徐杰 李彬

摘要：平煤八矿坚持以科技为先导，以综合自动化矿井建设为导向，以工业以太网为基础，基于井上自动化系统和井下自动化系统的整合集成，通过深入数据挖掘，完成了自动化子系统的接入，有生产系统、安全监测监控系统、工业电视、煤矿生产辅助系统、经营管理系统的集成，形成涵盖图表、图像、语音为一体的综合调度指挥平台，实现对自动化系统的信息化管理。初步实现了“数据采集自动化、业务信息集成化、信息管理网络化，管理决策科学化”。煤矿实现自动化集成之后，各种信息的收集整理方式更有效，经济效益和社会效益显著。

Abstract： Pingmei No. 8 Mine adheres to be science and technology as the guide， and takes the integrated automation mine construction as the guide. Based on industrial Ethernet， and the integration of the uphole automation system and the underground automation system， through the in-depth data mining， the automation subsystem access is completed， integrating production system， safety monitoring and control system， industrial TV， coal mine production auxiliary system， operation management system， forming a comprehensive dispatching command platform covering charts， images and voices to realize the information management of the automation system. "Automatic data collection automation， business information integration， information management network， scientific management decision-making" has been initially realized. After the coal mine achieves automation integration， the collection and sorting of various information is more effective， and the economic and social benefits are significant.

關键词：煤矿;自动化;信息化;生产管理;数据挖掘

Key words： coal mining;automation;informatization;production management;data mining

中图分类号：TD672                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）09-0058-03

0  引言

煤炭开采是一个复杂的高投入行业，面临着产业结构、产品结构、经济结构、组织结构、市场结构的重大战略调整。要实现煤炭资源在全国范围内依照市场规律合理配置，并积极参与全球资源的配置。畅通的信息渠道和公共交流平台，先进的电子信息技术和信息网络将成为支持行业改革和战略调整的重要工具。面对新企业的竞争，煤矿企业需要不断在提高生产效率、降低生产成本方面进行突破。煤炭行业的特点迫切需要信息技术实现矿山的数字化、信息化建设来改进企业生产经营管理水平。

综上所述，要实现跨越式发展，建成本质安全型高产高效矿井，就必须以建设数字化矿井为导向，进行信息化建设，实现集成管理。平煤八矿信息化建设工程于2007年开始启动，目前已经初步实现“生产过程自动化、经营管理信息化，科学决策数字化”的建设目标[1]。

1  奠定自动化基础，构建工业以太网

综合自动化是矿山信息化管理的基础，而工业以太网则是综合自动化的基础。平煤八矿构建一个覆盖井上和井下的冗余的千兆工业以太网，全矿以太网可分为调度监控中心网络，地面网络和井下网络三部分，这三部分通过千兆核心以太网交换机进行双通道千兆连接，构成全矿千兆冗余骨干网。各种自动化设备、服务器通过以太网交换机接入千兆冗余骨干网[2]。各种自动化设备，服务器通过以太网交换机接入骨干网，实现全矿各类自动化设备和信息化设备的可靠连接。

2  基于综合自动化系统的信息化管理主要做法

平煤八矿以信息技术为载体，以现代管理理念为导向，在深入数据挖掘的基础上，以信息传输平台建设为核心，按照统一的技术标准，形成涵盖图表、图像、语音为一体的综合调度指挥平台，实现集安全管理、生产管理、经营管理为一体的全系统集成管理。综合自动化系统的信息化管理架构从逻辑结构上分为“两个基础，两个部分，三个层次”[3]。两个基础是指矿山统一的传输网络平台和统一的数据仓库及软件平台基础。两个部分是指矿山井上和井下两部分。针对煤矿生产的特殊性要求，井下所采用的所有设备和系统必须是具有煤安认证的产品。三个层次是指全矿综合自动化设备层，自动化系统集中控制层，管理信息系统应用层。通过对矿井各主要生产系统，以及设备情况、软硬件的设施、应用系统的厂家、现有子系统的应用情况等进行详细的摸底核实，初步规划生产信息化改造、信息传输平台、软件集成平台、数据存储平台建设为核心的信息化建设方案。综合自动化系统的信息化管理架构便于各种子系统的接入和扩展，实现矿井相关数字信息的传输和共享，为综合自动化矿井建设和信息化系统运行提供了基础和保障。

2.1 实现井上自动化系统信息化管理

平煤八矿综合自动化系统包括井上和井下，涵盖煤矿掘进、采煤、运输、通风、排水、供电、监控等多个生产环节的自动化系统。集成已有的大巷运输综合保障系统、洗煤厂集控系统、大型固定设备监控系统、提升及装卸载系统、出煤计量系统等13个子系统，新建采掘工作面、胶带机控制、电力、斜巷运输、应急广播系统等6个子系统，集成工业电视系统，实现安全监测系统、生产系统、辅助系统、工业电视等的综合自动化集成管理，最终建成以“通压排提”、主出煤系统流程、监测监控为核心的综合自动化系统的信息化管理。目前平煤八矿有8个立井井筒，压风机14台，通风机10台，主排水泵22台，各种用途矿车1390台[5]。平煤八矿井上自动化系统包括生产辅助系统及生产过程自动化系统。生产过程自动化系统包括洗煤厂系统和地面储装运系统。生产辅助系统包括通风系统、压风系统、排水系统、电力系统等辅助煤矿生产、保障生产条件的系统组成，生产辅助系统是实现安全生产的重要保证，是提升生产效率和管理效率的根本。

平煤八矿实现了井上自动化系统的集成管理。通过大型固定设备集控系统，压风系统和排水系统已经实现了无人值守，每月节省电费百余万元。通过大巷运输综合保障系统，借助人员定位无线通讯分站，实现矿车定位、计数、轨迹追踪等管理功能，为管理者提供全面服务。通过矿山供电系统，运用系统网络远程操作控制和智能程控技术，能实现煤矿供电系统和生产设备的全面自动化监控管理。通过洗煤厂系统，实现洗选工艺的多个自动化系统。通过地面储装运系统，为不同煤种加工提供了条件，提高了自动化和集约化程度。

2.2 整合井下自动化系统信息化管理

平煤八矿井下自动化系统包括瓦斯监测系统，井下人员定位系统，工业电视系统，应急广播系统，提升及装卸载系统及工作面监测系统。平煤八矿地质条件复杂，矿井属于煤与瓦斯严重突出矿井，含有六大自然灾害，井田面积42平方公里，具有战线长、采区多、井下作业人数多等特点，为实现安全生产，预防生产事故的发生，减少设备故障带来的影响，平煤八矿建成人员定位系统、安全监测系统、井下应急广播系统、工作面监测系统、胶带机控制系统、提升及装卸载集控系统为生产和管理服务[6]。

通过对工作面监测系统集成，决策指挥人员可以根据现场的各种参数和数据，快速掌握工作面的综合情况和安全指数，并以此为根据指挥生产。通过对大巷应急广播系统集成，按照全矿井覆盖要求，在全矿井巷道及运输巷沿线安装新型全双工数字式扩播电话及综合接入网关，实现各个场所的通话和打点功能。通过胶带机控制系统集成，能够及时了解胶带机，给煤机等现场设备的运行情况，根据胶带机的保护能够了解设备的运行状况。通过提升及装卸载集控系统集成，操作人员可以迅速掌握提升及装卸载设备的健康状况，以及即时出煤量，并可以根据现场情况，远程开停提升及装卸载装置。通过工业电视系统，将井下、井上的主要生产环节、重要设备及关键场合的实时图像传送到矿调度指挥中心和矿领导办公室。同时，也可以及时掌握各生产单位的生产环境、及时考核各生产单位的生产情况、采煤数量。

2.3 深入数据挖掘，实现工况图信息化管理

平煤八矿生产系统运行图采用MCGS组态软件进行界面集成，从人员定位，瓦斯数据采集等子系统中获取数据，KJ系统含煤机，皮带开停数据，由KJ数据接口、OPC数据接口和人员定位接口组成[8-10]。工况图系统主要实现对井下生产工作面的主要设备的生产状态实现实时监控，主要包括：采煤机的开停、顺槽皮带的开停、工作面瓦斯浓度以及生产工作面/工作区域的人数实时统计实施监控，确保生产管理人员第一时间了解到生产状况及安全状况[11]。

3  基于综合自动化系统的信息化管理实施效果

3.1 实现了运作形态再造

企业管理模式再造是企业再造最深层的改制，是对企业长期以来所形成的文化理念，分工思想，等级制度，规模经营，企业类型和权力核心的重新定位和思考。综合自动化的信息化管理实现了传统管理模式向自动化管理模式的转换，为企业管理提供快捷准确的信息资源，科学合理的决策分析，灵活高效的管理手段，现代全面的企业资源计划，特别是围绕矿井综合自动化的集成，将企业生产、安全、管理有机的结合到一起，实现企业整体管理水平和安全生产的跨越式发展，提高企业经济效益和竞争能力。

煤矿实现自动化集成之后，由于各种信息的收集整理方式更有效，在制定企业战略时，可以更符合自身和市场的实际情况，从而赢得先机。可以更有效的控制更重材料消耗，使其保持在一个合理的水平，从而降低生产成本[12-15]。同时，由于统一了自身内部的多个自动化系统信息的收集和整理，各个系统之间的协调运作能力也必将大大增强，一定程度上降低了管理难度，对于处理突发事件的能力也相应得到提高。综合化管理的实现，促进企业管理创新与流程再造，企业管理效率明显提高，解决了管理层人员臃肿，机构重叠，管理环节多，管理信息传递缓慢，管理效率低下的问题，使企业管理效率明显提高[16]。

3.2 社会效益成效显著

在社会效益方面，利用先进的控制技术和信息技术，在技术路线、建设标准、管理模式等方面提出了初步的规范要求，在公司具有典型的示范意义和推广价值。全矿井生产各环节的过程控制自动化，实现对重要生产环节的实时监测监控，促使管理模式的改变，由原来分散的管理模式变成集中的综合管理方式。缩短设备维修和检修的时间，提高了企业的生产效率[17-18]。在经济效益方面，通过运行在减人提效、节能降耗、提升设备开机率等方面效果明显，经济效益显著。

3.3 经济效益显著提高

在经济效益方面，通过运行在减人提效、节能降耗、提升设备开机率等方面效果明显，经济效益显著。通过自动控制和集成，生产各环节的联系得到加强，缩短原煤的中转周期，提高设备开机率[19-20]。以煤楼储装运系统为例：使用预设的输煤流程，在无人值守状态下，实现一键转换出煤流程由40分钟缩短到5分钟，从而使系统运输能力提高约11%。水泵每月僅削峰填谷一项就节约电费约20万元，每年可节约电费240万元。信息化建设后减少的人员将投入到平煤八矿二井建设中，大概1000人有余，年节约达到5307万元。

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