煤矿综合管理信息系统解决方案

1、TITAN煤矿综合管理信息系统介绍目 录TITAN煤矿综合管理信息系统介绍11.1背景21.2意义21.3系统建设目标21.4系统适用对象3第2章 系统总体设计34. 1 矿井安全实时监控子系统4矿井安全实时监控子系统简介4矿井安全实时监控子系统功能介绍54. 2 井下人员定位子系统6井下人员定位子系统简介6井下人员定位子系统主要功能74.3安全生产管理子系统8安全生产管理子系统简介8安全生产管理子系统功能94.4 设备管理子系统12设备管理子系统简介12设备管理子系统简介134.5 矿图管理子系统13矿图管理子系统简介13矿图管理子系统功能144.6储量管理子系统154.7三维矿井虚拟采掘子

2、系统16三维矿井虚拟采掘子系统简介16三维矿井虚拟采掘子系统功能介绍164.8矿山安全生产主管部门系统接口181.1背景随着信息科学技术的快速发展以及社会经济发展的稳步前进，信息技术逐步广泛应用于社会的不同领域，信息化与网络化成为各行业数字化的重要基础手段，在企业应用中起到十分重要的作用。与现代化技术先进国家比较，我国煤矿企业信息化基础设施相对落后，煤矿管理过于粗放，煤矿生产各部门的系统开发相对孤立，没有形成统一的信息化标准体系和共享机制，再加之煤矿生产信息本身的灰色性和动态性，导致了煤矿企业信息化与网络化工作的相对滞后。近年来，煤矿数字化和信息化有了长足的发展，信息技术正以其广泛的渗透性和无

3、与伦比的先进性与传统产业相结合,信息化已成为改造传统煤矿产业的助力器。随着我国对煤矿安全生产的重视，煤矿安全生产管理信息逐渐成为现代煤矿安全生产管理中的最显著特征。信息的采集、传递、处理、控制和管理成为现代煤矿安全管理科学中重要的技术基础，也成为实现矿山生产、管理、安全保障等现代化程度的技术保障。1.2意义利用最新的空间信息技术、专业建模技术和三维可视化等技术，建立煤矿综合管理信息系统，大力改善煤矿行业信息化程度；确实提高煤矿企业管理部门及经营管理者的管理效率和水平；真正帮助实现煤矿企业安全生产管理；助力煤矿企业进入信息化新时代。1.3系统建设目标实施本系统的总体目标是：面向煤矿生产部门和煤矿

4、管理决策部门，建设以GIS空间数据库为基础，以模型库为核心，由数据库、模型库、方法库、知识库及其管理系统为基本框架、以相关社会经济要素为研究对象的煤矿综合信息管理系统；系统为上级煤矿安全生产政府主管部门决策人员提供辅助决策支持和快速反应服务；为专业技术人员提供信息及应用分析工具；为公众提供必要的信息查询和信息发布服务。1.4系统适用对象本系统适用于省（市）、地（市）、县乡（镇）煤矿安全生产政府主管部门、矿业公司（集团）以及所辖得煤矿企业。2.1 系统总体设计B/S模式C/S模式数据库及管理系统煤矿综合信息库管理系统煤矿综合信息数据库矿井设计生产信息···地质测量信

5、息基础地形数据库管理系统硬件及网络系统平台数据采集与更新属性数据录入、转换与更新图形数据、影像数据录入、转换与更新支撑软件扫描仪及扫描矢量化软件用户管理权限管理运行监控统计分析初始数据录入与转换煤矿三维信息分析煤矿模型库管理安全生产综合管理煤矿应用服务平台煤矿专业应用系统矿井安全实时监控设备管理矿图管理井下人员定位安全生产管理储量管理三维矿井采掘虚拟······煤矿安全生产主管部门系统接口图2-1 系统总体框架如图2-1所示，系统总体框架为由数据库及管理系统、煤矿应用服务平台和煤矿专业应用系统层组成的三层结构。数据库及管理系统层包括煤

6、矿综合信息库和数据采集与更新，完成煤矿海量信息资源的生产、采集、组织、管理、更新与维护；煤矿应用服务平台层为一个功能强大的煤矿应用服务器，为各专业应用系统提供公共的基础平台服务，主要包括安全生产信息管理、煤矿模型库管理、矿井三维信息分析等几个方面；专业应用系统在煤矿应用服务平台的支持下，实现矿井安全实时监控、井下人员定位、安全生产管理、设备管理、矿图管理以及煤矿储量计算、三维矿井采掘虚拟等子系统。3. 1 矿井安全实时监控子系统3.1.1 矿井安全实时监控子系统简介矿井安全实时监控系统将井下的各类安全监测监控系统集成在一起，通过电视墙、监视器等设备实时显示井下各类监测监控指标，同时能把指标数据

7、保存到数据库，而且根据需要把部分监测监控数据通过WEB方式向上级煤矿安全生产主管部门提供。 矿井安全实时监控系统包括如下模块：瓦斯监测、温度监测、压力监测、通风安全监测监控、生产监测监控、机电运行参数的监测监控、防治水监测监控、工业电视监控、皮带提升监控等。功能模块组成如图41所示。图41 矿井安全实时监控系统示意图3.1.2 矿井安全实时监控子系统功能介绍图42 监测数据实时显示（1）实时数据显示在电子地图上实时显示井下各监测点的瓦斯浓度、温度、压力、风量、水位以及机电设备运行状态信息。可以选定特定监测点显示各项指标的变化曲线。可以选择特定监测点查询当前的各项详细监测点信息以及监测指标信息。

8、（2）超限报警在监测过程中，一旦判断瓦斯等指标超过预先设定阀值，立即报警，提醒值班人员采取措施。报警方式有播放声音、报警点闪烁等方式。（1） 综合报表自动生成瓦斯、温度等监测指标日报、旬报、月报。（2） 历史数据查询查询保存在数据库中的各项监测数据。3. 2 井下人员定位子系统3.2.1 井下人员定位子系统简介主要用于煤矿井下。由无线编码发射器、井下数据监测分站、地面中心站及数据传输信道组成。无线编码发射器发出具有代表身份特征的射频信号，经数据监测分站接收，再发送到地面中心站。中心站接收来自数据监测分站上的编码信号，进行分析处理，形成的数据存放到数据库中，使管理人员能及时查询各种信息。井下人员

9、定位子系统组成部分，如图43所示。图53井下人员定位子系统组成及功能图4.2.2 井下人员定位子系统主要功能（1）井下人员监测查询 可实时查询当前井下人员的数量及分布情况、任一指定井下人员在当前或指定时刻所处的区域、任一指定井下人员本日或指定日期的活动踪迹。 选定某一区域可以获得当前该区域的人员信息；并且可以得到该区域人员的历史活动情况；选定特定人员可对其活动轨迹重放。 可对特定的人员进行实时跟踪。 （2） 报警功能 通过设定下井时间，对下井超过一定时间的人员提示报警，并给出相关人员的名单等信息； 在井下一些重要峒室、危险场合(如盲巷等)配备语音站，可有效地阻止人员违章进入，并将违章人员记录在

10、案。 （3）统计考勤 可具体显示每个下井人员确切的下井时间和上井时间。并根据工种(规定跟班时间)，判断不同类别的人员是否跟班，从而确定其该次下井是否有效。在月统计报表中对下井时间、下井次数(有效次数)等分类统计，便于考核。还可打印月考勤报表、任意时间段下井统计等有关报表。 （4）联网发布 由于获取的数据存放到数据库中，可作为子系统的数据源，可向其他系统提供有关人员的实时和统计信息。在有互联网(或局域网)的情况下，通过建立WEB服务器，可以以浏览网页的方式实现信息共享。3.3安全生产管理子系统3.3.1 安全生产管理子系统简介安全生产管理子系统是矿业企业日常安全生产管理信息化的主要组成部分，包括

11、生产管理、生产调度、安全监察管理、通风和瓦斯安全管理。安全生产管理子系统功能组成如图44所示。图44 安全生产管理子系统功能组成4.3.2 安全生产管理子系统功能图44 生产管理功能模块界面（1） 生产管理模块功能介绍Ø 巷道/工作面信息管理录入的信息包括巷道编号、巷道名称、各子单元巷道名称，设计长度，并且可以选择巷道的平面图，新建/选择掘进面示意图、综采面示意图，选择三维巷道图查看/修改巷道信息：可以查询已经录入到数据库中巷道的信息，查看巷道的平面图、掘进面示意图、综采面示意图、三维巷道等信息，并且可以对上述信息进行修改Ø 生产掘进进度报表生产掘进周报：选择巷道，并且录入

12、本周的进尺，自动计算累计总进尺、剩余等信息，并保存到数据库中，以备查询。可查询、修改周报信息，确认无误后，领导审核后可打印报表。生产掘进月/年报：可以按巷道自动统计生产掘进月/年报表或者按掘进队（组）统计报表，以掌握工程进度。Ø 生产综放进度报表生产综放进度周报：选择工作面，录入进风巷推进、回风巷推进进尺，自动计算进风巷距停采线尺度、回风巷距停采线尺度，并保存到数据库中，以备查询。可查询、修改周报信息，确认无误后，领导审核后可打印报表。生产掘进月/年报：可以按工作面自动统计生产综采月/年报表或者按综放队（组）统计报表，以掌握月/年综放产量。Ø 查询：按条件查询已经存放在数据

13、库中的生产报表。Ø 打印：打印报表。（2）生产调度管理模块功能介绍Ø 生产情况小结：其中此次录入操作了班次表、科室队表、生产情况小结等信息。Ø 各队生产情况： 根据班次、队别统计产量、进尺等信息。Ø 生产调度指示： 保存班次、指标及具体内容等信息。Ø 洗煤厂发运：记录洗煤场发运记录如末煤、混块、小块等信息。Ø 工作面安全生产：记录班次、队别、安全负责、跟班电工、班前汇报、班中汇报、班后汇报等信息。Ø 人员考勤统计： 根据队别、班次，统计各队（班）出勤人数。Ø 综放队安全生产情况：记录班次、队别、机组位置、循环、安全

14、生产及设备运行情况。Ø 上级领导指示记录。Ø 井下提升信息：根据班次统计提升、炭块、矸石等信息。Ø 生产调度日报：根据生产调度信息自动生产日报台帐。可以查询、修改，领导审核后，可打印报表。Ø 井下提升信息：根据班次统计提升、炭块、矸石等信息。Ø 生产调度月报：统计工作面推进进度以及煤炭产量信息（时间、数量、块、块率、盘矸石、矸石率等信息。Ø 查询：根据条件查询数据库中的生产调度信息。Ø 打印。（3）安全监察管理功能介绍Ø “三违”事项管理：记录下井人员“三违”事项，以备以后查询，并可作出罚款决定。发布下井人员“三违

15、”事项和罚款数额。Ø “三定”事项管理：记录安全监察“三定”事项，以备以后查询。Ø 安全“精品工程”管理：将安全“精品工程”评分记录到数据库，并在网上发布精品工程评分以及验收情况，接受监督。Ø 安全监察报表：Ø 查询：根据输入的条件查询“三违”、“三定”事项。Ø 打印：打印安全监察的各种日、月报表。图45 通风安全管理模块界面（2） 通风安全管理功能介绍Ø “一通三防”管理Ø 通风日/旬/月报表：通风日报、旬报、月报。Ø 防尘日/旬/月报表：防尘日报、旬报、月报。Ø 瓦斯日/旬/月报表：瓦斯日报、旬报、月

16、报。Ø 防水日/旬/月报表：防水日报、旬报、月报。3.4 设备管理子系统3.4.1 设备管理子系统简介设备管理包括设备库管理设备维护维修计划两大部分。设备库管理包括：设备出入库登记以及设备申请汇总、设备购买计划统计、设备库存预警、库存查询等功能模块；设备维护维修计划包括：设备故障记录、设备维修检修计划、设备保养计划。设备管理功能框架如图46所示。图46 设备管理功能框架（1）设备出入库登记：新购买设备入库登记以及领取设备出库登记。（2）设备申请汇总：各单位申请设备自动汇总，可以按单位汇总，也可以按需购买设备类型汇总。（3）设备购买计划统计：根据各单位申请设备，自动汇总设备购买计划。（

17、4）设备库存预警：库存需要预警的情况有两种，一种是库存量少于一定的数量时；另一种时购买设备入库量大于仓库存储量时。（6）库存查询（7）设备故障记录：日常设备故障的记录，以备查询和为设备检修维修计划提供参考。（8）设备维修检修计划：根据日常设备故障记录、设备状态记录半自动生成设备月/年维修检修计划。（9）设备保养计划：根据日常设备故障记录、设备状态记录半自动生成设备月/年保养计划。3.5 矿图管理子系统3.5.1 矿图管理子系统简介矿图管理子系统是在空间数据库基础上建立为矿业企业生产设计、安全生产、通风、生产调度等其他应用系统提供一个基础的数据及图形管理平台。以此规范、统一数字矿山的信息资源，实

18、现相关专业、部门的信息共享。矿图管理子系统的建立能够实现地质、测量成图的自动化，实现地质、测量有关计算、管理的自动化。能及时准确地根据三维勘探、钻探、井下揭露等最新资料和信息，高效准确地修改各种生产图件。以网络环境为基本运行平台，在企业生产处和各个部门建立相应的地质、测量管理系统，将原来手工处理的数据、图件等资料实现电子化处理，以此全面提高数据处理水平，使其便于保存、修改和网络传输。矿图管理子系统包括图库管理模块、图件编辑、空间分析、自动制图、图件打印等模块。图47 矿图管理子系统3.5.2 矿图管理子系统功能（3） 图库管理Ø 具备处理海量图库的能力。可以管理矢量图库和影像图库。&

19、#216; 图层管理：图层可视、可选、可编辑控制，图层添加、删除等操作。Ø 数据导出、入：数据文件导入数据库中，或者数据库数导出为文件。Ø 图件浏览：图形漫游控制、放到、缩小，以及信息查询。Ø 图件更新：根据需要增量的方式更新图库中的图件。（4） 地质图件编辑Ø 绘图编辑：可对点、线、面图元的空间位置及参数进行直观的、智能性的修改，从而可以更加准确、美观的表达图形。Ø 地质数据处理：错误检查及误差校正；数据格式转换；地图投影变换；空间拓扑处理。Ø 地质符号库：将图形中的文字、图形符号、注记、填充花纹及各种线型等抽取出来，经过编辑、修改

20、，生成外挂式的符号库、线型库、填充图案库和颜色库，用户可根据不同应用、不同行业的标准建立合适的符号、图案和颜色库等。符号编辑器，可以方便地根据用户需要设计符号、线型、填充模式等。符号库管理，可以方便地进行符号库的加载、卸载和维护。（5） 空间分析Ø 网络分析：主要包括最短路径求解、游历方案求解、上下游追踪、最佳路径、空间定位、资源分配等功能。Ø 空间叠加分析。Ø 缓冲区分析：提供点、线、区域的缓冲区分析。（4）自动制图：根据掘进和采掘推进尺度，自动更新、制作采掘工程平面图（5）地质图件输出Ø 支持矿业行业标准图件的输出，以及钻井柱状图、 综合柱状图、剖面

21、图（包括折剖面）和各种平面专题图等。Ø 输出图件修饰，支持文字、图形、图表、指北针、比例尺等元素修饰。Ø 支持单图幅的任意裁剪输出，以及一纸多图幅输出。Ø 保证制图要素的完整性，满足各种地质图件的输出。Ø 支持各种型号的矢量输出设备和不同型号的打印机。Ø 将矢量数据处理成CMYK光栅数据输出到彩色喷墨绘图仪等设备上。3.6储量管理子系统根据矿业标准和规定，选择正确的地质数理统计学方法建立三维矿块模型和三维地质体。由钻孔以及其他物探资料，可解释地质剖面，北京东方泰坦科技有限公司开发的Titan3DM可以把地质剖面自动或半自动地生产地质模型。可对生

22、产的地质模型进行放大、缩小、漫游以及各个视点方向的查看，并且可以沿任意方向切割地质体。地质体可以按不同岩性剥离显示。可以单独统计矿体的体积，并且根据一定的模型计算矿体的储量。图48 储量计算子系统3.7三维矿井虚拟采掘子系统3.7.1 三维矿井虚拟采掘子系统简介三维矿井虚拟采掘子系统是一个集成矿井生产信息、矿井工程信息、矿井地质与测量信息、矿井煤炭资源信息、二维、三维采区、工作面、安全设备信息、安全监测信息等的三维可视化信息系统 三维矿井虚拟采掘子系统主要包括：矿井动态生产信息三维可视化、采掘工程信息三维可视化、地面工程信息三维可视化、井下巷道三维可视化、矿井地质信息三维可视化、安全监控监控设备信息三维可视化、井下供电设备信息三维可视化等。3.7.2 三维矿井虚拟采掘子系统功能介绍在三维环境下，可以显示三维地质体、矢量数据、影像数据以及巷道数据，并且可以设置飞行路线，演示真三维场景，为突发事件处理预案提供决策依据。在空间上，三维浏览子系统可以显示地表DEM、地面影像、地面矢量数据以及地下三维地质体、三维巷道。在时间上，三维浏览子系统可以设定飞行路线以及顺沿巷道飞行浏览。三维浏览子系统具备方面的用户交互功能，具有任意方向放大、缩小、漫游、旋