麦垛山煤矿综合信息化总体设计.doc

《麦垛山煤矿综合信息化总体设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《麦垛山煤矿综合信息化总体设计.doc（122页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流麦垛山煤矿综合信息化总体设计.精品文档.神华宁煤集团麦垛山煤矿综合信息化总体设计方案（初稿）上海宝信软件股份有限公司2009年4月目 录1设计概述72矿井概况及设计依据72.1井田位置82.2井田范围82.3矿井生产能力设计92.4主要可采煤层112.5生产能力及服务年限112.6井口及工业场地位置112.7主井工业场地112.8主要工艺布置142.8.1井筒技术参数142.8.2井下开拓布置及运输方式152.8.3主要工艺设备选型及参数表152.8.4达到设计生产能力时的采区数目、位置及工作面生产能力182.8.5生产及辅助生产设施192.

2、9主要技术经济指标202.9.1设计生产能力202.9.2井巷工程量202.9.3工业建筑202.9.4行政公共建筑202.9.5矿井总在籍人数202.9.6矿井全员效率203总体设计213.1设计原则213.1.1麦垛山煤矿系统方案规划范围与时效性的考虑213.1.2系统设计遵循的设计原则213.1.2.1高可靠性213.1.2.2高互联性223.1.2.3高覆盖性233.1.2.4高可视性233.2建设目标243.3总体架构243.4关键支撑技术263.4.1管理信息系统支撑技术263.4.2全集成自动化支撑技术273.4.2.1OPC技术在麦垛山矿生产自动化控制子系统中的统一作用273.

3、4.2.2现场总线技术283.4.2.3集成化的通讯平台293.4.2.4集成化的数据管理293.4.2.5集成化的编程组态293.4.3管控一体化集成技术293.4.4GIS地理信息系统、三维可视化及虚拟现实技术323.5技术指标及标准333.5.1生产自动化系统技术标准333.5.2安全生产一体化监控指挥系统技术标准343.5.3井下移动通讯系统技术标准343.5.4调度通讯系统技术标准353.5.5安全检测监控系统技术指标353.5.6机房设计标准及环境条件指标363.5.7大屏幕显示系统主要技术指标373.5.8网络安全规划标准374矿井网络系统394.1麦垛山煤矿工业网络系统设计39

4、4.1.1设计目标394.1.2网络技术选择394.1.2.1网路技术的比较394.1.2.2网络冗余方式选型414.1.3系统架构424.1.4系统设计444.1.4.1工业以太网产品选型444.1.4.2工业以太网路由设计454.1.4.3工业核心交换机484.1.4.4工业节点交换机494.1.4.5子系统接入光纤环网接口和通信协议534.1.4.6工业网络系统网络管理544.1.4.7工业网络系统供电设计544.1.4.8工业网络产品配置清单564.2麦垛山煤矿管理网络系统设计574.2.1设计目标574.2.2系统架构574.2.3系统设计584.2.3.1综合布线系统设计584.2

5、.3.2管理网络系统设计605矿井生产自动化系统685.1矿井生产设施与设备685.1.1井下主要硐室685.1.2矿井运输系统695.1.2.1原煤运输系统695.1.2.2掘进煤运输系统695.1.2.3运输系统流程图715.1.2.4井下巷道图735.1.3供电系统755.2矿井生产自动化系统设计方案765.2.1生产综合自动化系统子系统划分及接口要求765.2.2生产自动化子系统控制设备基本构成805.2.3生产机电成套设备单体子系统815.2.3.1胶带运输机远距离监控的生产子系统815.2.3.2供配电子系统835.2.3.3风机监控子系统855.2.3.4井下排水泵监控系统865

6、.3井上/井上生产自动化子系统无人值守设计方案885.3.1胶带机运输系统现场无人值守技术条件分析885.3.1.1主斜井胶带机运输系统885.3.1.2采区2煤大巷胶带机运输系统（投产时和达产时）895.3.1.312采区下山胶带机运输系统（达产时）905.3.1.411采区和12采区胶带机运输系统建议采用三种操作方式：905.3.2综合自动化子系统接入方案905.3.2.1综采工作面监控系统905.3.2.2掘进工作面监控系统945.3.2.3运输胶带监控系统955.3.2.4井下主排水监控系统985.3.2.5无人值守变电所1005.3.2.6主通风机监控系统1015.3.2.7副井提升

7、系统1035.3.2.8日用消防系统1045.3.2.9生活污水处理系统1055.3.2.10井下水处理系统1065.3.2.11 锅炉房系统1075.3.2.12束管监测系统1085.3.2.13制氮系统1085.3.2.14井下无轨胶轮车信号系统1095.3.2.15信集闭系统1116生产一体化监控系统1126.1建设总体目标1126.1.1提高生产设备的自动化水平，满足生产需要1126.1.2实现无人化、少人化的矿井自动化生产能力1126.1.3实现管理实时化与生产自动化的结合1126.2主要自动化子系统建设目标1136.3系统架构1146.3.1一体化监控指挥系统架构1146.3.2调

8、度中心计算机系统硬件配置要求：1166.4设计方案1166.4.1一体化监控指挥系统平台基本功能1166.4.2一体化监控指挥系统集成功能1217安全生产执行管理信息系统（张梅、陈长春）1227.1设计目标1227.2系统架构1227.3设计方案1247.3.1生产作业计划管理1247.3.2生产调度信息管理1247.3.3生产技术管理1247.3.4现场安全管理1257.3.5设备运行管理1257.3.6材料使用管理1267.3.7业务统计分析1268生产技术设计管理系统1278.1设计目标1278.2系统架构1278.3设计方案1289安全监测监控系统1319.1设计目标1319.2系统架

9、构1329.3设计方案13310生产调度指挥中心13510.1设计目标13510.2系统架构13510.3系统设计13710.3.1综合自动化系统计算机平台13710.3.1.1系统构成13710.3.1.2数据采集服务器配置方案13810.3.1.3实时、历史数据库服务器13810.3.1.4生产过程管理平台服务器13810.3.1.5 WEB服务器13810.3.1.6网管服务器配置方案13910.3.1.7工作站配置方案13910.3.1.8生产综合自动化系统结构图14010.3.2管理信息系统计算机平台14110.3.2.1系统构成14110.3.2.2数据库服务器14110.3.2.

10、3应用服务器14110.3.2.4网络管理防病毒服务器14110.3.2.5电子邮件服务器14110.3.2.6企业网站服务器14110.3.2.7管理信息系统拓扑图14210.3.3服务器平台设备选型14310.3.4存储备份系统14610.3.4.1阵列RAID 级别选型分析14610.3.4.2存储系统设计14710.3.4.3光纤交换机系统设计14710.3.4.4备份系统设计14710.3.4.5存储备份系统拓扑设计14910.4供电系统设计方案14910.4.1配电设计14910.4.1.1供配电系统概述14910.4.1.2供配电柜技术要求14910.4.2UPS电源系统设计15

11、010.4.3防雷、安全接地系统15010.4.3.1概述15010.4.3.2防雷系统设计15110.4.3.3接地系统设计15110.5机房装修方案15210.5.1概述15210.5.2工程施工范围15210.5.3环境条件及相关指标15210.5.4机房装修方案15210.5.4.1装饰设计15210.5.4.2机房照明15310.5.4.3空调新风系统15310.5.4.4火灾报警及灭火系统15311生产调度通信系统15511.1设计目标15511.2系统架构15611.3设计方案15711.3.1系统特点15711.3.1.1 强大的处理能力15711.3.1.2 丰富的接口157

12、11.3.1.3 综合业务交换、处理15711.3.1.4 高可靠性设计15711.3.1.5 模块化结构15811.3.1.6 丹麦键调度操作台15811.3.1.7 强大的会议功能15811.3.1.8 数字录音、录时功能（由用户根据需要选配）15811.3.1.9 井上井下防爆安全一体化15911.3.1.10灵活的组网方式15911.3.2调度功能16011.3.3分机功能16011.3.4主要技术指标16112井下移动通信系统16312.1设计目标16412.2系统架构16412.3设计方案16512.3.1设计参数16512.3.2业务设计16612.3.3网管设计16812.3.

13、4网络扩容说明16913工业电视系统17113.1设计目标17113.2系统架构17113.3设计方案17213.3.1前端监控设备17313.3.2视频监控中心17513.3.2.1硬盘录像机17513.3.2.2控制键盘17713.3.2.3光端机17813.3.3防雷措施17914大屏显示系统18014.1设计目标18014.2系统架构18014.3设计方案18114.3.1系统组成18114.3.2系统特点18514.3.3系统硬件设备特性及技术规格18715人员定位系统20015.1设计目标20015.2系统架构20015.3设计方案20115.3.1系统组成设备及工作原理20115

14、.3.1.1传感设备电子识别卡和读卡器20115.3.1.2数据传输设备20315.3.1.3监测站设备20415.3.2主要功能20515.3.3系统特点20516效益分析20716.1信息技术应用效应20716.2信息系统具体应用效益评价20716.2.1管理效益评价20716.2.2经济效益评价指标20916.3信息系统的价值2091 设计概述设计说明：该设计方案源于神华宁夏煤业集团麦垛山煤矿综合信息化专篇设计合同1、总体设计主要包括以下内容：矿井综合信息化总体框架设计，使之满足将麦垛山煤矿建设成为神华宁煤集团乃至国内新型数字化矿井的典范；网络基础平台设计(自动化为高可靠工业以太环网，管

15、理信息网为局域网)；矿井一体化监控指挥平台设计，为矿井无人化、少人化提供信息集成平台；提供矿井综合信息化建设所需的语音通信、工业电视、大屏幕显示等辅助系统的设计；提供各生产及辅助子系统建设所需与一体化监控指挥平台的接口标准。矿井安全生产管理信息化设计。2、设计要求：根据麦垛山煤矿的发展战略和建设目标，结合国内外同行业信息化建设的先进经验，制定麦垛山煤矿综合信息化建设的指导原则和总体架构、网络及软硬件平台及各分子系统的主要功能设计，并提供信息化建设的分步实施计划，提出总体建设方案、建设概算并进行项目建设的风险分析。设计符合神华集团公司所属井工煤矿安全生产信息系统技术标准。3、设计依据本设计方案依

16、据麦垛山煤矿所提供的麦垛山煤矿初步设计、神华宁夏煤业集团麦垛山煤矿综合信息化专篇设计合同、现场调研结果等相关文档而制定。2 矿井概况及设计依据2.1 井田位置麦垛山井田位于宁夏回族自治区中东部地区，行政区划隶属灵武市宁东镇和马家滩镇管辖。距银川市约70Km，在灵武市以东约55km处。麦垛山矿井是宁东能源化工基地开发建设的主要供煤矿井。麦垛山矿井是宁东能源化工基地规划的大型矿井之一，其产品用户主要为宁东能源化工基地内的坑口电厂，煤基二甲醚和煤炭间接液化项目。2.2 井田范围麦垛山井田北以杨家窖正断层（麦垛山断层）为界，南以第32勘探线（地震M12线）为界；西以于家梁逆断层为界，东以红柳井田西部边

17、界（重合）为界，整个井田呈北西南北向条带状展布，南北长约14km，东西宽约4.5km，面积约65km2。图2-21第一方案井田采区划分（大采区划分）图2-22第二方案井田采区划分（小采区划分）图2-23第一方案井田采断面图2.3 矿井生产能力设计No生产能力设计说明1矿井工作制度矿井设计年工作日为330d。每天净提升时间为16h。采用“四、六”作业制，每天三班作业，一班准备。2市场需求麦垛山井田煤炭为低低中灰、低低中硫、特低低磷和较高发热量煤，是良好的动力、气化、间接液化和煤化工用煤，用途十分广泛，尤其是有害成分含量低，更适合于大城市用煤的环保要求，市场条件良好。3煤炭储量麦垛山井田煤炭储量大

18、，井田内计算储量的可采煤层达20层，资源/储量达1979.27Mt，扣除各种难以回采块段、煤柱损失和开采损失以后，可采储量为1138.86Mt；按照8.00Mt/a计算，服务年限为102年。4开采技术条件麦垛山矿井储量丰富，但开采煤层数量达20层之多，且煤层厚度及倾角变化均较大。井田内除2号、6号、18号煤层厚度局部厚度较大外，其它开采煤层厚度均较小，大部分为局部或大部可采煤层。煤层厚度、倾角的变化以及压茬影响对工作面布置均产生不利影响。煤层厚度主要影响单位时间内采煤机的割煤能力。煤层倾角主要影响采煤机的割煤速度及工作面液压支架的稳定性，影响设备性能的充分发挥。5开拓计划为使井田内薄煤层与厚煤

19、层合理搭配开采，井下至少应布置23个薄到中厚煤层工作面（要求推进速度快，生产能力大）才能合理配采。结合矿井20年内开采计划，井下工作面个数确定为3个，其中2个工作面为薄及中厚煤层工作面，1个为大采高工作面。薄煤层工作面产量为1.50-2.00Mt/a，中厚煤层工作面产量为2.00-2.50Mt/a，大采高工作面产量为4.00-5.00Mt/a，以保证矿井8.00Mt/a的生产规模。6开采顺序根据矿井设计生产能力及煤组接替顺序，煤层间的开采顺序为由近至远，由上到下。设计采区开采顺序为11采区、12采区、13采区、14采区、15采区、16采区、21采区、22采区、23采区、24采区、25采区、26

20、采区。矿井投产时，首采区11采区开采1煤和2煤。表2-31矿井生产能力设计一览表2-32第一方案开采计划表2.4 主要可采煤层本井田可采及局部可采煤层共20层，自上而下编号为：1、2、3-1、3-2、3下、4-1、4-2、4-3、6、7、8、9、10、12、16、17、18-1、18-2及18、18下煤，其中2、3-2、4-3、6、10、18为主要可采煤层。2.5 生产能力及服务年限矿井生产规模8.00Mt/a，服务年限为102a，见表2-31第一方案开采计划表。2.6 井口及工业场地位置设计确定矿井主副井分场地布置，主井井口位于20勘探线井田东边界附近、磁马公路以东处，副井场地位于井田南部F

21、10断层以西于家梁周家沟背斜2005钻孔附近。2.7 主井工业场地No面积主要设施配置备注1围墙内占地面积0.96hm2主要有主井驱动机房、热风炉房和配电室。图2-71主井井口工业场地平面图No面积主要设施配置备注1围墙内占地面积36.60hm2布置分为两个区，即：辅助生产区、行政生活福利区及配套的公共设施。图2-72副井及风井井口及工业场地平面图2.8 主要工艺布置2.8.1 井筒技术参数No井筒名称主要工艺参数功能备注1主斜井断面净宽5400mm，净断面20.4m2，倾角20o，斜长1667m（包括平段），装备带宽1600mm的钢绳芯胶带输送机矿井煤炭运输任务，兼进风任务。井筒内安装架空乘

22、人器，用于零散人员上下井和胶带输送机检修；井筒敷设动力电缆、消防洒水管及弱电电缆。投产时建成2副立井净直径9400mm，深度548m（不含水窝）装备一套提升设备，担负矿井提升人员、矸石、材料及设备等任务，井筒内安装梯子间，用于检修及安全出口。投产时建成3回风立井净直径6.5m，净断面积33.2m2主要担负井下回风任务。投产时建成4二分区进风立井净直径7.0m，净断面积38.5m2主要担负后期井下进风、掘进矸石提升任务，兼安全出口。井筒内布置黄泥灌浆管道和井下制冷管道。达产时建成5二分区回风立井净直径7.0m，净断面积38.5m2二分区回风立井断面及支护方式同回风立井。主要担负后期井下回风任务。

23、达产时建成2.8.2 井下开拓布置及运输方式井下开拓大巷运输井下开采矿井采用主斜井-副立井、单水平开拓方式，全井田划分为两个分区开采。一分区为9勘探线以南区域；二分区为9勘探线以北区域。各分区均划分为3个煤组进行回采煤炭运输：采用胶带输送机运输方式。辅助运输：石门及工作面巷道采用无轨胶轮车运输方式。采煤方法：采用走向长壁、一次采全高采煤法。投产时布置两个中厚煤层滚筒采煤机综采工作面，达产时增加一个大采高综采工作面。2.8.3 主要工艺设备选型及参数表设备名称型号技术参数备注中厚煤层综采工作面液压支架ZY6800/11/24型电液阀控制，中心距1500mm投产时使用采煤机MG250/556-WD

24、型截深800mm刮板输送机SGZ830/630型Q=1000t/h,敷设长度250m转载机破碎机乳化液泵站喷雾泵站胶带输送机国产带宽1200mm大采高综采工作面液压支架ZY8640/25.5/55型达产时使用采煤机MG650/1480-GWD型刮板输送机SGZ-1000/1400型转载机破碎机乳化液泵站喷雾泵站胶带输送机国产带宽1600mm主斜井提升设备引进的钢丝绳芯胶带输送机带宽B=1600mm、带速v=06.0m/s、最大运量Q=2000t/h、胶带为St6300N/mm阻燃型胶带，双滚筒三电机驱动，配3台2000kW交-直-交变频驱动电动机。井筒倾角20，斜长1667m，井筒净宽5400

25、mm，净断面20.4m2投产时使用副立井提升设备KMD-5.54型落地式多绳摩擦提升机，单侧出轴，选配1台交直交变频同步电动机，功率2500kW，转速32r/min，额定电压3150V。投产时使用通风设备2台FBCDZ35型矿用防爆对旋轴流式通风机每台通风机配2台变频隔爆型电动机，每台功率450kW，电压6kV，转速590r/min。投产时总风量为200m3/s，负压858.9Pa。达产时矿井总风量250m3/s，容易时期负压1129.4Pa，困难时期负压1756.5Pa通风方式为抽出式，初期为并列式通风系统，后期为分区式通风系统。排水设备5台MD580-708型耐磨多级离心式水泵每台水泵配1

26、台YB2-5603-4型隔爆电动机，功率1250kW，电压10kV，额定转速1492r/min。排水管路选用3趟37713无缝钢管。投产时使用压风设备井下移动式空气压缩机2台SM-5132A型防爆螺杆式空气压缩机给风动工具供气，井下普掘工作面使用，每台空气压缩机排气量21m3/min，排气压力0.7MPa，配带电动机功率132kW，电压660V。投产时使用井下空气压缩机5台SM-455A型井下防爆螺杆式空气压缩机投产时综掘工作面选用，每台空气压缩机排气量10.3m3/min，排气压力0.7MPa，配带电动机功率55kW，电压660V。投产时使用5台，达产时再增加2台制氮机组3套KGZD-120

27、0型地面固定式变压吸附制氮机组投产时其中2套工作，1套备用1套KGZD-1200型地面固定式变压吸附制氮机组达产时增加1套同型号制氮机组，其中3套同时工作，1套备用2.8.4 达到设计生产能力时的采区数目、位置及工作面生产能力矿井投产采区为11采区。在1煤层和2煤层各装备一个中厚煤层综采工作面（110104、110202），共配备4个掘进工作面，产量4.00Mt/a。图2-8-41投产时采区平面图达产时在11采区1煤层布置1个综采工作面，2煤装备1个大采高综采工作面生产，12采区2煤1个中厚煤层综采工作面生产。全矿井开采2个煤层，2个采区3个综采工作面生产，6个掘进工作面保证采掘接替。矿井规模

28、8.00Mt/a。图2-8-42达产时采区平面图2.8.5 生产及辅助生产设施No生产设施主要功能及参数备注1主井生产系统井下原煤通过主斜井胶带输送机运至主斜井井口房，经转载后通过地面胶带输送机运至集中选煤厂井下半煤岩掘进煤通过主斜井胶带输送机运至主斜井井口房，经转载后通过地面胶带输送机后转运至矸石电厂2副井生产系统主要担负全矿矸石、材料、人员、设备、大件等的提升任务副立井。副立井井筒直径9.4m。装备一套特制大型单层钢罐道罐笼+平衡罐笼。宽罐笼外形尺寸为长宽高=800032007410，平衡罐笼外形尺寸为长宽高=5370143410610为提高副井系统的安全、可靠性，防止井底罐笼在重型设备进

29、出罐笼时，钢丝绳的弹性伸长过大，引起罐笼上下起伏，给大重型设备进出罐置换带来困难，设计采用了德国SIEMAGE公司的转换平台装置，在副井井口、井底为大罐笼各设置一套在副井井口、井底还设置有气动安全门，以保证人员及胶轮车的行车安全副井提升系统中设置了防撞梁、罐笼防坠落装置、防过卷缓冲装置及防过放缓冲装置等安全设施3矸石系统矿井矸石采用汽车外运的排矸方式井下矸石装入无轨胶轮车由副立井提升至地面，直接运至排矸场地排弃4辅助设施综合机修车间：矿井工业场地设综合机修车间，担负矿井和选煤厂机电设备的小修、日常保养任务，面积为2028m2综采设备中转库：在工业场地设有综采设备中转库，综采设备中转库内设综采设

30、备保养间和10/0.4KV变电所，承担综采设备下井前的中转存放和保养测试任务，面积为2805m22.9 主要技术经济指标2.9.1 设计生产能力投产时4.00Mt/a，达产时8.00Mt/a，矿井工作制度按每年330天，每天16小时。2.9.2 井巷工程量全矿井移交总工程量81714m，其中岩巷19863m，半煤岩巷44436m，煤巷17415m，万吨掘进率102.1m。投产时总工程量55578m，其中岩巷11142m，半煤岩巷44436m。达产时新增工程量26136m，其中岩巷8721m，煤巷17415m。2.9.3 工业建筑工业建筑总建筑面积为24710m2，总建筑体积为：227338m3

31、。2.9.4 行政公共建筑麦垛山矿井行政公共建筑总建筑面积为41499m2, 总建筑体积为199770m3。其中联合建筑7916m2；食堂5200m2；行政办公楼5383m2；倒班楼23000m2。2.9.5 矿井总在籍人数1294人，其中投产时1048人，达产时新增246人。采用“四、六”作业制，每天三班作业，一班准备。2.9.6 矿井全员效率投产时17.22t/工，达产时27.67t/工。3 总体设计3.1 设计原则3.1.1 麦垛山煤矿系统方案规划范围与时效性的考虑根据初步设计推荐方案一的结论，即主斜井-副立井大采区开拓方案，以及表2-21第一方案开采计划表所示内容，11采区和12采区服

32、务年限分别为33.3和35.0年。其中12采区开始投产时，11采区已经开采了4.2年。即本系统投产时只有11采区南北两翼各一个中厚煤层综采工作面生产，年产4 Mt/n，投产后4.2年12采区开始采煤，形成年产8 Mt/n的生产能力。考虑生产控制系统设备更新周期和升级换代能力，本方案只考虑11采区和12采区服务年限内的系统设计，并采用总体设计分布实施的方式，将“投产时”的系统作为近期生产目标进行设计并达到4 Mt/n的生产能力。而“达产时”的系统是在“投产时”已建成系统基础上，进行扩展性设计并满足8 Mt/n的生产能力。2.6.3主要工艺设备选型及参数表中已经明确“达产时”所需增加的主要设备，所

33、以在“投产时”前期设计过程中必须考虑“达产时”因增加设备而增加通信接口和系统处理容量。3.1.2 系统设计遵循的设计原则3.1.2.1 高可靠性3.1.2.1.1 软件 系统平台软件选用经过国家认证机构登记注册的成熟平台软件，并有过同类型矿井成功应用案例，使生产监控应用软件在安全可靠的平台下开发和连续运行; 生产综合监控系统接入各子系统通信接口协议和数据格式，要求具有国际标准性、开放性和成熟性，使系统接入的子系统通信畅通无阻，保持生产监控系统连续运行； 中央综合监控系统操作站人机界面中，监控数据整体响应品质要求更新速度小于2秒（含子系统响应时间），画面更新速度小于3秒； 管理信息系统具有高稳定

34、性和数据安全性。3.1.2.1.2 硬件 生产监控系统设备选用适合矿井恶劣环境下的工业性产品，防爆环境下选用国家煤矿安全认证产品； 基于可靠性理论，生产监控系统核心设备考虑冗余配置，保证关键设备单点故障时建立快速切换机制，不影响主要生产系统运转； 生产监视与控制系统考虑降级操作方式，当意外事故和灾害发生时能够有效组织和恢复生产。3.1.2.1.3 故障诊断及故障对策 对接入生产综合监控系统进行监控的各个子系统设备，要求供应商提供子系统故障诊断信息和故障对策，便于综合监控系统实时掌握子系统详细运行状态，及时发现隐患和排除故障，保证设备运转率并满足生产计划要求； 生产子系统的关键控制设备要求提供平

35、均无故障时间 （MTBF（Mean Time Between Failure）和平均故障修复时间指标（MTTR（Mean Time To Repair/Recover），便于综合监控系统统计生产整体可靠性和可用性指标，评价建成后系统的运转率和可维护性。注1：MTBF：平均故障时间。一般指产品在两次故障之间的平均时间间隔，作为产品的平均寿命的指标之一。注2：MTTR：平均维修时间。一般指产品的故障维修所需的平均修复时间，作为产品可维修性的衡量指标。3.1.2.2 高互联性 全矿建立统一的系统互联标准，便于中央监控系统平台实现高度集成以及易于维护； 要求生产监控系统平台实现集自动化控制数据、语音、

36、视频于一体化综合监控功能，建立生产事件与多媒体信息联动的功能，消除自动化系统与多媒体系统之间“孤岛”状态； 要求管理信息子系统之间以及与一体化监控系统之间信息无缝衔接，形成管控一体化信息系统。3.1.2.3 高覆盖性 与生产运行有关的所有子系统集成到综合监控系统平台或信息化平台中，形成信息互联和跨子系统资源共享的数据流以及实现相互之间的联动功能； 生产自动化综合监控系统为信息化系统提供必要的管理数据，因此在规划生产自动化监控系统的同时，考虑信息化系统建设时所需采集的基本信息。如满足信息化生产产量统计、能源消耗、设备管理、人员管理、井下车辆管理等数据采集需求。 管理信息系统覆盖安全生产相关的关键

37、管理信息，能够为管理者提供辅助决策依据。3.1.2.4 高可视性 生产监控系统可视性包括视频画面展示系统和人机界面展示系统； 视频系统应覆盖井上、井下主要生产环节。能够清晰地实时监视展示现场实际场景和动态，通过操作站也能够自由调用历史回放画面，便于查找历史状态； 生产综合监控系统平台与所有互联子系统都要建立相关子系统的二维详细流程监控画面，要求各个子系统能够提供尽可能详细的设备运行状态、参数（包括子系统正常和故障状态和参数），便于操作人员及时掌握生产与设备运行情况，在运行故障时能够掌握具体故障原因，及时提出维护维修对策，迅速恢复生产，达到提高生产运行效率的目的； 系统平台应实现矿井巷道三维浏览

38、、漫游等功能，通过现场设备运行状态数据采集，在三维浏览画面中能够反映设备种类、安装位置（包括关键移动设备的移动位置）、设备主要运行状态，并通过鼠标点击画面能够展开系统监控画面二维详细画面。如点击井下摄像机图标时，操作站展现该摄像机的实时视频图像；结合井下人员跟踪系统、胶轮车定位系统数据采集，能够实现动态移动物体跟踪和历史轨迹回放功能等；结合瓦斯和通风监测系统采集数据，展示矿井三维巷道通风流量、压力数据以及有害气体实时分布状态，便于操作人员掌握井下通风全局情况。3.2 建设目标麦垛山矿井综合信息化系统是围绕“三化”矿井目标架构的矿级综合管理信息平台，涉及到生产设计、生产管理和生产监控等方面，是支

39、撑矿井生产运营的管理手段，其目的是加强矿井安全生产执行过程的“人、环境、设备”三个关键方面的管控结合，实现“管理信息化、生产自动化、装备现代化”。具体目标为：1）构建矿井安全生产一体化集中管控信息平台。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，实现矿井生产决策、安全生产执行管理和监测控制等信息的有机集成，实现矿井安全生产集中监视、集中控制、集中指挥。2）提高安全生产保障能力，支撑自动化、少人化煤矿生产模式。应用计算机技术、网络和自动控制技术实现在矿调度指挥中心监测井下环境参数，集中控制井上、下机电设备，减少井下作业人数，达到减人增效和提高矿井安全水平的目的。实

40、现现场生产过程的动态实时监控与各种调度指挥手段的紧密结合，强化生产调度指挥的实时性、联动性、准确性。3）构建上传下达、信息及时共享的网络化管理平台，提高管理沟通效率，实现业务流程化信息管理，提高精细化控制程度，使管理“透明化”。强化各职能业务管理者、各层级管理者的责任，通过动态的信息跟踪记录，可以追溯相关生产问题的处理过程，明确监督各环节，为精细化管理改进提供依据。4）实现管理信息与监控信息的集成共享，构建可视化管理平台，强化各级管理层面向生产运行实时信息的管理决策及时性、科学性。3.3 总体架构麦垛山综合信息化系统围绕矿井安全生产的整体需求，由不同层次和专业的信息化系统应用组成，但各层次及各

41、类信息化应用系统之间是无缝衔接，构建为矿井统一的数据中心，支撑矿井安全生产高效运营管理。麦垛山综合信息化系统总体架构如下图所示：图3-31综合信息化系统总体架构图总体架构纵向分为四层应用，覆盖矿井安全生产运营全层次：1） 第一层是安全生产相关的各类子系统，包括支撑生产过程的生产自动化类系统，保障生产现场安全环境的安全监测监控类系统，实现调度通信的有线及无线调度通信类系统，用于生产各类地点和设备监视的工业电视系统，用于人员管理的人员定位系统。2） 第二层是安全生产一体化监控系统，通过网络技术、自动化控制技术、软件应用技术在各种基础设备自动化应用的基础上，实现各单项自动化系统的数据集成，以实现不同

42、生产子系统的集中远程控制和信息共享，为实现井下生产的综合控制和优化整体生产能力提供手段，同时提供语音、数据、图像的信息集成,实现集中的生产调度，逐步做到井下除掘进头以外的所有电气设备均能在地面调度中心集中控制和监视，井下各系统的控制实现无人值守，只有巡检工进行巡视和维护。对地面各车间除副井绞车房、锅炉房和瓦斯抽放站外，均可实现无人值守。3） 第三层包括两类应用，一个是安全生产执行管理信息系统，系统以安全生产为核心、以管控集成为手段、以提高矿井生产效益为目标，全面获取生产执行过程各类信息，反映生产运营的各类状况，管理工作流，实现矿井生产工程及生产系统运行的全周期、全方位管理。它是面向矿井各级管理

43、层的生产运营管理信息平台。另一个是生产设计管理信息系统，该系统具有绘图能力、三维建模能力和面向地理信息系统的管理能力，可以通过局域网和互连网在各工作站和调度大屏幕上显示各类矿图和属性信息、各类生产进度、主要危险源、监测的实时信息和组态动画等，而且可以进行各种分类查询、统计、汇总和报表。必要时可以调用地测、通防、供电、供排水、线网等专业系统进行分析、诊断和优化，为智能决策提供辅助支持。4） 第四层是企业经营管理信息系统，主要反映企业组织级管理模式，包括人力资源管理、行政办公管理、财务管理等内容。以上各层应用中，企业经营管理信息系统以集团建设垂直延伸至煤矿为主，其他三层应用是以煤矿生产单位设计建设

44、为主体，也是矿井综合信息化的主体内容。3.4 关键支撑技术3.4.1 管理信息系统支撑技术管理信息化应用系统采用当前公认的具有先进技术理念的、基于框架的、构件化的、一站式服务的三层或多层架构。这一架构遵循统一数据出口和统一数据入口的原则，通过统一的一站式服务门户对外给用户提供闭环式服务和共享机制，对内整合各业务应用系统。通过对上层应用服务的请求，调度下层业务逻辑及其相关业务系统的资源，完成以事件为驱动的工作流和数据流的运行。在这一思想指导下，系统将设计成一个基于将JAVA J2EE Web应用系统，在构架结构上采用三层或多层构架结构，可以满足系统的缩放性、安全性、可访问性、重用性及可维护性的要求。图3-4-11 管理信息系统技术架构图这样的体系结构适合大规模配置的应用系统，而在中间层的业务逻辑不取决于客户端，极大地提高了系统的效率。这些业务逻辑共享数据库连接，可以使大量的用户有机会使用系统，这