智慧化礦山建設實施方案-通防專業
一、智慧化儀器發放室
（一）現狀：儀器發放室主要任務為下井人員提供礦燈、自救器、瓦斯氧氣兩用儀、多功能引數儀等多種儀器的收發、記錄工作，並負責對裝置儀器進行日常維護。目前在冊8人，負責瓦斯兩用儀、多功能引數儀、光幹測定器等近四百餘臺儀器的發放工作。
（二）改造計劃：1、安裝儀器智慧化控制系統。2、安裝智慧充電櫃。3、需佩戴儀器下井人員，根據系統授權，自行取用儀器。
（三）實現目標：1、對裝置狀態檢測實現自動化，如有充電故障自動報警；2、根據儀器用電量情況進行自動充電，滿電後自動斷電；3、實現無人值守，預計減少儀器發放人員4人。
（四）資金計劃：50萬元
二、瓦斯抽放站智慧化控制
（一）現狀：瓦斯抽放站目前在用瓦斯抽放泵共計6臺，建有高負壓泵房和低負壓泵房。按照煤礦安全規程規定，需雙崗24小時值班，抽放站現在冊職工9人，已無法滿足北風井值班需要。且低負壓抽放泵使用年限已超10年，所有閥門、抽放泵啟停均為人工控制，在抽放泵切換、應急啟動時值班人員操作繁瑣，工作強度大。在2018年時，已對部分抽放站管路控制閥門進行電動控制改造，但仍不滿足現行需要。
（二）改造計劃：1、現場監控站控制系統(包括可程式設計邏輯控制器（PLC）線上監測儀表及執行器等)。2、自動化系統(包括PLC、各類儀表、現場面板、網路通訊等裝置)。3、電動閥門。
（三）實現目標：1、完成生產過程的邏輯控制及工況引數的採集和處理。2、對抽採泵、閥門等裝置的全面聯動控制，實現以下功能：泵站進水壓力低於設定值時，系統自動停泵，併發出報警訊號；根據抽放泵的工作時間，可自動輪值切換機泵；根據不同時間段可自動變換預設的出口壓力值；各種設定值均可通過面板、上位機進行修改；面板和上位機均能線上監控進出口壓力、流量、泵閥執行狀態、抽放泵的電力引數（電壓、電流、頻率）等。3、根據系統指令對閥門進行電動控制。
（四）資金計劃：200萬元
三、鑽機施工智慧識別
（一）現狀：依據《山西煤礦安全監察局關於煤礦事故風險分析平臺建設和聯網工作的通知》（晉煤監辦〔2018〕100號）檔案要求，各煤礦企業要建設煤礦事故風險分析平臺，與山西煤監局煤礦事故風險分析平臺實現無縫對接。其中包含探放水作業、瓦斯鑽場視訊監控系統，現鑽機施工視訊監控系統正在建設中。
（二）改造計劃：安裝一套煤礦瓦斯鑽場視訊監控管理系統，利用人工智慧影象識別技術識別打鑽作業時的各項引數。
（三）實現目標：1、可實時識別鑽桿使用數量、打鑽作業人數，自動計算鑽孔深度。2、通過系統的安裝，規範現場施工人員的行為，確保瓦斯鑽孔的施工質量，有利於落實防突措施和減少突出事故，杜絕工作量瞞報。3、為安全監管、事後追朔、科學決策，提供直觀、可靠的手段和證據。
（四）資金計劃：在煤礦事故風險分析平臺建設費用中已包含，無需額外投資。
四、井下工業環網改造
（一）現狀：天池公司井下工業網路，由中煤科工北京煤科院設計並於2010年建成，主要用於井下作業人員定位系統、安全監控系統（備用傳輸線路）、排程通訊系統、語音廣播系統、井下視訊監視系統等資訊資料傳輸；目前存在部分地面及井下安全生產節點未安裝工業交換機的問題。同時由於使用時間長、裝置老化，故障頻繁，導致井下通訊和資料傳輸時有中斷，嚴重影響礦井安全穩定生產。
（二）改造計劃：1、更換現有工業環網交換機，建設礦井萬兆工業以太環網。2、增加隔離防火牆，保障網間訪問安全性，滿足礦井上傳業務需求。3、增加一臺機房工業環網核心交換機，組成雙核心裝置環網結構。4、增加井下工業環網節點，滿足礦井未來發展需要。5、增加排程臺接入交換機，滿足排程臺對井下生產實時資料進行實時監控。
（三）實現目標：1、保證現有井下工業網路的正常使用，杜絕因裝置問題造成的網路中斷現象，保障礦井安全穩定生產。2、適應礦井規模擴大和未來業務的開展，增加工業環網接入節點，覆蓋礦井井下生產範圍，保障礦井各生產系統的實時資料能夠實時上傳，各部門對各生產系統資料實現實時監控。
（四）資金計劃：80萬元
五、三維通風輔助決策系統
（一）現狀：目前礦井通風能力核定，大多處於定性的評估階段，雖然《煤礦安全規程》和相關標準對全礦井通風阻力測定和日常測風工作進行了要求，但資料大多停留在紙面，缺乏對資料的深入建模分析和視覺化解譯。相關的通風網路解算工作，總體來說，還處於比較初級的水平。
（二）改造計劃：建立安裝一套符合天池公司實際的三維通風輔助決策系統。
（三）實現目標：1、藉助於現代化的資訊管理技術，以計算機作為輔助手段，來對礦井通風系統進行管理。使用計算機圖形技術建立礦井模擬三維通風網路模型，對巷道的斷面、風阻以及通風構築物等引數進行賦值，實現通風系統的數字化和三維視覺化，然後通過成熟的演算法對通風網路資料進行處理、解算，對通風過程進行動態模擬，從而為管理技術人員提供必要的資料支援，以輔助通風和生產決策。通過三維建模系統，通風技術人員可從任意角度觀察和調整通風系統，實現巷道風量分配的實時解算和分析，幫助提高礦井通風決策人員的科學決策水平。2、礦井通風系統管理與優化，通風系統薄弱環節三維視覺化展現與預警(如：風速過大、微風、汙風迴圈),通風系統調整方案制定及預先模擬模擬（如：預測巷道貫通、延伸、密閉、工作面搬遷或者風機葉片角調整後通風系統通風能力和穩定性），應急預案制定及避災線路動態分析，風機工況點分析，自然風壓分析，井下巖溫、風溫及火災條件下非穩態通風系統模擬分析，反風演習模擬與分析、通風系統經濟性分析以及以三維通風模擬為基礎的通風管理決策支援等領域，幫助礦井實現實時、動態、合理和科學的通風管理，為實現礦井通風系統實時聯網管理打下基礎。
（四）資金計劃：45萬元
六、井下無線網路改造
（一）現狀：天池公司井下無線網路，由江蘇三恆集團公司設計並於2013年建成，主要用於無線通訊系統資訊資料傳輸；目前存在由於使用時間長、裝置老化，故障頻繁，導致井下通訊和資料傳輸時有中斷，嚴重影響礦井安全穩定生產。
（二）改造計劃：1、建立綜採自動化工作面5G無線網路傳輸系統，實現工作面和運輸大巷的5G無線覆蓋。在覆蓋區域實現語音、叢集通訊、資料、實施視訊採集、實時裝置工況資料採集等業務。2、提供無線大寬頻，保證資料實時承載傳送。3、實現多業務統一接入及實時傳輸，提供多種介面功能的無線接入終端，為井下裝置提供有線轉無線的通道，保證裝置工況資料和自動化控制裝置信令的有限傳輸和無線傳輸的雙通道備份。
（三）實現目標：採用5G通訊技術來建立的資訊化、自動化煤礦井下通訊系統，全過程對煤礦開採進行監控管理，確保煤礦開採安全生產，從而提高煤礦企業的經濟效益和社會效益。實現區域通訊、排程的統一管理,為煤礦安全生產管理提供了有力保障。
（四）資金計劃：150萬元
七、智慧化風門控制系統
（一）現狀：礦用風門是重要的通風設施，目前井下大多為木製風門，且井下閉鎖為最初級的機械閉鎖。井下可人為解除機械閉鎖裝置，風門執行一直處於監管盲區。
（二）改造計劃：1、建立安裝風門智慧化遠端全自動控制裝置系統。2、更換井下智慧化控制風門
（三）實現目標：風門智慧化遠端全自動控制裝置系統涉及了電子、機械、光學、計算機、通訊等諸多新技術，實現了風門遠端視訊監測、風門自動控制裝置及語音通訊技術的有機結合，為礦井智慧化安全管理奠定了基礎，可實現以下基本功能：1、視訊實時監控功能 系統通過井下礦用風門附近安裝的高清攝像機頭，把風門實時的開閉畫面，傳輸到井上排程室，便於管理人員隨時掌據各位置風門的具體執行狀態。2、遠端自動控制開閉功能 在井上排程室可以在電腦顯示屏上檢視各風門的開閉狀態，並可以根據工作的需要開閉每道風門中的一扇(一道)或同時開閉兩扇(兩道)風門，在發生突發事故後及時的解除兩道風門之間的閉鎖設定，保障行人或礦車快速撤離危險區域提供了技術支援。3、遠端控制調節風窗的開閉角度功能 礦用調節風門是通風系統中的重要設施，通過調節百葉窗的旋轉角度或推拉風窗的壓風通徑來調節巷道里的通風量及壓風流速，確保通風環境滿足要求，杜絕瓦斯濃度超標引起的安全隱患。本系統在PC機介面可以切換到調節風門的設定模式，輸入調節風窗需要開啟的角度，系統傳輸指令到步進電動推杆等執行機構，完成風窗旋轉角度的工作，並可以根據需要隨時更換調整風窗的開閉角度。4、開門超時報警功能 當礦用風門處於開啟狀態的持續時間超過程式中設定的規定時間後，PC機出現“哪“的聲光展警，提醒排程室管理人員通過視訊直看，報訾風門現場的畫面，可以根據現場需要決定是否發岀關閉岡的指令，該功能確保了巷道通風系統長時間短路現象的發生，兩除安全隱患。5、視訊通訊功能 當井上排程室通過視訊監測到礦用風門或周圍環境出現異常時，可以開通並上、並下通訊功能，及時瞭解現場發生的情況並把指令傳達到工作。