文/李文平

（作者系中煤平朔集团有限公司井工一矿党委书记）

中煤平朔集团有限公司井工一矿是我国露井联采技术应用到实际的首座大型现代化矿井，自2005 年投产以来， 坚持 “先行先试、敢闯敢试”，持之以恒致力于自动化、 信息化方面的探索与实践，经过多年的建设，顺利实现了对生产全过程的自动化监控，并依托覆盖全矿的有线、无线网络实现了数据的统一上传、集中处理，使得各级管理人员可以迅速而全面地获取各类生产过程信息，并依靠信息化平台及时发出各种指令、远程操作各类设备，极大地提高了矿井的安全保障能力和现代化水平。

一、信息的高速传输通道

物联网的重要基础和核心是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。由于在物联网上传递的信息数据量大、 实时性要求高， 所以需要强大的互联网络做支撑，以保障数据的正确性和及时性。

中煤平朔集团井工一矿现有千兆工业以太环网，采用徐州中矿大华洋公司的KJJ112 系统， 内部使用德国赫斯曼的高端交换机，主干网络采用千兆光缆，地面主干网组成一个环形网络。井下主干网组成一个环形网络，分散的地点采用节点交换机以支线的方式接入，覆盖了井下所有的变电所、 水泵房、主运机头、工作面顺槽等地。 地面监控中心的服务器和核心交换机实现了双机热备冗余，并通过硬件千兆防火墙接入公司局域网，形成了整个信息化的高速公路，且运行高效、可靠、安全，故障率低。

在千兆骨干网络基础上建设了无线网络，采用Z-NET 系统，实现了千兆工业环网无线延伸覆盖、wifi 手机通信等。无线网络信号强，达54Mbps， 支持无线上网和无线通讯功能， 单台分站同时支持12路以上话音，可连接多种应用终端（广播、视频、数据），实现了多位一体规划和应用。

有线网络与无线网络的紧密结合， 为物联网络建立了一座高速、平稳、流畅的信息传输通道，确保了自动化生产信息、 环境安全、人员等信息的及时上传以及上层指令的快速下达和执行。

二、人员、设备及环境的实时监测

人员定位系统采用深圳哲扬的Z-NET 系统， 含ZigBee 人员定位和无线通讯功能。 系统采用250Kbps 速率ZigBee 无线射频识别定位技术、GIS 技术、无线组网、以太网等技术， 结合数据库技术、图形处理技术，实现对井下人员虹膜考勤管理和与定位数据库实时联动的人卡唯一性检测通过管理、实时跟踪区域定位、区域定位加精确定位（20 米）、安全警示、突发情况报警、应急快速搜寻等功能于一体，为用户提供丰富的数据、图表、打印信息，让用户迅速了解井下人员的当前位置分布情况、 行走路径，提高对井下人员的监测，增强发生事故时井下人员的快速反应能力，以改善煤矿的安全生产管理。

管理人员平时可利用系统进行日常的人员考勤管理，督促相关工作人员及时到位，避免职工的敷衍渎职，尽量减少事故中的人为因素；另一方面，在发生安全事故时，工人可通过标识卡报警按钮及时将事故报警信息发送至地面，并为事故调查提供重要的依据，取得第一手资料。 事故发生后，地面管理人员也可通过声光报警将紧急撤离信息及时通知到每位井下工人，与此同时，地面事故抢险人员可以及时掌握人员的动态分布及人员姓名、位置、数量，可以第一时间找到被困人员的位置，为事故抢险提供重要依据和导向。

当前自动化智能生产设备已基本覆盖了全矿生产的各个环节：运输、综采、掘进、通风、排水、压风、供水、供电等，先进的自动化智能设备本身的固有特性，在很大程度上保证了生产的高效性和安全性，而且通过工业以太环网，井上工作人员可24 小时持续不断地采集现场设备的开停状态、实时运行参数、实时生产数据和运行时环境数据等， 并通过计算机的汇总、统计和分析给出相应的提示信息和参考意见，以便对生产设备进行及时必要的调整、维护、更新管理等，不但确保了设备可以始终在安全、稳定、高效的状态下运行，保证安全和生产，而且延长了设备的使用年限，减少了生产成本。

通过对井下环境的实时监测，可以确保井下人员的生命财产安全。 一旦监测的数据发生异常，系统将发出警报并给出合理化意见或最佳解决方案，提示相关人员优先处理，大幅减少井下事故、灾难的发生。通过先进的计算机软件及硬件设备充分统计分析矿井水文、顶板压力、安全监控、束管监测系统等的实时及历史数据， 推演出井下环境的变化趋势和变化幅度，及早解决潜在问题和危险。

三、三维可视化矿山

系统利用矿井实际数据，采用虚拟现实技术和实体建模技术，构建三维可视化应用，并能够通过与其他系统的接口 （如瓦斯监测系统、视频监控、人员定位系统等），显示环境监测及设备运行的实时数据，浏览、查询井下设备的各种参数和实时状态信息，从而达到无需下井亦可掌握矿井最新生产信息的目的。主要包括工业广场三维可视化、巷道三维可视化、煤层三维可视化、三维井上下对照、基于三维巷道井下监测信息、井巷工程进度可视化、基于三维巷道井下设备三维可视化与管理、 三维漫游、三维剖切、 三维线路展示以及与MES 系统对接等功能。

四、远程无人集控

在主要生产过程实现全面监控基础之上，通过计算机对生产设备的实时监控和数据分析对比，可以集中管理、远程控制现场设备的运行状态和运行参数。这样可以使井上的监控中心根据各种参数指标直接控制井下设备进行设备的报警、断电等处理,从而有针对性地调节设备，以适应湿度、温度、风压、瓦斯等环境因素，不仅实现了固定大型设备如皮带机、 压风机、主通风机、排水泵等的远程集中控制，还实现了采掘工作面主要设备的远程集中控制。

五、信息集中处理平台

井工一矿建设有MES 系统，集应用计算机技术、 网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿生产工艺技术于一身，实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成。通过应用软件， 实现经营管理科学化，生产计划、生产安全调度、生产过程控制最优化。

通过数据的实时采集、同步上传和集中处理，MES 系统能对各种监测参数进行历史存储、对比分析等, 以直观易懂的方式将生产信息、安全信息等呈现出来，方便管理和规划。平台根据现有的生产工艺流程和特点，从大量的信息中筛选出影响生产安全的关键因素，通过与历史数据的对比和分析，优化生产及工艺流程，并提供人性化的信息查询及管理方式。

信息处理平台实现了井下各种设备信息的自动实时录入，准确记录每个设备工作的环节，减少事故的发生。不仅可以将井下各种设备的工作状态等反馈给井上的监控中心,以便能更好地控制设备的运行,还可以及时地和远程的厂家联系，对产品进行跟踪、检修、排除故障等。

作为全国矿山物联网建设发展较快的企业之一，中煤平朔集团井工一矿始终瞄准国内一流，向世界看齐，高起点定位、大手笔运作，致力于成为全国矿山物联网建设的典范，通过不懈的努力，正一步步向 “世界一流智能安保型矿井”的发展目标迈进。