频会议室、监控机房、办公室、配电室及UPS电源室等。改造后极具实用性和观赏性，满足我矿打造“国内领先、中煤第一”调度中心的要求。

调度大屏建设采用了三菱LED光源的DLP拼接显示产品，设计寿命达到10年以上，光源寿命达到5年以上，保证系统在5年内技术不落后，实现无缝拼接，满足7*24小时365天连续不间断使用，同时大大降低了系统维护费用。

会议室建设从满足公司日常的调度会议需求出发，同时考虑到作为公司日常对外参观接待的窗口单位，确保能够满足接待会议的使用，显示和扩声系统设备都选择了行业内性能稳定、品质可靠的产品。

设备机房整体设计装修水平力争为平朔公司弱电机房建设做一个标杆，在墙面、顶面、地面的处理上都选用了机房专用的产品，建设完成后能够达到国内行业的领先水平。

为了能够对外展示井工一矿的企业文化和管理理念，在一层走廊内我们设计了企业文化展示长廊，通过图片和电子影像等技术手段来对外展示企业形象。

项目建设完成后能够满足煤矿企业安全生产调度指挥，中煤平朔公司对外的接待参观，满足调度人员对全矿安全生产的全天候实时监控和管理，最终实现一个集形象展示、监控调度、数据交换的一体化多功能的生产指挥管理中心。

（二）通信系统建设

矿内通讯系统的建设目标是建成集调度通讯、无线通讯、IP网络广播于一体的强大的通讯联络系统，实现有线和无线通讯系统互补，给系统的灵活性、可靠性、扩展性带来质的性能提高，实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。

调度电话

目前井下系统容量256门，占用率21%，井下电话均接入矿内交换机，井上办公电话通过信息中心交换机接入公网，系统运行稳定，通话可靠。

矿用IP网络广播系统

2011年4月建成，正在逐步扩建。实现对要害场所双向通讯。可对每个网络终端独立设置和控制，可单独、分区、组合广播，可任意组区域广播，播出不同的广播内容，网络终端设备可储存预制广播内容，定时自动播出，有自动分区、群发、直播、采播等功能。

千兆工业以太环网

现有千兆工业以太环网核心部分使用德国赫斯曼的高端交换机。覆盖了井下所有的变电所、水泵房、皮带运输系统、综采工作面。地面监控中心的服务器和核心交换机实现了双机热备冗余；通过硬件千兆防火墙接入公司局域网，形成了整个信息化的高速公路；千兆工业以太环网设备运行基本可靠，未出现过严重故障。

无线通讯系统

现有系统使用西安大唐KT101无线通讯系统（小灵通），通话效果挺好，但功能单一，且国家信息产业部要求2011年底前地面小灵通退出市场，所以无线通讯系统必须更换。

经过多方调研、试用，现选用深圳哲扬的Z-NET系统，集“人员/车辆定位考勤”、“无线通信”两大应用和功能一体化集成在一个硬件平台上，同时该硬件平台采用标准的以太网传输协议和光、电网络接口构建井下环型/树状的以太网络，建成对井下巷道、采区工作面进行网络延伸覆盖的综合通信系统。集人员定位、手机通信、网络数据（声音、视频、离散数据）采集传输多功能一体的综合通信平台。

无线网络

以现有的千兆工业以太环网为基础，通过搭建wifi无线通讯分站，实现无线网络的覆盖。无线网络覆盖后，在有线难以到达或不便安装的地点，可以通过无线实现视频及数据的传输；实现设备点检终端、无线数据传输终端、瓦检员瓦检数据采集终端等无线设备数据实时上传等功能。

六、综合自动化系统规划

煤炭生产是个高危行业，劳动效率提高越快，安全保障系数就越低。综合自动化系统的建设将解决安全与效率之间的矛盾，在保证安全的状态下不断提高劳动效率。

系统在硬件方面实现了各系统集成，将矿井各类环境、生产监控子系统通过高速的有线及无线网络连成一体。加强了矿井自动化控制和监测水平，井下作业人数大幅减少。在软件方面通过建立高速的实时数据交换中心，整体构筑控制与信息网络的数据通道及运行平台，实现了测控系统和安监系统各分系统功能方面的整合，直观、快速地为生产控制和调度人员提供综合信息。

建成后的结果：

1. 将矿井各类环境、生产监控子系统进行整合，提升井下设备自动化程度，完备监控体系。

2. 将生产控制从局部控制转变成全流程优化控制

3. 通过生产过程的建模与仿真，为生产计划和调度指挥提供多种优化方案。

4. 建立生产安全的综合预警体系，提高生产过程安全性。

综合自动化系统建设规划情况

包括三方面：生产自动化子系统、生产辅助及环境监测子系统、安全避险六大系统

（一）生产自动化子系统

包括：综采及掘进工作面监控系统、主运输监控系统、主排水监控系统、临时皮水监控、主通风监控系统、压风制氮联控系统、电力安全监控系统。系统监测信息通过有线和无线网络最终都集成到地面调度中心的数字化矿山监控平台，实现远程监控。

综采工作面监控

集液压支架电液控制、综采设备智能自动化控制、集成供液系统、高速以太网络、数据集成、视频、音频、通讯于一体，对综采工作面的液压支架、采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机、顺槽皮带运输机、电气开关、泵站等设备进行生产过程自动化控制，确保各设备协调、连续、高效、安全运行。

掘进监控系统

包括掘进胶带机监控系统和局部通风机的变频控制，实现了以无线通讯方式实时向地面调度中心上传掘进工作面实时图像、掘进机的工作参数，现场人员进入危险区域，掘进机能自动闭锁，采用先进的高精度激光测距技术，自动统计掘进尺度。该项目目前正在建设中。

主运输监控

井工一矿的主运输监控系统是从2005年逐步建设，并不断进行扩展和完善，由太原罗克佳华和上海煤科院合作开发。该系统利用PLC系统对主运输系统的电机、变频器（调速型液力偶器）、减速机、皮带保护系统进行全过程的监控，并且增加了产量监控和钢丝绳芯胶带在线监测等功能。最大程度实现管控一体。系统包含产量监控系统和钢丝绳芯胶带在线监测系统。

主排水监控系统

该系统利用PLC对电动闸阀、电动球阀、水泵电机进行控制，通过对水位、泥位、抽水压力、真空度、排水量、水仓入水量进行全程监测，监测数据稳定，采用手动、单回路自动、全自动方式进行水泵房自动化排水。

目前太西水泵房已经实现自动化控制，需要将原有矿用一般型柜体更换为隔爆兼本安型防爆箱。上窑水泵房计划改造，实现自动化排水。

临时排水监控系统

我矿目前有40余个临时排水点，排水点较分散，各排水点所用设备型号多样，不便于集中统一管理。正在规划建设的系统采用矿用隔爆兼本安型水泵自动控制装置，通过水位传感器对水仓水位的监测，实现对水泵的开停控制、数据采集、数据传输。实时测量水窝处水情的变化情况，并将采集到的数据统一上传到集控室或在中央水泵房集中显示，实现水情的远程统一监测。

主通风监控系统

目前井工一矿已经实现对电机的前后轴温度、三相电流、功率、全压、静压、动压及风温和风速的远程监测，并能够实现远程切换风机。风机状态、运行参数将统一集成到数字化矿山平台集中管控。

压风制氮联控系统

压风机系统通过PLC系统对排气压力、主管压力、排气温度、主机温度、排气量进行在线监测。通过controlnet网络将制氮监控系统接入压风机系统PLC，再从压风机系统PLC将数据采集到综合自动化系统，进行远程监控。

电力安全监控系统

主要用于供电系统和运转设备的监测、控制、管理，实现供电系统电力参数和状态的在线连续监测控制、统计分析，电力系统的运行安全保护，事故监测预防、事前报警、事故快速恢复处理，防止供电系统越级跳闸、大面积停电等运行事故的发生和扩大。

目前的主要问题是多数馈电开关和移变，以及全部磁力启动器由于设备落后，不能实现监控。完善计划：

l. 全部覆盖全矿的所有配电点；

2. 改造旧设备，加装智能型综保装置，实现监控；

3. 对于个别分散配电点考虑使用无线网络进行数据的传输；

最终实现对所有的供电设备的在线监测，远程抄表、故障定位，远程分合闸、远程复位、远程修改等功能。

（二）生产辅助及环境监测子系统

包括：束管监测在线分析系统、矿山压力在线监测系统、矿井水文自动观测及智能预警系统、皮带防火抗灾系统、钢丝绳芯胶带在线监测系统、综采自动化监控系统等。

束管监测在线分析系统

目前使用的系统可以自动抽取，但是需要人工化验与分析，没有建立数据库，不能实现监测曲线的自动生成。升级后使用煤矿自然发火束管监测系统。遵循合理使用、减少浪费原则，保持井下管路不变，增加红外气体分析仪、气象色谱仪、抽气泵站和系统控制柜等地面设施，红外线气体仪具有连续快速的优势，能长期运行，不用经常标定。

矿压在线监测系统

在建系统含巷道顶板离层在线监测系统；目前在4109综采工作面安装试用山东尤洛卡公司的KJ216系统。系统可以监测综采工作面支架和超前支护工作阻力、掘进和回采巷道顶板离层位移和速度、锚网巷道锚杆或锚索的载荷应力、围岩或煤体内部应力，以及报警、综合分析及顶板安全评估分析和信息处理功能。

皮带防火抗灾系统

此系统正在建设中，主要针对井下胶带机发生火灾时如何抗灾而进行设计。实时监视井下各处的通风参数，对井下各救灾风门及现有自动风门的状态进行监控。实现在地面调度中心进行远程监测风门的运行状态及控制风门的开启和关闭。系统建成后能实现灾害发生时，自动监测并根据预案自动动作风门，实现风流的短路或断路，将井下灾害区域迅速有效隔离，防止灾害的进一步恶化，在灾害发生的萌芽期进行有效预警，为有效控制灾害恶化提供可能，最大程度的减少损失，为人员的撤离赢得宝贵时间。

矿井水文自动观测及智能预警系统

计划建设的系统由地面水文遥测系统和井下水文监测系统组成，集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体；采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，实现对涌水量、水压（水位）、水温进行自动测量与记录的自动化监测和井筒淋水的实时监测以及对井下集中放水试验的实时动态监测；实时监测发现异常时，在线监测系统发出报警，将相关异常数据第一时间以短信的形式，发送到矿相关领导和科室负责人的手机里。

钢丝绳芯胶带在线监测系统

系统安装矿用输送带钢绳芯磁性探伤装置，对钢丝绳芯胶带断绳、锈蚀、损伤；硫化接头抽动、接头内断绳、损伤等状况在线实时监测，并准确定位（检测时无需停车）。该系统在主井皮带已安装完成。

（三）井下安全避险六大系统

目前“六大系统”的建设工作在我矿已经基本完成，本着“中煤第一、国内领先”的出发点，正在重建调度指挥中心及监控中心站、人员定位和无线通讯系统。

监测监控系统

系统采用天津中煤电子KJ86N系统，实现了对矿井瓦斯、一氧化碳、风速、温度、烟雾等环境参数的实时监测，并实现风电闭锁与瓦斯电闭锁功能。目前正在将监测信号统一到MES系统平台集中监控，增强系统报警功能，将井下环境监测纳入数字化矿山集成平台集中管理。

人员定位系统

原始人员定位建于2006年，系统采用RFID技术，实现了区域定位，但不能实现精确定位。人员定位系统正在规划重建。经过多方调研、试用，现确定选用深圳哲扬的KJ399矿用人员管理系统，采用目前最先进的Zigbee定位技术，将人员及车辆精确定位在25米范围之内，大大提高了安全保障能力。

压风自救系统

采用地面集中压风方式，使用扬州东江矿用器材有限公司的压风自救装置（该装置为箱体结构，每箱内各安装6只呼吸面罩、减压阀、压力表、汽水分离器）。而且我矿在有人员作业的地点都安装了压风自救装置，以便遇有突发事件时井下作业人员可以现场组织进行自救，随着采掘工程的进行，对设施安置进行合理规划，不断增加安装地点。

供水施救系统

井下供水施救装置由我矿按照相关要求自行研发制作，成箱设计，主要由减压阀、压力表以及吸水软管等部件组成，每箱内布置六路吸水软管，以便遇有突发事故时井下作业人员可以现场组织进行施救。下一步规划设计实现供水水源优化调度，管网异常报警，水源及主干水管管网压力、流量监测，水质监测等功能，实现数字化管理。

通信联络系统

集调度电话通讯系统、无线通讯系统和IP广播通讯系统于一体。满足日常通信联络与抢险救援双重任务，井上调度员能随时与通信系统内的任何一部电话(包括井下电话、wifi移动电话、井上办公电话等)建立联系，并可以随时与上级主管部门建立联系。目前的规化主要目标是强化通讯终端的功能，实现井下危险警报，由井下通讯设备终端发起呼救功能，能实现与避险硐室或救生舱内避险人员语音及视频通讯。

紧急避险系统

首批2台由美国斯特塔公司生产的“可移动式充气救生舱”已在我矿14108工作面、19006辅运巷安家落户。永久避难硐室改造工程基本完成，目前已经有计划分批次地对全员进行使用培训，不久将实现与其他五大系统的有效对接。

建设完善“六大系统”，既是大力提升煤矿安全保障能力的“固安工程”，又是广泛惠及煤矿企业职工的“民生工程”，可谓责任重大、使命艰巨。我矿把这一建设工作做为数字化矿山建设的重要内容，本着选择性能先进、质量可靠产品的原则，建立六大系统技术管理档案，将六大系统的维护管理纳入信息化管理范畴，做好维护和升级完善，建成真正意义上的安保型矿山。

七、MES系统规划

在数字煤矿规划中，MES系统负责生产业务管理，是一个完整的生产管理和调度执行信息化协作体系。MES系统承接公司ERP系统的长期计划指导，管理煤矿生产组织过程，包括计划调度、实时监控、资源配置、过程考核等，该系统正在紧张建设中。

MES系统建设成功以后，管理人员可以通过该系统实时查询当前累计产量和计划完成情况，随时了解当前生产状态、设备运行状态以及井下安全状况，以多种方式统计水、气、能源、物资的消耗，控制并降低生产成本，汇总现场发现的各种情况，跟踪办理结果，通过办公系统和电话、自动化系统等各种方式调度指挥生产。

通过MES系统建设和实施，要实现以下8个方面的积极转变：

1. 生产指挥从维持生产向优化决策转变

2. 生产事件通报从会议方式向即时通告方式转变

3. 生产数据统计从各职能部门分别汇总向调度中心集中采集转变

4. 生产状态查询从每日一报向随时统计转变

5. 生产资源从被动供应到主动供应的转变

6. 生产成本从事后核算到过程控制的转变

7. 生产考核从目标考核到过程考核转变

8. 管理结构从多层分级到扁平化转变

MES系统主要功能

包括四个方面的建设：

系统集成平台、生产执行管理、信息发布平台、矿井地理信息系统

（一）系统集成平台

包括：工作流程数据交换平台、基础数据集成平台、文档管理平台，ERP系统接口。

系统集成平台是贯穿MES系统各子系统的纽带和公共管理平台，各子系统围绕着这些平台为用户提供各自特有的功能。该平台提供了任务和信息的流转跟踪、工厂建模、办公公文及档案资料管理等系统公用功能。

协同办公：实现井工矿用户在一个统一的MES系统平台上既能实现生产过程和跟踪监控，又能完成部门之间日常的办公和协作；

文档统一管理：各类公文和技术档案统一管理，保证资料版本的一致性和技术资料的归档及保密，并能够方便的检索到所需的资料版本。

（二）生产执行管理

包括：矿井安全管理、生产调度指挥管理、采煤管理、掘进管理、机电运输管理、一通三防管理、地测防治水管理、本质安全管理、技术管理、设备综合管理、能源管理、生产决策分析、设备监控分析以及综合业务管理等。

矿井安全管理

包括矿井实时安全信息监控、手持无线巡检系统、质量标准化管理、安全隐患的闭环管理、火工品管理、井下安全避险六大系统运维管理以及安全技术措施编制管理等，建立完备的安全监督和跟踪体系。

生产调度指挥管理

包括工作任务跟踪、采掘计划跟踪、生产报表及影响因素统计、入井人员车辆管理、灾害预警及应急指挥管理。调度人员通过系统可以快速、充分地了解现有矿内各种动态和静态资源的状况，及时掌握资源利用情况，为生产、安全规划，为生产调度管理提供依据，有效推动生产计划的完成，保证矿井人员与财产安全。应急指挥管理实现井下巷道布置、通风和避灾线路等三维动态显示，建立事故应急救援预案数据库、救护装备数据库和消防材料数据库，救灾专家、基地和事故案例数据库，为调度决策提供丰富的信息支撑。

生产技术管理

包括水文地质信息管理、作业规程和安全技术措施管理、采矿辅助设计系统。通过煤矿生产工艺流程的标准化管理，达到安全监督、生产计划及生产工艺的科学化管理目标。系统采用煤矿专家库模型，对技术人员编制计划进行辅助决策。

生产决策分析系统

通过对采煤系统的历史数据、掘进系统相关参数、运输系统历史数据、能源系统消耗的历史数据、地质信息数据，建立综合技术经济决策模型，得到产能预测的优化结果，同矿里的实际生产经营情况相结合，综合考虑各种影响因素（市场情况等），行程具有前瞻性和决策性的建议，为企业领导层制定中长期的生产计划和发展战略提供决策支持。

综合业务管理

包括综合办公、经营管理和培训考核管理，实现人员绩效考核、成本考核跟踪管理。培训管理体系建立了电子教室系统，实现培训管理信息化，可以大大提高对工人的培训考核质量。

（三）信息发布平台

包括：内部门户网站、生产和安全数据手机门户、井下LED和井上液晶电视信息发布系统。

内部门户网站 目前已经基本完成，整体风格与公司网站相同。

生产和安全数据手机门户

将实现特定手机用户通过PDA等移动终端，经过身份验证后登录系统，浏览安全生产信息，审批公文、传达工作指令。同时各类安全生产信息分类按各自分管类别向指定手机用户、矿内WIFI手机用户发送提醒和告警短信。让管理人员随时掌控目前的生产情况，即时决策。

井下LED和井上液晶电视信息发布系统

该系统将实时采集的生产线数据和调度系统信息自动传送到LED显示屏或液晶电视上，并可以通过井下语音广播系统播放语音信息。屏幕显示实现分屏滚动显示，信息量大，包括计划和产量汇总、安全问题发布、相关任务执行进度、井下人员车辆信息、重要区域的监控信息，各类柱形，饼形和折线图形分析等。通过这些信息可以提高生产透明度，时刻提醒作业人员提高警惕、注意安全，实现安全高效生产。

（四）矿井地理信息系统

在三维可视化矿井基础上将建设安全预案及避灾路线、电力调度及井下变电配电系统、矿井水文地质信息系统、矿井三维通风仿真系统。

安全预案及避灾路线  可以产生最佳路径计算, 当矿井发生事故时, 可根据开拓系统图及相关动态信息，及时从最佳路径撤离并指挥矿山救护。

电力调度及井下变电配电系统  地理信息系统能在矿区全景下, 显示各地点设备的运行情况, 接受来自电力调度系统的实时数据,

井下变电配电线路的布设是依托于开拓巷道的, 显示各地点设备的运行情况, 以及设备的维修情况。可以把设备的维修图纸、维修方法、维修步骤输入到系统中,

形成一个图文并茂的维修系统, 提高矿山维护水平。

矿井水文地质信息系统（基于Web）

GIS的矿井水文地质信息管理系统的建立，充分体现了高效管理空间数据以及GIS将矿井水文地质信息与空间信息相结合的优势，将海量信息有效管理，用户可以快速、及时、全面的浏览所需信息。进一步丰富水害预测模型以及加入三维技术等，将使系统更加完善高效。系统包括基础地理数据管理、观测数据管理、矿井水害评价预测管理。

矿井三维通风仿真系统

矿井通风系统设计、多级机站通风网络解算和优化、矿井降温除尘定量分析、爆破排烟动态模拟、循环风预测、反风演习模拟、以及以三维通风仿真为基础的通风决策支持等。

八、实现效果

1. 建立集成的数字化企业系统，提供高效业务和管理环境

数字化矿山建立集成业务平台。业务平台系统是一个集成的数字虚拟企业系统，为企业提供了一个统一的业务和管理环境。业务平台对企业的各类业务管理提供全面的支持，包括人力资源、办公自动化、生产制造、销售、客户关系管理、计划管理、资产管理等等，并可以与企业各类现有的业务系统进行对接。各个业务系统建立在一个统一的业务协同平台之上，充分实现业务的无缝集成和协同。业务平台系统的各个业务模块，均通过业务平台整合起来，以平台为基础，形成一个紧密联系的整体，获得协同、互动、整体的效益。

2. 数据共享，快速处理，提高企业的管理水平

信息最大化的共享，成员单位可以在一定范围内查找属于本单位的历史数据和相关数据，企业各级管理人员可以根据管理业务的不同获得不同的数据支撑，大大提高了企业的反应速度，同时能够快速完成对下属成员单位的管理，保持对上级单位数据格式的统一。

3. 统一的企业业务门户

企业所有人员使用统一的业务门户。采用一站式登陆（B/S模式），并要求具有丰富的客户端展示和交互能力。门户内容个性化。用户采用唯一口令，根据用户角色、权限、分工、工作特点不同而不同，展现用户的个性化工作界面。把个人可以执行的功能，以及需要的办理事宜呈现，通过点击自动进入各自需要办理的工作流程或过程中。

4. 实现业务信息的全息整合，保障业务信息的全面和完整

在企业中，信息普遍存在着两种信息碎片化和维度不全这两个问题：信息碎片化：由于信息来源的分散化，信息碎片化的情况非常严重。导致企业各层次人员看到的信息极其不完整。信息维度不全：只关注和记录了部分要素维度，比如物品和财务要素，但对人员和事件的维度记录，导致无法对信息进行多维度地分析和统计。

为此，业务平台系统实现了一种信息的全息关联机制，实现相关信息的自动感知和关联提取，使各类分散处理的信息被整合成一个关联的网状体系，管理者可以随时获取多种维度的、完整的业务信息。使业务人员和各级管理人员展开严密的工作监控和高效的业务协作。达到加强管理力度、提高协同效率，强化内部竞争的目标。

5. 实现强大的工作流支持

系统对工作流提供了强大的支持，帮助企业规范工作流程，提高协同效率。支持各类复杂的业务流程，并对企业工作流的各个部分，包括流程路径、业务逻辑规则、流向判断规则、任务处理区域、任务执行权限、完成工作时间等相关要素提供了最完整的支持。

6. 集成化的系统平台

“数字矿山”的数据、计算和应用具有分布式的特点，因此它需要多数据库、多平台、多技术的集成，是一种一体化的解决方案。采用集成平台作为“数字矿山”的框架结构具有很多优点：首先集成平台所具有的协调和反馈机制可以使整个系统形成一个有机的整体，完成单独部件不能完成的功能，从而增强系统的整体性。其次，在统一的集成平台的基础上，多种信息可以共享，信息融合和深层次挖掘可以产生大量新的有用信息。第三，减少集成的复杂度。第四，减少各子系统的重复部件，减少系统冗余，保持系统的一致性。第五，便于系统的维护和更新。

数字化矿山建设是一个不断完善和升级的过程，随着国内外矿井采掘技术的不断发展，智能化、无人化的高效安全矿井是井工一矿数字化矿山建设的最终目标。我矿将以建设世界一流“智能安保型数字化矿山”为契机，以计算机技术为基础，以自动化技术和信息化技术为支撑，以安全生产的自动化和管理经营的信息化为手段，以实现管控一体化为目标，打造国内一流、世界领先的数字化矿山。

该贴已经同步到 lihuolin958的微博