数字化矿山--煤矿综合自动化概述（共5篇）

数字化矿山--煤矿综合自动化概述（共5篇）
第一篇：数字化矿山--煤矿综合自动化概述
一、现状
目前煤矿建设有综合自动化、数字化矿山、信息化几种提法，无论那种概念，其本质和建设内容基本一致。

还是停留在概念阶段，国内还没有一家真正的综合自动化、数字化矿山。

服务于煤矿综合自动化、信息化的厂商要么是专业产品提供商，如瓦斯监测、人员定位、束管监测、顶板压力等，或者与机械设备配套的电控厂商；专门从事煤矿综合自动化、信息化的厂商主要系统集成，兼做部分子系统自动控制、生产管理信息化或者企业管理系统，多数集成商没有自己的底层控制产品、综合自动化解决平台。

系统集成随着网络技术、设备的发展，门槛越来越低，在今后煤矿现代化建设中的技术含量愈来愈低。

二、原因
造成数字化矿山、综合自动化矿井、信息化矿井建设没有突破的原因，大概有以下几点：
（1）缺乏对煤矿的了解，没有深入到煤矿去调研，不了解煤矿的工艺特点及业务需求，闭门造车；安全是煤矿关心的一要务，是基础，是核心；在理顺安全前提下，才能保证生产正常，保证利润最大化；
（2）多数厂商只有局部观念，只是在本单位擅长的领域内去做，有产品的不做集成，做集成的没有基础产品，没有一个整体可行解决方案；
（3）行业没有标准，没有组织，各家按照自己的见解去做；急功近利，不是把煤矿作为一个长期的事业去做，而是因为煤矿当前利益可图而匆匆上马。

三、数字化矿山建设的关键点
（1）系统关键：把煤矿作为一个大系统来研究，涵盖了安全、生产、管理各个方面，要分层次、分阶段研究；不同地区的煤矿由于地质构造不同，生产工艺、安全管理会有差别，这样要根据不同地方的
特点给出具体方案；
（2）技术关键：网络（工业网、企业网）、平台（数据库）是贯穿整个系统的主线；
（3）应用关键：a、把煤矿底层环境安全、生产过程的数据不仅仅采集上来显示，而且要充分利用，为煤矿安全管理、生产提供判断依据；b、解决方案打造安全品牌；
利用自身优势，合作业内优秀厂商，切合煤矿实际，为煤矿提供可行的客观的解决方案。

四、产品系统
1、主要生产系统设备自动控制：采煤机控制系统、掘进机控制系统、皮带运输控制系统、提升控制系统。

2、主要辅助系统设备控制：空压机控制系统、、风机在线监测系统、供电自动化系统。

3、信息集成平台：利用工业组态软件搭建矿井综合信息集成平台。

4、生产管理系统：解决如何利用底层数据问题。

5、企业管理系统：解决如何根据生产、环境数据解决企业业务管理、决策等。

五、工程
1、网络建设；
2、平台建设；
3、井下主排水泵自动控制、洗煤厂综合自动化系统；
4、矿井水处理、锅炉供热监控、给排水等辅助系统控制。

5、系统集成；
6、视频监控、大屏显示；
7、通信系统；
8、信息化等。

六、难点
1、煤矿井下危险源辨识；
2、专家知识库建立；
3、报警联动（数据、语音、视频）；
4、工程设计与产品、工程的结合。

孟凡强
第二篇：榆树井煤矿数字化矿山建设情况
加快数字矿山建设推动管理创新升级
榆树井煤矿数字化矿山建设情况
工作汇报
内蒙古上海庙矿业有限责任公司榆树井煤矿
二〇一一年六月榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
尊敬的各位领导、专家：
上午好！首先，我代表偷树井煤矿全体员工，向亲临偷树井煤矿进行指导的各位领导、各位专家表示真诚的欢迎和衷心的感谢！
一、矿井基本情况
榆树井煤矿是山东能源临沂矿业集团与中国烟草投资管理公司共同投资建设的第一对现代化大型矿井。

矿区距银川市42km，距银川河东机场26km，三新铁路贯通矿区，并与东乌铁路、包兰和太中银铁路相接，交通便利，矿区占地1500亩，井田面积24.56平方公里，地质储量3.89亿吨，可采储量2.35亿吨，矿井设计生产能力300万吨/年。

总投资17.2亿元，服务年限61年；配套工程有选煤厂、铁路专用线和煤矸石热电厂。

矿井已于7月1日进行联合试运转。

为建设一流的现代化矿井，矿井采用了数字化矿山建设管理模式，以信息化、自动化和智能化带动采矿业的改革与发展，开创安全、高效、高产、绿色和可持续的矿业发展新模式，是建设追求的主要目标之一。

榆树井煤矿“数字矿山”的系统架构、模型建设、可视化及工程实践应用等方面均有重要创新，达到了国际领先水平。

二、数字矿山建设基本情况
1、井上下光纤千兆以太网及综合自动化系统建设
井下工业以太环网是井下的信息高速公路，是矿井自动化控制系统安全可靠的运行平台，它具有易扩展、易升级、易维护、安全性能高等特点。

工业以太环网也是建设国内一流信息化矿井的基础和标志。

我们按照“技术领先，兼顾发展”的原则，采用成熟的1000M网技术
建设井下工业以太环网，用于自动化系统，保证了井上下的数据流和榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
信息流的快速传递。

矿井监测监控系统由单一的监测监控系统在上升为对矿井原煤生产全过程的综合监测监控。

将整个生产过程作为一个整体来考虑，形成全生产过程的综合监控。

以开放性、实时性、多功能、集成化和网络化为技术特征，对已经实现工业自动化的环节进行集成，建立一些新的监控系统，并实现这些系统的远程监控或监测，包括主副井提升机接入、35KV监测系统接入、井下原煤生产系统接入、中央水泵房监控系统接入、中央变电所监控系统接入、环网状态检测系统接入、工业电视系统接入、扇风机监控系统接入、压风机监控系统接入、安全监测系统接入、人员定位系统接入、原煤生产及选煤计量系统接入、给排水检测系统接入、选煤厂集控系统接入等。

建成了集煤矿环境安全、生产管理、网络应用及各种生产环节子系统为一体的煤矿综合监控系统。

2、安全监测监控系统建设
煤矿安全环境监测监控系统，能够实时显示井下各监测点内瓦斯、风速、CO、烟雾、温度、风机开停、风门开关、煤仓煤位、水仓水位等参数，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KJ90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。

KJ251A入井人员管理系统，能够及时、准确的将井下各个区域人员的动态情况反映到地面计算机系统，管理人员从电脑上就可以看到当班井下职工总人数、当班井下每个职工的姓名、工种、何时下井、榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
何时到达工作地点、何时在井下什么位臵等，并可查询到每个入井职工在井下的工作轨迹，使管理人员能够随时掌握各个区域人员分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。

该套系统的建成，保障了井下工作人员的安全，为煤矿的安全生产提供
了重要保证，极大的提高了事故救援效率，确保了抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

3、建立了有线无线互通的调度通信平台系统
通信是矿井重要组成部分，是领导对生产、经营活动进行信息采集处理和实施指挥的重要手段。

为提升安全管理水平，确保矿井生产安全，我们经多方调研引进了深圳迪派DM-1多媒体调度通信系统、防爆电话主要安装在井上科室、生产工区及地面原煤皮带系统、采掘作业工作面、主要机电硐室、原煤皮带转载点及煤仓等主要工作地点，保证了矿井上、下通讯畅通。

在两矿、职工生活区安装了井下KTW25矿用CDMA无线通信系统型。

这套国际先进的无线通讯系统，具有信号强、覆盖面广、通信容量大、定位快速等特点和功能。

为400名科室管理人员、基层区队管理干部、瓦检员、安监员配备了本安型CDMA手机，对于加强矿井安全管理，方便管理人员的组织协调和调度指挥，及时处理生产中出现的安全问题，消除事故隐患都能起到积极的作用。

榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
4、基于IP的应急广播通信系统
KXT23矿用IP网络广播对讲系统是基于“IP 网络”而设计的一套广播对讲系统，具有网络广播、扩音对讲等功能。

正常情况下，可利用本系统在井下各地点播放背景音乐、新闻、宣传报道等，使之成为改善生产环境、加强信息交流、提高精神文化建设的工具。

本系统实现双向通信，在发生突发事件，地面调度指挥人员发送撤人指令后，井下工作人员有序、安全地撤离危险区域。

最大程度地减少灾害影响和受灾后救援过程中的次生影响。

5、数字化矿山平台建设
数字矿山是采矿技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S(GIS , GPS , RS）技术、物联网技术和软件技术的总集成。

数字矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，只有智慧矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智能化和无人化。

数字矿山已经成为现代采矿企业追求的最高目标。

榆树井煤矿数
字化矿山汇报材料
榆树井煤矿通过矿山数字化，实现了所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字矿山工程建设。

具体包括：（1）地测地理信息系统
利用蓝光地测地理信息系统自动完成矿图的填绘、储量的可视化管理、地表岩移、涌水量和瓦斯涌出量的合理预计、矿山测量的精蜜计算以及煤矿地上下的真三维建模，并且可以根据采掘进尺的测量数据完成模型的自动更新，不仅实现了枣泉煤矿的井上下透明管理，而且为采、掘、机、运、通、安以及防排水、输配电等提供可靠的地质保障。

（2）采矿协同设计系统
蓝光软件提供了包括巷道布臵、车场设计、交叉点设计、断面设计、支护设计、煤柱留设、硐室设计、提升设计、皮带计算等40余种采矿设计模块，几乎含盖了煤矿的所有设计内容，实现了基于三维地理信息系统的协同采矿设计,能够自动完成相应的施工图设计、工程量计算、安全评价、设计文档和三维效果图的生成；其特点是在同一界面下，可以实现采掘、供电、通防、运输、提升、排水、压风等系统的协同设计。

（3）智能化矿井通防系统
蓝光矿井通风系统软件是基于4维地理信息的智能型软件,所有分析、调节和控制优化均采用先进、可靠和实用的数学模型和算法，实现了真正的智能化管理。

不仅具有绘制通风系统图、立体图、通风网络图和压能图的自动生成功能；而且可以自动进行测定平差、通风榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
系统的最优设计与改造、风机优选与优调、正常时期和灾变时期的按需调风与控风、通风状态模拟和反风效果分析等计算；以及风网管理，风机管理，通风报表管理，故障诊断和灾变处理等功能。

（4）输配电地理信息系统
蓝光输配电地理信息系统是一套集输配电CAD、输配电GIS和输配电SCADA三大功能以及绘图、计算、管理、优化、统计于一体的可
视化管理系统，可以完成设备参数库的建立和供电系统图的绘制，基于我们首创的、先进的大型电网分析算法，实现复杂电网的故障电流计算、继电保护整定计算、起动电流计算、电压损失计算、动稳定计算、热稳定计算、负荷统计计算、变压器选型计算、开关选型计算、电缆选型计算等，并可自动生成计算文档，为供电系统的设计、分析和管理提供一整套智能工具。

（5）矿山ERP系统
矿山ERP系统主要包括设备管理系统、物资管理系统、安全信息管理系统、人力资源管理系统和成本控制管理系统等。

设备管理系统能对设备生命周期动态监控，降低了设备的维修率，提高了设备的使用周期。

物资管理系统能动态的控制材料成本。

安全信息管理系统引入了闭合管理理念，安全信息能够及时有效的处理，防患于未然。

人力资源管理系统是安全信息管理系统的基础，提高劳动效率。

成本管理系统能系统性对矿井生产成本进行统计和计算，最大限度的节约生产成本。

短信提醒功能也集成在系统中，三违信息、安全隐患信息、物资审批等信息都通过短信提醒相关人员。

（6）三维物联网监测监控管理平台榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
蓝光三维监测监控平台既是一个三维组台系统，也是一个三维物联网浏览器。

是集成监测监控等物联网信息感知，保存各种监测监控系统以及工业自动化系统的实时数据，从三维的角度更直观的监测监控，将虚拟环境与实时传感数据准确关联并进行相关的决策与管理是本系统的一大特色。

系统充分利用现代图形学技术、空间分析、数据挖掘、知识表达、三维可视化、物联网、多媒体等技术、理论，建立一个包括地面的地形、气象、交通、建筑、人文、环保、地面运输、工业管路（包括通讯线路）和地下的岩层、煤层、地质构造、水体、煤层气（瓦斯）、地面工程、地下工程、井下运输、供电、通风、防尘、避灾路线、抗灾路线、监测监控等物理层面的强大时空信息系统。

利用强大的组态软件及中间件软件库，通过各种规范接口（RS232、RS422、RS484、DDE、OPC、OLEDB、ODBC等），实现不同生产厂家、不同协议接口的监测系统真正的三维物联网无缝集成。

主要特点：
1、可以自动对地形、地面建筑、地面水体、公路、地形、钻孔、巷道、管路、煤岩层、矿体、断层、裂隙、陷落柱、褶曲、富水区、导水通道、瓦斯源、火源、应力场、温度场等进行三维精细建模。

2、可以进行各种监测系统的无缝连接，根据生产过程的揭露数据和实时监测信息，进行三维模型的自动修正。

3、具有强大三维实体运算功能，通过三维实体运算，实现复杂地质体任意剖切、融合、渲染、漫游，结合属性管理可以对各种地学信息进行有效的分析功能。

4、可以方便地配臵，并实现模拟曲线类、数字显示类、流动方向类、跟踪定位类、组合开停类、储藏仓位类、位资监控类、音视频播榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
放类的真三维组态和视点布局，不仅可以实现实时数据的图形显示、报表查询、声光报警、快速定位，更重要的是可以通过虚拟现实技术，实现这8类监控信息的真三维模拟，实现所见所得；既可以分层、分窗口显示，也可以实现所有信息的叠加和全局漫游，达到井上下的通明管理，使人们对着计算机屏幕，就如身临其景，为正常生产和应急指挥提供可视化支持。

三、数字矿山建设的经验和总结
通过前期数字矿山建设的实践，我们深刻认识到，实施数字化矿山，规划是前提，建设是基础，人才是关键，管理是保证。

因此，推进数字矿山建设，我们必须从自身实际出发，切实解决好以下几个方面的问题。

1、把数字化矿山建设纳入“一把手”工程。

成立以单位主要负责人为组长、以分管领导为第一责任人的信息化建设领导小组，从组织机构上保障项目的顺利实施。

并制定建设方案和分项内容的推进措施、实施细则和考核奖惩体系，形成了数字化建设的支撑体系和良好运行机制。

企业信息化不是信息技术在企业中的简单应用，不是手工作业的简单计算机化。

而是信息化条件下的企业业务流程再造。

管理流程规范化和标准化，制定编码标准，可有效防止信息异构，实现信息共享，
避免出现信息孤岛。

2、坚持高起点规划。

实事求是、有特色、有远见的数字化规划是数字矿山成功的重要因素，将直接影响数字矿山建设的投入、风险、成效和进程。

榆树井榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
煤矿始终坚持数字化建设要立足于各单位的基础条件，立足于施工生产的实际需求，统一接口标准，有主次，有侧重的逐步推进数字化矿山建设，避免数字矿山建设成为空架子、形象工程，为后续的数字化管理提供有力保障。

企业信息化任务繁重。

3、坚持高标准建设。

统一部署，稳步推进。

有了高起点规划，还要有高标准建设来保证它的质量。

内容众多。

要对不同的信息化项目分步骤实施。

优先考虑解决企业管理方面的难点，将重点放在系统化、全面化的管理信息系统的开发。

以核心业务为起点，逐步扩展到企业其他业务活动，最终实现企业全面信息化。

企业信息化是一项庞大的工程，需要逐渐推进、不断完善。

企业信息化要同企业的战略利益相接合，综合考虑企业的目前现状和未来发展，并充分考虑信息技术的发展，因此，企业信息化要坚持统筹规划。

在网络建设上，我们建立统—的应用平台，同时规范数字化建设流程，委派专人专职负责，严格按“数字化建设标准”管理文件要求深化工作环节，大到一套设备，小至一条线路，无不细致，坚决不放过任何一个小细节。

4、实施人才战略。

从根本上来说，数字矿山建设的发展，取决于高素质的人才队伍。

因此，把人才队伍的建设作为推进数字矿山建设的重中之重。

为了适应数字矿山建设管理要求，榆树井煤矿多次组织各单位员工进行专业培训。

目前，各单位都具备了一支非常精干的数字矿山管理人员队伍，保证了数字矿山建设的顺利实施和成功应用。

榆树井煤矿数字化矿山建设，起点高、装备新、功能全、建设速榆树井煤矿数字化矿山汇报材料
度快，但是作为一项新生事物，实施过程中存在着很多问题，榆
树井煤矿将在各级领导的关心支持帮助下，充分发挥好上海庙矿业公司的先头兵的作用，敢为人先、创新发展，加快榆树井煤矿数字化矿山的建设速度，争取早日发挥效益，为矿区安全生产、经济发展做出更大的贡献！
第三篇：矿山测量概述
1.井下导线布设的形式：坐标附合导线；方向附合导线；空间交叉导线；无定向导线。

2.井下测角与地面测角的不同点：井下测点多设于巷道顶板上，因此经纬仪要在测点下对中；在倾角很大的急倾斜巷道中测角时，望远镜视线有可能被水平度盘挡住；井下黑暗潮湿，并有瓦斯及粉尘，因此要求仪器有较好的密封性，经纬仪及觇标均需照明，最好有防爆照明设备。

3.井下导线测量方法：三联-架及省点法。

4.井下高程测量目的：为了建立一个与地面统一的高程系统，确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系，以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。

5.井下高程测量的任务：在井下精确测定高层点和永久导线点的高程，建立井下高程控制；给定巷道在竖直面内的方向；确定巷道底板的高程；检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。

6.联系测量：将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量。

7.联系测量的任务：确定井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y；确定井下水准基点的高程H。

8.近井点测量精度要求：对于测设它的起算点来说，其点位中误差不得超过±7cm，后视边方位角中误差不得超过±10″。

9.DS3之中的3代表每公里高差中数偶然中误差不超过±3mm。

10.立井几何定向：在立井中悬挂钢丝垂线由地面向井下传递平面坐标和方向的测量工作。

（包括一井定向和两井定向。

）
11.一井定向：是在一个竖井井筒内同时悬挂两根重锤线（或同时铅垂地发射两条可见光束），通过地面和井下联测，将两重锤线中心
（或光束轴心）的平面坐标及其连线的坐标方位角，传递给井下的控制点和导线边。

11.两井定向: 是在两个有巷道连通的竖井井筒内，各悬挂一根重锤线（或各铅垂地发射一条可见光束），根据地面控制网测定两根重锤线中心（或光束轴心）的平面坐标，并在巷道内用导线对两重锤线中心（或光束轴心）进行联测，从而将地面控制网的平面坐标和方向，传递给井下的控制点和导线边。

11.三角形满足条件：点c和D及C″与D′应彼此通视，且CD和C′D′的长度应尽量大于20m；点C与C′应尽可能地设在AB延长线上，使三角形的锐角r应小于2°，这样便构成最有利的延伸三角形；点C 和C′应适当地靠近最近的垂球线，使a/c及b′/c之值应尽量小一些。

11.三角形解算：运用正弦公式解算三角形；测量合计算正确性的检核（三内角应等于360°；两垂球线距离检查；）运用一般导线平差计算所求点位坐标和边方位角。

12.陀螺方位角：从陀螺子午线北端,顺时针至某方向线的水平夹角。

13.导入高程的方法：钢丝；钢尺；全站仪投点法。

14.中线点兼做腰线点的经纬仪标设法：
1、1，2，3点为一组已标设腰线点位置的中线点，4，5，6点为待设腰线点标志的一组中线点;
2、经纬仪安置于3点，量取一起高i，正镜瞄准中线，竖盘读数为δ，此时望远镜视线与巷道沿线平行;
3、在中线点4，5，6的垂球上用大头针标出视线位置，用倒镜测其倾角做检核;
4、一直中线点3到腰线位置的垂距a3，则仪器视线到腰线点的垂距b=i-a3；
5、从三个垂球线上标出的视线记号起，根据b的符号用小钢尺向上或向下量取长度b，既得腰线点位置;
6、在中线上找出腰线位置后，拉水平线将腰线点标记在巷道帮上。

水准仪标定腰线：
1、水准仪安置在两组点之间，找准原腰线点1，2，3上的小钢尺并读数，计算各点间高差，检查原腰线是否移动，确认可靠后记下3
点读数a；
2、丈量3点至4点的距离l34，则腰线点至点4距
视线的高度b=a+h34=a+l34*i;i上坡为正，下坡为负
3、水准仪前视4点处，以视线为准，根据b值标出腰线
点4的位置。

15.标定中线的方法：检查开切点A是否移位;经纬仪安置在A点上，用正倒镜标定β角，延视线方向标出2′点和2″点，取其重点2作为中线点。

再用一个测回测β角，用于检核，所测角值与标定角值之差应在1′之内;沿A2方向再标设1点，A、1、2三点组成中线点，中线点固定在顶板上，挂下垂球线只是巷道掘进方向，一组中线不少于3个，点间距不小于2M。

16.贯通测量：采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作。

17.井巷贯通分类：一井内巷道贯通；两井之间的巷道贯通；立井贯通。

18.煤矿测绘资料按内容和方法分类：煤矿测量图；测量原始资料；测量成果计算资料。

19.基本矿图及其应用：井田区域地形图（全面反映井田
范围内地物和地貌的综合性图纸，比例尺为1：2000或1：5000）；工业广场平面图（反映工业广场范围内的生产系统、生活设施和其他自然要素的综合性图纸，比例尺1：1000或1：500）；井底车场平面图（反映主要开采水平的井底车场的巷道与硐室的位置分布以及运输与排水系统的综合性图纸，比例尺1：200或1：500）；采掘工程平面图（反映开采煤层或开采分层采掘工程活动和地质特征的综合性图纸，比例尺1：1000或1：2000）；主要巷道平面图（反映矿井某一开采水平内的主要巷道和地质特征的综合性图纸，比例尺1：1000或1比2000）井上下对照图（反映地面的地物地貌和井下的采掘工程间的位置关系的综合性图纸，比例尺1：2000或1：5000）井筒断面图（反映井筒施工和井筒穿越的岩层地质特征的综合性图纸，。