24-神南矿区智能化矿山设计及建设-煤矿开采2017年第3期

神南矿区智能化矿山设计及建设杨丽（中煤科工集团北京华宇工程有限公司，北京100120）［摘要］从智能化矿山的现状及设计目标、设计内容和特点3个方面对神南矿区智能化矿山进行了现有情况的分析、归纳，兼顾与陕西煤化工集团有限公司数字化、信息化共享，结合神南矿业公司及下属的红柳林矿业公司、柠条塔矿业公司、张家峁矿业公司智能化矿山建设具体情况，以空间信息处理技术、物联网技术、大数据、虚拟现实技术、云计算技术为手段，实现采掘一线少人化、固定岗位无人化、安全生产可量化、矿井生产指挥控制系统智能化和可视化、生产和生产辅助系统智能化、矿井管理与经营决策智能化，最终实现安全、高效、绿色、智能化现代化矿区设计目标。

［关键词］神南矿区；智能化；安全；高效［中图分类号］TD212［文献标识码］A［文章编号］1006-6225（2017）03-0106-04Intelligence Mine Design and Construction of Shennan Mine DistrictYANG Li（CCTEG Beijing Huayu Engineering Co.，Ltd.，Beijing 100120，China ）Abstract ：Current situation of Shennan mine district intelligence mine were analyzed and induction from following three sides ，whichinclude intelligence mine present situation and design aim ，design content and characters ，with digitalization and information share of Shaanxi coal chemistry corporation Co.，Ltd.，based on specific situation of intelligence mine construction of Shennan mine corpora-tion ，Hongliulin mine company ，Ningtiaota mine company and Zhangjiamao mine company ，it taking space information processing technology ，things internet technology ，big data ，virtual reality technology ，cloud calculation technology as means ，and the following aims were realized ，which include the front-line excavation people minimization ，fixed post unmanned ，safety production quantiza-tion ，mine production command system intelligence and visualization ，production and assistant production system intelligent ，mine management and designing intelligent ，and then the last design aim safety ，high efficient ，green and intelligent were realized.Key words ：Shennan mine district ，intelligence ，safety ，high efficient［收稿日期］2016－10－26［DOI ］10.13532/11－3677/td.2017.03.031［基金项目］中国国有资本经营预算重点产业转型升级与发展资金项目（财企［2013］472号）［作者简介］杨丽（1982－），女，北京人，工程师，从事煤矿电气设计相关工作。

［引用格式］杨丽.神南矿区智能化矿山设计及建设［J ］．煤矿开采，2017，22（3）：106－109.随着国家对信息化和工业化建设深度融合的要求，物联网、大数据、云计算等技术手段日趋成熟，煤矿智能化的设计和建设具备了必要的条件。

年产量国内领先的神南矿区，其智能化设计和建设仍处于初级阶段，主要表现在智能化信息化发展没有统一规划，智能化项目管控不到位，重投入轻效益，规范标准不完善，各单位和专业化系统独成体系，个别系统形成信息“孤岛”，信息系统缺乏整合统一，难以全面实现信息共享和高效集成运作等方面。

通过本次设计和建设将神南矿区建设为本安、智能、生态型智能化矿山，打造国内领先、世界一流的现代化矿区。

此次设计和建设成功后将在陕煤集团乃至全国推广应用［1－9］。

1智能化矿山建设现状及设计目标1.1智能化矿山现状煤炭行业的智能化矿山建设可以归纳为：设备单机自动化、系统综合自动化、矿山数字化和矿山智能化4个阶段。

第一阶段主要是以传感器和执行结构组成，可实现单机通过预先设定的程序自动运行，以及远程数据监测等特点；第二阶段是以高速网络为基础，综合系统化地集成了部分子系统，实现了数据的初级处理和应用，通过综合一体化的平台进行综合的展示等特点；第三阶段是以矿山三维建模为基础，实现了管理上的信息化、矿井三维仿真模拟、局部岗位无人值守、部分系统的联动运行等特点；第四阶段主要以大数据、云计算等技术手段实现了系统的闭环运行、固定岗位无人值守、一线岗位少人值守、远程诊断维护、智能决策分析、系统预测预判等特点，目前国内外正处于第四阶段的初期［10］。

1.2主要设计目标神南矿区智能化矿山设计定位于建设国内一流智能化煤炭开采企业。

实现采掘一线少人化、固定601第22卷第3期（总第136期）2017年6月煤矿开采COAL MINING TECHNOLOGYVol.22No.3（Series No.136）June2017中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t岗位无人化、安全生产可量化、矿井生产指挥控制系统的可视化和智能化、生产和生产辅助系统的智能化、矿井三维可视化、矿井管理与经营决策智能化，将神南矿区建设为安全、高效、绿色、数字化煤矿，主要设计目标效果结构图如图1所示。

图1智能化矿山设计目标效果结构2智能化矿山设计内容2.1智能化矿山架构设计神南矿区智能化矿山设计时充分体现系统的实用性、可靠性、先进性、长远性、可扩展性，满足及时、有效获得监测、控制等管理信息需要，同时还需考虑矿井近、远期发展，产品的技术更新与升级换代，售后服务、传输接口等多方面因素，以空间信息处理技术、物联网技术、云计算技术、大数据、虚拟现实技术等为手段对神南矿区的智能化矿山架构进行了设计［11］，架构设计如图2所示。

图2智能化矿山架构设计2.2智能化矿山标准化设计智能化矿山系统标准化设计将神南矿区的神南矿业公司及下属的红柳林矿业公司、柠条塔矿业公司、张家峁矿业公司的应用架构、数据架构和安全架构等进行统一应用架构设计，将子系统建设目标和功能等建设内容进行标准化设计，将业务标准、技术标准和分类指导标准进行规范标准化设计，统一规划、关键技术研究、系统研发、矿井建设和全面推广应用等进行统一化标准化设计。

设备标准化设计将神南矿区的神南矿业公司下属的红柳林矿业公司、柠条塔矿业公司、张家峁矿业公司分别进行了一平台、两系统、多子系统、软件、硬件、显示、功能等一系列的统一化、标准化的设计。

将整个矿区各矿各系统各软件和硬件设备实现互通、互换和互用。

设备接口和网络通信标准化设计设备接口标准化设计进行了设备硬件的标准化设计，例如：压力传感器类出线接口全部采用快插头四芯线缆U 型销锁紧的固定方式、压力传感器与压力源连接全部采用DN10接口的型式等系列化的设备接口标准化设计。

网络通信标准化设计进行了通信网络、通信距离和通信协议标准化的设计，例如：0 50m 通信采用无线通信方式，50 300m 采用总线的通信方式，300m 以上交换机进环网的通信方式。

接口、设备、通信等标准化后进行了通信协议的标准化的初步设计。

此次对全矿井进行了多项目的标准化设计，例如：对线色的标准化设计中设计了通信线用蓝色，127V 用黑色，1140V 用黄色，3300V 用红色等针对性的标准化设计。

2.3生产智能监控系统设计神南矿区综合生产智能化监控系统设计对生产全过程进行数字化智能化监测和控制，通过优化、固化业务流程，实现信息采集全覆盖、数据资源全共享、统计分析全智能，业务管理全透明、人机状态全监控、生产过程全记录。

本次设计将神南矿区的综采工作面、掘进工作面、主运输系统、辅助运输系统、热力交换系统、洗煤厂、装车系统、供配电系统、排水系统、供水系统、消防洒水系统、通风系统、压风系统及其他系统和设备全数据的监测和控制，各系统实现智能化自主运行为主人员干预及控制为辅的运行状态。

本次设计将神南矿区的安全监测系统、无人值守灯房、工业电视系统、污水处理系统、调度通信系统、火灾监测系统、人员与车辆定位系统、水文地质监测系统、矿压监测系统及其他系统设计为只监测不控制，对这些系统的数据进行分析和处理，实现了所有监测系统数据的智能分析和利用。

本次设计的生产智能化监控系统包含矿井整个701杨丽：神南矿区智能化矿山设计及建设2017年第3期中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t的生产环节，综采智能化设计为综采工作面无人跟机作业、有人安全值守的生产模式，综掘智能化设计为掘进工作面掘进、支护、运输、通风除尘、供电供水、辅助运输等全部智能化，运输系统智能化设计为智能一键启停、智能重载启动、智能逆煤流启动、智能顺煤流停车。

供电系统智能化设计为变电所无人值守有人巡视智能运行，通风系统智能化设计，洗选系统智能化设计等所有的环节，为智能化矿区设计提供了坚实的保障［12］。

2.4生产智能管理系统设计神南矿区的神南矿业公司、红柳林矿业公司、柠条塔矿业公司、张家峁矿业公司设计统一生产管理系统，实现生产管理、调度管理、机电管理、一通三防管理、综合分析、安全管理、设计管理、煤质管理、环保管理、应急管理等智能化一体化管理和应用设计。

智能化一体化生产管理系统从生产的决策、计划、准备、实施、监控、分析进行标准化管理系统的设计，在资源获取中的探矿权、评价、预可研、可研；在矿井设计中的基建设计、生产专项设计；在规划中的规划、计划；在矿井建设中的基建施工、竣工验收、移交投产；在机电管理中的机电设备、机电设施、机电数字化系统、仪器仪表、材料备件、能耗；在生产管理中的生产准备、开采、地质测量、防治水、资源储量；在一通三防管理中的通风、瓦斯防治、防灭火、防尘；在安全管理中的本安管理、应急管理、事故处理、灾害防治；在调度管理中的作业计划、调度指挥、实施监控与预警、安全监控、应急管理；在环保管理中的建设项目环保、生产运营环保、环保专项、环保风险；在煤质管理中的煤层、原煤、商品煤、外购煤；在洗煤选煤装煤中的筛分破碎、脱水与干燥、煤泥水处理、噪声与粉尘防治、存储与卸载、装车、运输；在煤炭销售中的客户、销售、营销、渠道、服务、产品等进行系列的标准化设计和建设。