礦山數(shù)字化調(diào)研報(bào)告

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1、礦山數(shù)字化調(diào)研報(bào)告礦山數(shù)字化是建立在數(shù)字化、信息化、虛擬化和集成化基礎(chǔ)上的，有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的管控一體化系統(tǒng)。它綜合生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、環(huán)境、資源、安全與效益等各種因素，使企業(yè)在實(shí)施綠色采礦的條件下實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)優(yōu)化，以增強(qiáng)礦山企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力和適應(yīng)能力。數(shù)字礦山的是最終目標(biāo)是礦山的綜合自動(dòng)化。我國(guó)的煤炭工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，但與國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)煤炭企業(yè)普遍存在兩個(gè)方面的不足；一是煤礦總體裝備技術(shù)水平，尤其是系統(tǒng)的整體有效性、信息化水平不高；二是煤礦生產(chǎn)事故多，造成國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命的嚴(yán)重?fù)p失。其根本原因是對(duì)礦井作業(yè)過程和環(huán)境

2、狀況缺乏一套系統(tǒng)、科學(xué)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、分析以及實(shí)時(shí)有效的控制技術(shù)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是信息化時(shí)代的到來，為煤炭工業(yè)這一傳統(tǒng)工業(yè)的改造指定了方向。煤礦井下各種監(jiān)測(cè)，監(jiān)控系統(tǒng)繁多，目前國(guó)內(nèi)這些監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)仍處于相互獨(dú)立的狀態(tài)。各種系統(tǒng)字成體系，信息不能互通，造成通信線路重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè)，系統(tǒng)維護(hù)量增大,整體可靠性差.許多企業(yè)僅僅通過安全生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將各種子系統(tǒng)連接起來,仍不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源管理和信息的共享。這種網(wǎng)絡(luò)的通訊方式為分時(shí)通訊，數(shù)據(jù)分時(shí)采集，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性是要求。而且現(xiàn)有的礦級(jí)網(wǎng)絡(luò)大多僅支持辦公自動(dòng)化，其實(shí)時(shí)性、可靠性和抗惡劣

3、環(huán)境的能力還不能滿足煤礦安全，生產(chǎn)、調(diào)度系統(tǒng)的需要。此外，信息不能綜合利用，難以從系統(tǒng)工程的整體角度來對(duì)礦山進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)化調(diào)度管理。開發(fā)數(shù)字化礦山關(guān)鍵技術(shù)，通過與科研院校的聯(lián)合，在對(duì)煤炭生產(chǎn)過程、作業(yè)環(huán)境、事故預(yù)測(cè)、安全控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的重點(diǎn)研究，解決關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，全面運(yùn)用電子信息技術(shù)，形成高效的自動(dòng)化安全生產(chǎn)技術(shù)，構(gòu)建一座真正意義上的數(shù)字化煤礦，可實(shí)現(xiàn)改造傳統(tǒng)工業(yè)，提升企業(yè)生產(chǎn)裝備的綜合自動(dòng)化水平的目的，使其生產(chǎn)流程和安全性控制程序化，集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、大大提高生產(chǎn)、安全裝備的綜合自動(dòng)化水平，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的可用性,確保生產(chǎn)安全和

4、高產(chǎn)效。數(shù)字礦山的總體構(gòu)架。2國(guó)內(nèi)外概況2.1國(guó)外相關(guān)學(xué)派與技術(shù)發(fā)展的概況“數(shù)字礦山”是一個(gè)實(shí)時(shí)管理礦區(qū)全部信息資源人力資源、生產(chǎn)要素和生產(chǎn)活動(dòng)、銷售活動(dòng)的信息處理系統(tǒng)，完全意義上的國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品還未見報(bào)道，但已有許多相關(guān)的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)商品化軟件。在通用地理信息系統(tǒng)方面有代表性的有：每個(gè)環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）的ARC/Info。美國(guó)Mapinfo公司的MapinfoGIS，澳大利亞GENASYS公司的GENAMAP。美國(guó)INTERGRAPH公司的MGE。在地質(zhì)、水文，礦山等專門地質(zhì)信息系統(tǒng)方面有代表性的有加APOLLO公司的TITSNGI

5、S，MICROLYNX地學(xué)三維模型分析軟件。德國(guó)FEFLOW公司的FEFLOW地下水模擬軟件等。2.2國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)現(xiàn)狀對(duì)于煤炭行業(yè)，“數(shù)字礦山”或“數(shù)字礦區(qū)”是煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)“企業(yè)信息化工程”的主體工程。鑒于“數(shù)字礦山”核心技術(shù)復(fù)雜、投入大、開發(fā)周期長(zhǎng)，而國(guó)際國(guó)內(nèi)在這方面起步時(shí)間都不長(zhǎng)，所以雖然有些煤炭企業(yè)正在或準(zhǔn)備開展該項(xiàng)工作，但均不是完全意義上的“數(shù)字礦山”。山東礦山集團(tuán)公司與2001年開展了“數(shù)字礦”的立項(xiàng)和建設(shè)，但目前僅僅局限在“地測(cè)空間信息平臺(tái)構(gòu)建與開發(fā)”，離真正的數(shù)字礦山尚有很大距離。徐州礦務(wù)集團(tuán)公司亦開展了“數(shù)字煤礦”的建設(shè)，

6、先以張雙樓煤礦作為試點(diǎn)，但無論在廣度（全面的煤礦數(shù)字化）的深度（以數(shù)字化作為煤礦生產(chǎn)的核心技術(shù)）上都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。3、總體實(shí)施方案研究3.1技術(shù)特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝煤礦高效自動(dòng)化安全生產(chǎn)技術(shù)——數(shù)字化礦山關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，核心是礦山高效自動(dòng)化安全生產(chǎn)技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)主要包括：（1）基于三維GIS的礦井綜合信息管理平臺(tái)的開發(fā)；（2）貫穿礦井生產(chǎn)安全過程的綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)；（3）以數(shù)值模擬，實(shí)時(shí)響應(yīng)及控制為核心的智能化坎井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵的工藝是建立一套集井下各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（生產(chǎn)、安全）的有效采集、準(zhǔn)確傳輸、科學(xué)分析、智能化頂測(cè)、及時(shí)控制和

7、反饋的礦井自動(dòng)化綜合安全生產(chǎn)技術(shù)，形成統(tǒng)一平臺(tái)，其中包含寬帶數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，語音通訊平臺(tái)，寬帶視頻傳輸平臺(tái)，構(gòu)建統(tǒng)一的支持各類應(yīng)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是三網(wǎng)融合。建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)。逐步構(gòu)建企業(yè)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。以統(tǒng)一系統(tǒng)支撐平臺(tái)，建立以門戶技術(shù)為核心的應(yīng)用系統(tǒng)支撐平臺(tái)。使用門戶技術(shù)能夠和信息系統(tǒng)有效完整集成，具有個(gè)性化的定制能力、支持多種開發(fā)環(huán)境并在管理和維護(hù)方面簡(jiǎn)單。通過統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái)，建立以應(yīng)用服務(wù)器技術(shù)為核心的三層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。3.2.1實(shí)施的具體內(nèi)容（1）基于三維GIS的礦井綜合信息管理平

8、臺(tái)。首先應(yīng)用三維GIS技術(shù)建立礦井綜合信息管理平臺(tái)，開發(fā)出一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維可視化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)礦井空間位置、作業(yè)環(huán)境、生產(chǎn)過程與行為、設(shè)備工況、安全狀況