工业环网技术在西山煤矿环网建设中的应用

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煤矿工业环网系统

煤矿工业环网系统文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）煤矿工业环网系统一、系统简述：考虑到某某煤矿综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目的设计原则为：“先进性、成熟性、实用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查询性、互联性和可扩展性、经济性”。

二、总体结构设计：系统分为管理层、控制层和设备层三层结构。

其中管理层为矿地面局域网，控制层采用高速工业以太环网，设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性和可靠性。

在管理层，管理网服务器系统负责收集全矿的生产、管理、经营等方面的信息，并为管理网与国际互联网的连接提供服务；在管理网的各PC终端，可以在统一的界面下根据权限和等级查看全矿的所有信息。

控制层分为过程控制和集中监控层，在过程控制层，PLC分站、电机智能控制器、其它智能监控分站等对现场设备实现运行参数的采集，并负责传达集中控制信号至现场设备；各子系统通过其现场总线采集各自所控制设备的运行参数，并实现对整个子系统设备的集中控制。

设备层主要包括：传感器、执行器、开关柜等现场设备。

三、网络结构设计：平台主要由核心交换机、地面光纤环网交换机、井下环网交换机、防火墙、UPS电源、打印机等组成。

全网建成后的性能可以保证达到以下水平：全网交换机连接均可基于单、多模光纤或铜介质，可按需要任意选择；光纤网络中的任何位置发生一个断点事故均可在瞬间内完成链路通信的恢复；全网基于统一、简洁的网络管理。

四、其他技术要求：1) 整个自动化综合控制网采用赫斯曼工业级的设备，实现井下高温、高湿等恶劣环境的稳定运行；2) 系统支持光纤冗余环网工作模式，接节故障不影响整个系统性能，故障自恢复时间短（），通信更加可靠；所有交换机采用高性能的赫思曼模块化千兆交换机，避免网络中部分节点故障，同时满足以后的扩容和升级；3) 矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台运行稳定、可靠性好、线路机械强度高矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台通讯协议采用标准的TCP/IP网络协议；4) 平台传输速率高、带宽容量大、传输距离远、抗干扰和雷击能力加强。

5G通信系统在煤矿安全中的应用

应用Technology ApplicationI G I T C W 技术176DIGITCW2021.04煤矿是现代人类社会生产生活所必须要的能源之一，最早的开采历史可以追溯至18世纪。

其作为一种长期能源，对我国的国民经济的长久发展有着重要意义。

我国的能源结构中，煤炭占有较高的比例，大约百分之七十左右，并且，这个比例在短时间内很难下降到百分之五十以下。

所以，在今后近半个世纪的时间里，煤炭仍会是我国主要的消耗能源。

而在煤矿开采的过程中，存在着许多安全隐患。

瓦斯事故、顶板事故、机电事故等事故，都严重影响着煤矿开采的进程，威胁着煤矿工人的生命，这使得保障煤矿安全成为了煤矿开采中无法绕开的重要问题。

多年来，我国的煤矿安全防范技术一直在不断提升，随着近年新兴5G 科技的出现与发展，也为煤炭安全技术的进一步升级提供了途径。

如何在煤炭安全中利用5G 通信技术，或将成为我国现今煤炭安全技术研究的课题之一。

1 煤矿安全的要求煤矿开采中，对于安全的要求是方方面面的。

不仅是针对开采进行的过程，在开采之前对矿区的检测、提前对矿区进行加固、出矿煤矿的运输、提前对事故发生进行演练等，都是煤矿安全生产中不可或缺的要素。

此外，在开采中，需要对多方面数值进行检测，加固设备的承重状况，矿井内部的空气、通风状况，矿井通道和安全出口的合理设置，防火和防爆的要求，矿井内部是否存在地下水等，都需要强大的监测能力对这些方面进行实时的监测，最终能够及时的反映问题，保障开采工作的顺利进行和作业人员的人身安全。

2 5G 通信系统的特点5G 建立在4G 的基础上，是通信技术的又一次飞速发展。

5G 具有“超高速率、超低延时、超大连接”的技术特点。

“超高速率”，使得通信的传播速度得到了飞跃式的提升，5G 的一个特点就是高频，受限于高频的传播性能，所以很多的高频段频率资源没有被使用，这正是5G 可以好好利用的资源。

“超低延时”，减少了请求和响应之间的时间差，5G 技术可以有效降低延迟，并且提高数据的传输速率，让响应时间大幅缩短，如若将其作用于多台工业机器的控制，超低延迟就能将整个控制过程的延迟时间大大缩小至1-2毫秒，这就能大幅提升工业设备的精度准度。

工业环网技术解决方案

工业环网技术解决方案背景随着工业化进程的不断推进，工业环网技术越来越受到关注。

工业环网技术是指在工业生产过程中，通过互连的传感器、仪器设备和控制系统构成的网络，实现数据的采集、处理和传输，从而提高生产效率和管理水平的一种技术。

解决方案下面是几种常用的工业环网技术解决方案：1. 以太网以太网以太网是一种常见的工业环网技术，具有高速传输、可靠性强、组网灵活等优点。

通过以太网，各种设备可以方便地连接到同一个网络中，实现数据的共享和交换。

2. 工业物联网工业物联网工业物联网是将工业设备和传感器与互联网相连接，实现设备之间的通信和数据交换。

通过工业物联网，可以对生产过程进行实时监测和控制，从而提高生产的效率和质量。

3. 无线传感器网络无线传感器网络无线传感器网络是通过无线通信技术将多个传感器节点组成的网络。

这种网络可以实现对工业环境中各种参数的实时监测和数据采集，包括温度、湿度、压力等。

无线传感器网络可以提供更灵活的部署方式和更低的成本。

4. 工业以太网工业以太网工业以太网是一种专门为工业环境设计的以太网技术，具有抗干扰能力强、实时性好的特点。

工业以太网可以满足工业生产过程中对数据传输的高要求，提供可靠和稳定的通信环境。

5. 云计算云计算云计算是通过将数据存储在云服务器上，并通过互联网进行处理和分析。

在工业环网中，云计算可以实现对大量数据的处理和分析，提供决策支持和预测分析等功能。

总结工业环网技术解决方案包括以太网、工业物联网、无线传感器网络、工业以太网和云计算等。

这些技术可以提高生产效率和管理水平，实现工业化进程的智能化和自动化。

在选择解决方案时，应根据实际需求和具体情况进行评估和选择。

5G通信技术推进煤矿智能化工作面改造

5G通信技术推进煤矿智能化工作面改造摘要：随着信息时代的到来，5G也被广泛的应用，中国煤矿智能化建设,更新的煤炭开采和运输设备的更换,煤炭生产安全问题,以及加速建造体系在煤矿安全管理,促进煤矿没有工作人员,最终目标已经成为当今行业的焦点。

一直以来，井下和地面的通信问题以及井下复杂的开采环境是煤矿行业的难题，5G技术通过将人工智能、物联网等技术应用到煤炭产业中，极大地提高了煤炭的生产安全性及便利性。

目前，我国煤炭行业正处于从机械化向自动化、智能化方向转变的重要时刻，其中5G技术的应用在加快煤矿产业变革，推动无人煤矿的进一步发展，提高煤炭生产安全性方面发挥着至关重要的优势和作用，成为当前煤矿行业的重要发展目标。

关键词：5G通信技术；煤矿智能化；改造引言为实现我国现阶段产业转型的目标，各行各业的提档升级都面临着各种风险和挑战。

作为我国传统产业代表的煤矿生产，如何提高其技术水平、科技含量和推动智慧矿山的建设，是每个从业者尤其是高层管理需要考虑的问题。

由于历史原因煤矿的机械化程度不高，智能化水平已基本处于停滞状态。

1智能煤矿的概念智慧矿山的中心就是在矿山数字化信息的基础上，利用人工智能、大数据、通信技术、“互联网+”等技术让煤矿具备全方位的智能感知能力，可以自主研判与智能决策，确保煤矿中的“人、机、环、管”等在统一的综合体内高效自主运行。

无人矿山属于智慧矿山的最终目的。

然而因为技术水平方面的制约，当前煤矿存在作业环境差、生产条件非常复杂且多变、大型设施不容易协调、影响因素多等问题，很多工作仍需依靠人的经验处理，如采煤机参数调节、安全巡检等工作。

因此，当前与“智慧矿山”的标准还存在很大的差距。

目前，可行性最强的办法是分阶段、分步将人员经验与智慧赋予各组高度智能化与自动化的机械设备，同时打造出人员、设备能够联通的高效网络，在确保智能化设备安全工作的基础上对其进行实时监控与调整。

然后搜集汇总相关数据信息，实现对煤矿环境的全方位感知，通过人工智能、大数据、5G通信加以调控，实现煤矿生产、运输、销售、应急管理、安全保障、决策等整个过程的智能化管理。

5g在煤矿的推广应用价值

煤矿行业5G技术应用价值及前景展望
5G在煤矿的推广应用价值主要体现在以下几个方面：
1.提升矿井通信能力：5G技术的应用可以提供更高带宽和更低时延的通信网
络，满足矿井内部复杂环境下的通信需求，提升矿井整体通信能力。

2.提升矿井安全水平：5G技术的应用可以增强矿井安全监测与预警系统的性
能，实现对矿井环境和设备的实时监测和预警，减少事故发生的可能性，提高矿井整体安全水平。

3.提高生产效率：5G技术的应用可以推动智能化采矿装备的发展，提高采矿
装备的自动化和智能化水平，从而提高采矿效率，降低采矿成本。

4.促进工业互联网与智能化发展：5G技术的应用可以促进工业互联网与智能
化发展，推动煤矿行业的转型升级和创新发展，提升煤矿行业的整体竞争力和可持续发展能力。

总之，5G技术在煤矿的推广应用价值非常显著，可以为煤矿行业带来诸多实质性的提升和改变。

随着5G技术的不断发展和完善，其在煤矿行业的应用前景将更加广阔。

工业以太环网在煤矿信息化中的思考

工业以太环网在煤矿信息化中的思考摘要：随着我国科技技术的不断提升，煤矿的采矿工作方式有了很大的改变，尤其是有关煤矿的安全生产管理上，在煤矿的发展中，加强矿区内的工作自动化进程已经是当前工作的重心。

完成煤矿信息化建设不仅可以做到实时检测煤矿开采的具体工作内容，也可以确保矿区的安全生产，保障煤矿工作者的生命财产安全。

以太网是当前工业发展中实现工业自动化技术的重要网络技术，将以太网应用于煤矿工作中，实现煤矿信息化建设是最佳不过的选择。

本文通过介绍了工业以太网的内容，探讨了工业以太环网在煤矿信息化中存在的问题和改进措施，进而分析工业以太网在煤矿信息化中的具体应用，以供参考。

关键词：以太网；煤矿；信息化；自动化现阶段我国煤矿开采中仍有很多不符合持续发展理念的煤矿开采问题，像很多地区的煤矿资源开发不仅不合理更是没有一套完整的管理制度，导致我国本就紧张的煤矿资源在开采中被过度浪费。

因此，煤矿工作的各项环节急需利用现代科学技术改进并完善，使现有的煤矿资源可以更好的被我们所利用，并对已有的煤矿进行有效的整合。

1 工业以太网的内容介绍以太网是当前较为成熟的网络技术，它有着一定程度上的技术含量，目前通过互联网技术的帮助，已经应用于我们生活中的很多地方。

工业以太网有着特殊的技术性能，它可以针对有关数据信息进行有序的整合，并将它们进行调整再利用。

例如，它可以帮助我们利用自己的技术性能检索有效应价值的多媒体技术。

在煤矿工业生产和发展中，工业以太网的应用较为广泛，由于很多煤矿工业技术人员都需要定期对工业设施或者使用的工业材质进行仔细的挑选和审查，并且还要在检查完对其在工业应用中的实用强度和是否适用做出判断。

而工业以太网同传统的煤矿工业用具相比较来说，具有较强的精准度，这使得由工业以太网成为现今煤矿工业生产中选定工业材料的最佳工业工具。

2 工业以太环网在煤矿信息化中存在的问题2.1工业以太网的通信通讯性能不稳定在很多偏僻的地方，常会出现工业以太网通信通讯中段的情况发生，由于通信不稳定的因素，直接影响以太网的时效性。

西山煤电斜沟煤矿选煤厂：为智能化建设加码提速

西山煤电斜沟煤矿选煤厂：为智能化建设加码提速1. 引言1.1 西山煤电斜沟煤矿选煤厂介绍西山煤电斜沟煤矿选煤厂位于中国山西省太原市，是一家集煤炭开采、加工、销售于一体的大型煤矿企业。

选煤厂拥有先进的设备和技术，实现了煤炭的高效分选和洗选，可以生产出高质量的洗煤产品，广泛用于工业和民用领域。

西山煤电斜沟煤矿选煤厂在矿业行业具有较高的知名度和影响力，其产品畅销国内外市场，深受客户好评。

选煤厂致力于提高生产效率，降低生产成本，保护环境，推动煤炭行业的可持续发展。

作为煤矿企业，西山煤电斜沟煤矿选煤厂一直在不断创新和探索，不断引进先进的智能化设备和技术，提升生产效率和产品质量。

在未来的发展中，选煤厂将继续致力于智能化建设，为企业的可持续发展注入新动力。

【字数：231】1.2 智能化建设的重要性智能化建设可以提高生产效率和质量。

通过引入自动化系统、智能化设备，可以实现生产过程的数字化、网络化、智能化，减少人为操作的瑕疵和误差，提高生产效率，减少资源浪费，提高产品质量。

智能化建设可以提升安全生产水平。

在煤矿行业，安全生产是永恒的主题。

通过智能化技术的应用，可以实现设备的远程监控、故障预警、自动化控制，提高安全生产的可靠性和稳定性，降低事故发生的风险。

智能化建设还可以降低生产成本。

通过智能化技术的应用，可以节约人力成本、能源消耗，提高设备利用率，降低维护成本，从而降低生产成本，提高企业的竞争力。

智能化建设对于西山煤电斜沟煤矿选煤厂来说至关重要。

只有不断推进智能化建设，提升科技含量，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，实现可持续发展。

2. 正文2.1 智能化建设的现状分析智能化技术在煤矿行业中的应用已经成为一种趋势。

目前，许多煤矿企业都开始重视智能化建设，通过引入先进的技术和设备来提高生产效率，降低生产成本，改善工作环境，提高安全性，增强竞争力。

随着技术的不断进步，智能化建设在煤矿行业中的应用范围不断扩大。

在西山煤电斜沟煤矿选煤厂，智能化技术已经应用于原煤浓缩、洗选、干燥等生产环节，实现了生产过程的自动化和智能化。

矿用工业环网系统

矿用工业环网系统
随着现代技术的发展，越来越多的自动化系统开始应用在煤矿领域，系统采集的多种数据信息需要传输至政府管理部门，这就需要将井下各种信息进行集中，建立一个安全可靠的综合监控平台。

济南福深科技设计研发的矿用工业环网系统，该系统是在井下分别建立一个环网平台，井下环网中的各系统的环网交换机分别于控制中心环网交换机连接，形成千兆环网网络，实现井下系统的有机融合，为各系统采集数据的整合提供了一条新的路径。

系统原理
系统以千兆工业以太网为主干网络，网络节点提供标准的以太网RJ45接口方式，将井下现有自动化系统接入工业交换机，利用光纤通信将各系统连接起来，统一调度各系统功能。

系统特点
系统设备均为工业级，适合井下潮湿、电磁干扰严重的环境下长
时间稳定运行。

通信速率快，抗干扰性强，配备雷击措施。

传输可靠性强，当某系统中的某一段光纤被损坏或者设备出现故障时，网络具有自愈功能，在300毫秒内便可恢复正常功能，非常适合环境恶劣的井下使用。

网络安全性高，采用网络安全手段VLAN对子系统进行间隔，对外网用户采用防火墙机制，避免安全隐患。

UPS电源供电，在停电后能够运行至少4个小时以上。

矿用工业环网系统建成后，将各个子系统整合在一起，能够对生产过程进行统一管理，为矿山的安全监控、远程通讯、人员定位、广播通信、抢险救灾等提供了一个完整的平台。

智能化综采工作面关键技术与实践应用

241传统的机械化采煤工作面作业环境复杂，恶劣，矿井生产安全难以保障，极大地限制了煤矿开采效率及综采设备效能，所以研究自动化工作面是十分有必要的。

现状现阶段国内外许多大型煤矿均已转型为自动化采煤，且未来煤矿开采的趋势朝着智能化、自动化的方向发展，实现工作面“人少则安，无人则安”安全理念更是煤炭行业发展的目标，所以本文以马兰矿为研究背景，对工作面自动化进行研究，对综采自动化技术的应用及推广做出一定的贡献[1]。

1 矿井概况马兰矿位于山西古交西南15km，井田面积为104.4km 2，设计年生产能力400万吨，主采8#、3#、8#煤层。

18502工作面主要开采8#煤层，工作面设计将进风顺槽、辅运大巷布置在同一水平，同时作为进风、行人通道和运输，破碎机、转载机、皮带机布置于进风顺槽，在辅助进风布置设备列车，回风顺槽同样与辅运大巷处于同一水平，承担运料、回风、行人任务。

综采工作面自动化系统是一种综合计算机、机电一体、自动控制等机械化技术于一身的综合机械化采煤技术，在进行工作过程中，为保证运行效率及提升运行安全性，本文以18502工作面为研究背景对综采工作面自动化技术进行研究。

2 自动化工作面设计2.1 液压支架电液控制系统首先对液压支架电液控制进行研究，马兰矿18502工作面的采用SAC电液控制系统对工作面液压支架进行控制，电液系统主要包括压力传感器、行程传感器、支架控制器、电液换向阀、电源箱等组成，通过监控系统与显示装置进行连接，实时反应液压支架整体工作情况。

在每台液压支架上配合支架控制器，通过顺序连接将液压支架形成整体信号网络网，通过数据信号传输，将工作面整体矿压信息进行集中汇总，进行集中监控[2]。

工作面电液控制系统配置连接图如1所示。

图1 工作面电液控制系统配置连接图设定的SAC液压控制系统可以实现工作面的液压支架参数修改，支架立柱与推移行程的显示与监测，同时对采煤机的行走位置进行监测，计算工作面推进距离等工作，最为重要的是实现液压支架数据与采煤机数据的交互，从而实现综采面自动化控制。

煤矿井下以太环网方案

山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿工业以太环网系统建设方案建设单位：山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿供货单位：中煤科工集团重庆研究院日期：2011年8月目录前言 (3)第一章系统实施原则及建设内容规划 (3)1.1系统设计原则 (3)1.2系统设计依据 (5)1.3总体结构设计 (6)1.4项目达到的效果 (6)第二章千兆工业以太环网平台 (8)2.1网络拓扑结构设计 (8)2.2其他技术要求 (10)2.3主要设备技术参数 (12)2.3.1 核心交换机（MACH4002-48G-L3PEHC） (12)2.3.2 地面环网交换机（MS4128-L2P） (13)2.3.3 井下环网防爆交换机（KJJ137） (13)2.3.4 N3200入侵检测系统 (15)2.3.5 防火墙H3C NS-SecPath U200-CA-AC (17)2.3.6 路由器H3C NS-SecPath U200-CA-AC (19)2.3.7 网闸（ViGapV6.5-300S-MK） (20)2.3.8 磁盘阵列柜（DS3500） (23)3.1软件平台的架构 (24)3.2子系统汇接方式 (25)3.2.1 上位机接入方式 (25)3.2.2 PLC接入方式 (25)3.2.3 嵌入式控制器接入方式 (26)3.2.4 扩展接入方式 (27)3.3数据交互方式 (28)3.3.1 OPC方式 (28)3.3.2 DDE/NetDDE方式 (28)3.3.3 ODBC方式 (28)3.3.4 FTP文件方式 (29)3.4子系统接入 (29)3.5功能 (29)3.5.1 综合自动化模块功能 (29)3.5.2 综合分析模块功能 (30)3.5.3 平台配置管理功能 (31)第四章技术培训 (32)第五章售后服务承诺 (32)5.1质保期内 (32)5.2 质保期外 (32)前言1)本技术方案的使用范围仅限于山西金地集团赤峪煤矿综合自动化系统。

工业环网技术方案

工业环网技术方案
简介
本文档旨在提供一个工业环网技术方案，以满足工业环境中的通信需求。

工业环网是将各种设备和系统连接起来的网络，用于实时监控和管理工业生产过程。

以下是我们的技术方案。

硬件要求
- 工业级以太网设备：选择可靠稳定的工业级以太网交换机和路由器，以支持高速数据传输和大规模设备连接。

- 高质量的网络电缆：使用符合工业标准的屏蔽双绞线或光纤电缆，以确保数据传输的稳定性和可靠性。

- 设备接口模块：根据不同设备的接口类型，选择适配的接口模块，如网口、串口等。

软件要求
- 网络管理软件：选择适用于工业环网的网络管理软件，用于监控和管理网络设备，实现对网络拓扑的可视化和配置的中心化管理。

- 实时监控软件：根据工业生产需求，选择适合的实时监控软件，用于实时收集、分析和展示工业过程中的数据。

网络安全
- 防火墙和入侵检测系统：为工业环网提供安全防护，确保网络数据的机密性和完整性。

- 访问控制列表：根据不同用户和角色，设置合理的访问控制权限，以防止未经授权的访问和操作。

- 加密通信：使用加密协议和算法，保证数据传输过程中的安全性。

数据备份与恢复
- 定期数据备份：通过定期备份关键数据，确保数据的安全性和可靠性。

- 灾难恢复计划：制定灾难恢复计划，包括备份数据存储和远程恢复等措施，以应对可能发生的数据灾难。

总结
以上是我们提供的工业环网技术方案。

通过选择适合的硬件和软件，并采取网络安全和数据备份措施，可以实现稳定、安全和可靠的工业环网通信。

需要根据实际需求进行详细设计和实施。

5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望

5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望摘要：现阶段，伴随着改革开放的进程逐步加快，带动了经济建设的高速发展。

然而，在科学技术飞速发展的背景下，随着网络应用的升级和优化，5G网络逐渐出现在人们的视野中，以较强的虚拟化技术和网速被广泛使用。

对于煤矿发展而言，不仅能够帮助进行远程程序的操控和定位，还能够以此为基础来帮助矿井实际应用场景的虚拟模拟，保障操作人员的生命安全。

基于此，文章对5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望进行研究，以供相关人员参考。

关键词：5G技术；煤矿智能化建设；应用展望引言随着科学技术的不断发展，实现煤矿开采过程中的物联网、大数据、云计算、智能化操作及监控等，形成具有开采效率高、作业安全性高的智能化矿山是当前煤矿领域发展的重要趋势。

不断实现对整个煤矿领域智能化控制系统的升级建设，实现矿山中综采、掘进、运输、通风、洗选等环节集中控制运行，对提高煤矿自动化水平及安全管控效率显得尤为重要。

基于上述背景，结合扎煤公司灵露煤矿煤矿特点，开展该煤矿5G智能矿山的建设与智能化应用研究，从基础设施、全面感知、协同管控、智能控制等方面开展了该矿山的智能化建设，这对提高矿山的智能化水平具有重要支撑作用。

1煤矿智能化应用5G技术的可行性煤矿操作人员在进行具体的智能化应用体系的升级过程时，采用5G无线技术网络后，面临的主要挑战有：①高频无线信号可能会受到影响而急剧增大。

②定向承载能力和差分能力可能会标准之间产生较大的误差。

这些面临的问题，会随着技术的不断更新而得以解决。

所以，多天线阵列和微基站技术能够有效的辅助5G成为当前整个煤矿智能化应用过程中的中心主导力量。

现阶段，对矿山内部的网络部署进行分析时，发现现有的网络依然为4G网络。

在对网络和网络构架进行不断升级之后，发现5G网络主要包含宏基站和微基站两种类型方式。

前者能够在较高的压力下，实现发射功率的逐渐上升，发射效率也会提高，但是对于那些传输功率较低的项目来说，依然是微基站具有较高的优势。

矿用万兆工业以太环网在水泉煤业的应用

矿用万兆工业以太环网在水泉煤业的应用摘要：随着自动化控制系统和无人值守系统网络设备的逐步增加，现有千兆工业以太环网已无法满足智能煤矿建设需求，研究组建万兆工业以太环网系统，对具体技术方案、网络结构等进行了设计。

实际应用表明,万兆工业以太环网的建设，解决了高清视频和5G无线传输通道的带宽，确保各自动化子系统稳定的运行，为水泉煤业智能煤矿建设打下坚实基础。

关键词：智能煤矿、万兆环网、创新研究一、水泉煤业基本情况水泉煤业随着智能化煤矿建设的不断完善和监控设备的逐步增加，现有千兆工业以太环网已无法满足智能煤矿建设需求，同时无法满足5G无线传输主干传输承载，水泉煤业需组建万兆工业以太环网系统，将万兆工业以太环网与千兆工业环网进行物理分离，实现双网传输，为水泉煤业智能煤矿建设打下坚实基础。

二、发展趋势智能煤矿建设的是以网络平台为基础，网络平台运行高效的基于工业以太环网高效、安全、稳定的运行。

采用基于工业以太网的集成式全分布控制系统，具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点。

为满足智能煤矿的建设，万兆工业以太环网的研究应用是智能煤矿发展的趋势，是确保智能煤矿各系统安全运行的基础。

三、万兆工业以太环网设计方案1、建设目标针对井下网络面临的新挑战，提出多网融合解决方案来支持井下业务的高速发展。

多网融合设计理念包括：1）多网融合，网络分片保障井下业务统一承载井下业务统一承载，减少设备数量和运维压力，全网采用网络分片技术，实现关键业务带宽物理资源独占，保障远程控制、视频监控等业务的安全隔离、高质量传输。

支持5G业务承载。

2）超宽承载，满足矿井智能化业务的持续演进井下业务自动化、智能化、无人化，各类智能应用的持续发展，构建井下50GE/100GE 骨干环网、10GE接入链路，满足智能矿井未来业务日益增长的带宽需求。

3）灵活接入，满足井下移动作业特殊场景井下接入无线化，通过部署类5G无线接入，打造井下大带宽、低时延、高并发、无缝漫游的无线网络，接入免布线，满足各类移动接入的诉求。

基于万兆工业环网RSTP协议的煤矿信息化应用

基于万兆工业环网RSTP协议的煤矿信息化应用王燕斌;何雨生;马加力;王磊;韩雷【摘要】随着自动化、信息化的快速发展,兴隆庄煤矿综合自动化系统要建设成一个万兆核心骨干层工业环网,三个千兆接入层工业环网的混合组网结构.利用单模光纤传输,采用西门子工业环网交换机RSTP快速生成树协议进行数据通讯交换,所有系统数据通过万兆核心交换机传输至虚拟云交换机,虚拟云交换机转发各自虚拟云服务器进行数据采集和应用,达到各系统高效监测、数据稳定的目的.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P168-171,174)【关键词】工业环网;交换机技术;虚拟化技术;云平台;信息化【作者】王燕斌;何雨生;马加力;王磊;韩雷【作者单位】兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿, 山东兖州 272102;兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿, 山东兖州 272102;兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿, 山东兖州 272102;兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿, 山东兖州 272102;兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿, 山东兖州 272102【正文语种】中文【中图分类】TD761 系统概述兴隆庄煤矿于2006年建成千兆级工业以太环网，目前已经运行10年。

网络以单模光纤为主要传输介质,建成井下和地面两个相对独立而又互联的环形网络，双环通过调度室机房核心交换机连接。

矿井现有工业以太环网拓扑结构如下：矿调度室机房部署2台西门子1000M工业以太网交换机作为网络核心交换机，分别连接地面及井下环网。

1.1 目前主要存在以下问题及网络升级的必要性1）地面及井下环网交换机与核心交换机为单点连接，安全性无法得到保证，一旦核心交换机发生故障，将影响整个环网。

2）系统为千兆环网，无法满足大量高清工业视频信号的传输要求。

3）一旦网络形成环路，会引起网络风暴，造成网络瘫痪。

4）无法形成多个环网结构，便于故障排查和处理。

5）井下UPS电源已连续使用超过10年，电池容量大幅度下降，不能满足安全规程要求，需要更换。

西山煤电(集团)马兰矿

西山煤电（集团）马兰矿是国家“六五”、“七五”期间建设的国有重点煤矿，矿井位于吕梁山东翼、汾河之滨，距太原市69公里。

马兰矿于1983年11月20日开工建设，1990年6月27日建成投产，设计能力400万吨/a，与矿井配套的选煤厂1993年10月投产,设计能力为400万吨/a，马兰矿井田面积为104.4平方公里，主要产品为经洗选加工后的肥精煤，产品销往国内30余家钢铁厂，并远销日本、韩国、印度等国际市场。

马兰矿先后荣获“山西省文明单位标兵”“全国煤炭工业特级安全高效矿井”“全国煤炭系统文明煤矿”“全国企业文化建设优秀单位”“全国煤炭系统环境保护优秀单位”“全国依法生产先进矿”“全国煤炭工业双十佳煤矿”“中国煤矿康居建设小康矿”“中华环境友好煤炭单位”“全国煤炭工业先进集体”“全国模范职工之家”“全国企业文化建设先进单位”“山西省五一劳动奖状”“山西省安全生产先进矿”“山西省绿化模范单位”“山西省劳动和社会保障3A 级诚信企业”等国家、省、市荣誉称号近百项。

西山煤电(集团)马兰矿山西焦煤XISHAN COAL ELECTRICITY GROUP MAL AN COAL MINE SHANXI COKING COAL西山煤电(集团)马兰矿山西焦煤XISHAN COAL ELECTRICITY GROUP MAL AN COAL MINESHANXI COKING COAL马兰矿作为山西焦煤集团首批智能化矿井建设示范单位，按照山西省煤矿智能化建设实施意见，不断加快推动智能化技术与煤炭产业融合发展，努力实现矿井少人化、可视化、本质安全化。

2020年11月，该矿首个智能化采煤工作面18509工作面通过验收，工作面的相关数据信息通过工业环网上传至地面调度中心，通过地面调度中心将数据融合到基于物联网技术的综采设备智能化管理系统，实现了地面远程网络化控制、数据共享和深度利用，实现了自动控制为主、远程干预为辅的自动化生产模式。

网络平台方案(煤矿环网)

第一章综合自动化监控网络平台1.1概述随着工业以太网技术的不断完善与发展，工业以太网在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用与认可。

许多控制器、PLC、智能仪表、DCS系统已经带有以太网接口，这些都标志着工业以太网已经成为真正开放互连的工业网络的发展方向。

采用基于工业以太网的集成式全分布控制系统，具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点。

综合自动化监控网络平台把各个自动化子系统有机地整合在一起，所有的监测监控管理操作都在一个平台中运行，提高了矿井综合自动化水平，实现了减员增效和矿井机电设备的安全运行，提高了煤矿的生产效率。

根据矿井综合自动化系统建设的需求，矿井综合自动化平台的主干网络结构采用1000M环形工业以太网，传输介质为单模光纤，采用工业以太网交换机进行数据交换。

通过工业以太网连接井上、井下各个子系统，把所有系统设备控制和监控信息传输到集中控制室，通过服务器的数据采集，使工程师完成各个子系统的组态，达到监测和控制的目的。

矿井综合自动化监控网络系统的建设内容包括：（1）工业以太环网建设，连接各个子系统的PLC或上位机；（2）调度控制指挥中心的网络建设，部署工业以太网的核心交换机并连接设备控制层的工业以太环网和数据采集服务器，部署操作员站和工程师站；（3）网络安全建设，划分VLAN，使矿井的综合自动化控制网络系统稳定、可靠、安全运行；（4）网络管理建设，建设综合自动化控制网络系统的网络管理平台，对所有工控网络设备、进行集中管理，提高管理水平，降低管理成本。

1.2设计原则自动化监控网络平台是煤矿现代化生产控制和管理信息系统的基础设施，其可靠性和可扩展性对煤矿企业的安全生产至关重要，必须遵循以下设计原则：➢可靠性煤矿行业的特点决定了整个系统必须具有很高的可靠性，保障生产活动的正常进行和井下工作人员的生命安全。

因此在选型时必须考虑所选技术在冗余、出错处理和容错方面的能力，所选产品能够适应井下恶劣的工作环境和防爆要求。

井下环网方案

井下环网方案1. 概述井下环网方案是一种用于地下通讯的解决方案，可在井下环境中提供稳定、高效的通信服务。

该方案采用了现代通信技术和设备，旨在满足地下工作环境中通信需求的特殊要求。

2. 需求分析在地下工作环境中，由于地形限制和工作特点，传统的通信设备往往无法满足需求。

因此，井下环网方案应解决以下需求：•稳定可靠: 井下通信必须具备高度的可靠性和稳定性，以确保工作人员能够实时、准确地进行信息交流。

•大容量传输: 地下工作环境中需要传输大量的数据，井下环网方案应具备高速数据传输能力，以满足各种应用场景的需求。

•低延迟: 井下环网方案应具备低延迟的特性，以确保实时通信的效果。

•抗干扰能力: 地下环境中存在各种干扰源，井下环网方案应具备较好的抗干扰能力，以提供清晰、稳定的通信服务。

3. 技术选型为了满足上述需求，井下环网方案采用了以下关键技术：a. 光纤通信技术光纤通信技术具有带宽大、传输距离长、抗干扰能力强等特点，是地下通信的理想选择。

光纤通信技术能够满足井下环网方案对于大容量传输和低延迟的要求，并且能够抵御井下环境中的干扰源。

b. 网络优化技术为了保证通信的稳定性和实时性，井下环网方案采用了一系列网络优化技术。

这些技术可以对网络带宽进行有效管理和调度，提高网络传输效率，减少延迟，从而优化井下环网的通信性能。

c. 高防护外壳技术由于井下工作环境的特殊性，井下环网方案采用了高防护外壳技术，以保护通信设备不受地下环境的影响。

这些外壳具有防水、防尘、防振动等功能，确保通信设备的正常运行。

4. 井下环网方案的实施为了将井下环网方案成功地应用于地下工作环境，需要经过以下几个步骤的实施：a. 环境调研在实施井下环网方案之前，需要对地下工作环境进行详细的调研。

调研内容包括地形特点、工作场所布局、干扰源情况等，以便更好地选择合适的通信设备和技术。

b. 设备安装根据环境调研结果，选择适应地下环境的通信设备，并进行安装和调试。

5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望

5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望摘要：智能煤矿安全是实现智能煤矿建设的关键环节。

目前，我国智慧煤矿建设存在一定的滞后性，应用范围也比较局限，主要集中在采煤、开采、运输等生产环节。

在煤矿自然灾害的监测和管理中缺乏完善，尤其是在瓦斯、水、火、屋面、落石、扬尘等方面，实时监测灾害参数缺乏精确性，无法发挥预警信息功能。

鉴于此，本文主要分析5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望。

关键词：5G技术；煤矿智能化；建设中图分类号：TU756 文献标识码：A1、引言煤矿智能化是我国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑已成为行业广泛共识，这与技术发展、政策顶层设计及全行业协同推进密不可分。

2020年2月，国家发展改革委、国家能源局等八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，指出要加快推进煤炭行业供给侧结构改革和高质量发展，这对于我国煤炭工业发展具有里程碑意义。

2020年11月，中国煤炭工业协会、中国煤炭科工集团及煤矿智能化创新联盟共同发布了《中国煤矿智能化发展报告》，系统总结了中国煤矿发展及信息化建设的基本情况，阐述了煤矿智能化基础理论及关键技术研究进展，详细介绍了智能化示范煤矿的建设实践情况，布局了煤矿智能化建设标准体系。

2020年底，国家发展改革委、国家能源局启动了首批71处国家智能化煤矿建设示范项目，全力推动智能化建设的示范培育，加速行业智能化水平提升。

2021年6月，为科学规范有序开展煤矿智能化建设，统一衡量智能化建设质量，加快建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，国家能源局发布了《煤矿智能化建设指南》，起草制定了《智能化煤矿验收办法》。

2、煤矿智能化建设的必要性2.1、煤矿智能化建设是实现数字化转型的新动能数字化转型的本质是一场新的工业革命和产业变革，由新一代信息技术驱动，实现生产、运营、管理、销售和服务等全面数字化，从而推动业务模式重构、管理模式变革、商业模式创新与核心能力提升。

信息技术的进步和相关基础设施的不断完善，有望助力煤企真正实现从煤炭“生产者”向“服务者”增值发展的转变。

工业环网技术在西山煤矿环网建设中的应用

煤矿工业环网系统

5G通信系统在煤矿安全中的应用

工业环网技术解决方案

5G通信技术推进煤矿智能化工作面改造

5g在煤矿的推广应用价值

工业以太环网在煤矿信息化中的思考

西山煤电斜沟煤矿选煤厂： 为智能化建设加码提速

矿用工业环网系统

智能化综采工作面关键技术与实践应用

煤矿井下以太环网方案

工业环网技术方案

5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望

矿用万兆工业以太环网在水泉煤业的应用

基于万兆工业环网RSTP协议的煤矿信息化应用

西山煤电(集团)马兰矿

网络平台方案(煤矿环网)

井下环网方案

5G技术在煤矿智能化建设中的应用展望

西山煤电斜沟煤矿选煤厂：为智能化建设加码提速