感知型矿山物联网

1、矿山物联网初步方案矿山物联网初步方案矿山物联网建设的意义矿山物联网建设的意义 各种灾害的超前预警和远程调度，有效避免灾害的发生。 矿山管理的精细化和柔性化，达到各种资源最优利用和效益最大化。精细精细化化智能智能化化柔性柔性化化 矿山生产的高度自动化和智能化，达到减人提效、降低劳动强度、避免人身伤亡。 矿山环境的有效保护和再造，建立绿色矿山。矿山物联网能达到的效果矿山物联网能达到的效果1 1、从散乱的数据到、从散乱的数据到规范的信息化集成规范的信息化集成2 2、从内容的不可、从内容的不可见到透明的信息化见到透明的信息化管理管理3 3、从危险源的不、从危险源的不可知到超前预警可知到超前预警4 4、

2、从结果不可控、从结果不可控到智能控制到智能控制矿山物联网建设几大模块矿山物联网建设几大模块感知网建设：利用无线传感型网络建立覆盖井下、井上，并与1000M以太网相结合。基于无线覆盖的移动双向数据人员定位系统。骨干网建设：包括井上、井下1000M工业以太网和指挥中心工业以太网建设设备健康状态与控制：对井上、井下各生产及辅助系统的远程控制，感知健康状态，设备导航与控制。矿山安全环境感知与治理：灾害机更有研究、灾害监测、预警与防治，安全隐患排查、应急预案管理等。生产管理决策系统：生产过程监测和控制，生产经营管理，办公自动化，矿山3D监控软件建设。0102030405一、安全生产监测监控一、安全生产监

3、测监控 建立一套完善的数据采集系统，该主要用于实时采集生产矿井的进尺、产量、微震、水文、瓦斯、粉尘、矿压、火区、视频、人员位置和设备状态等信息，并可通过可视化图表和声光报警的方式在计算机屏幕上显示正常生产和灾变时期的各种信息。 数据采集系统是决策人员和决策系统的眼睛和耳朵。 例如：通过瓦斯监测系统，人们可以在地面监测室、甚至与互联网连接的任何一台计算机上看到各矿任一个瓦斯探头所在位置的瓦斯浓度及其变化情况，也通过历史数据和分析图表了解瓦斯涌出量的变化规律，出现异常时系统还可以进行声光报警，也可以通过手机短信及时告诉每一位相关人员二、工业自动化系统 电力自动化系统、采掘自动化系统、运输自动化系统

4、、提升自动化系统、供排水自动化系统、压风自动化系统、注浆自动化系统、瓦斯抽放自动化系统、通风防尘自动化系统、均压灭火自动化系统、空调降温自动化系统等。 采矿掘进、运输提升、通风防尘、压风和注浆、输配电和防排水以及瓦斯抽放等环节的自动化和无人化。 可以大幅度降低人的劳动强度，提高生产效率，更重要的通过无人化达到真正的本质安全。主要系统主要系统实现目标实现目标主要应用主要应用三、矿山数据仓库和矿山地理信息系统 矿山数据仓库矿山数据仓库是利用数字化的手段，通过大型网络技术和数据库技术，把矿山的所有资源数据（地质数据、测量数据、生产数据、经营数据、实时监测和人工采集数据、图形数据和多媒体数据等）进行规

5、范化后存入到相应的数据库中，并提供快速查询和调用功能，为各种应用提供信息服务。 矿山四维地理信息系统矿山四维地理信息系统就是挖掘“数据仓库”信息，通过可视化的方法，随时把矿山地上地下的对象真实直观地在计算机或调度大屏幕上显示出来，为采矿设计、地质建模和分析、一通三防、矿井供电、给排水、运输提升等提供一整套支持工具，便于分析和管理。四、灾害预警与矿山安全四、灾害预警与矿山安全三项有代表性的矿山安全管理三项有代表性的矿山安全管理数字安全评价体系五大灾害的预警与仿真应急预案和应急指挥五大灾害的仿真与预警五大灾害的仿真与预警冲击地压分析计算、灾变过程仿真和预警。冲击地压分析计算、灾变过程仿真和预警。瓦

6、斯灾害分析计算、灾害过程仿真和预警。瓦斯灾害分析计算、灾害过程仿真和预警。突透水灾分析计算、水灾过程仿真和预警。突透水灾分析计算、水灾过程仿真和预警。粉尘爆炸分析计算、爆炸过程仿真和预警。粉尘爆炸分析计算、爆炸过程仿真和预警。矿井火灾分析计算、灾变过程仿真和预警。矿井火灾分析计算、灾变过程仿真和预警。01数字化安全评价数字化安全评价02 完整的事故树分析模型库、安全评价模型库和危险源辩识模型库，主要解决矿山安全检查指标的完备性问题 ，安全检查的易操作性问题，安全评价的定量化和危险源辩识、隐患排查的科学化问题。应急预案和应急指挥应急预案和应急指挥03 根据安全人员的工作总结，结合四维地理信息系统

7、和灾变过程仿真结果自动建立应急预案，运用监测监控和现代通讯技术在救灾时达到实时指挥调度，避免人为失误和反映过慢的问题。五、矿山资源优化五、矿山资源优化“ERPERP”系统系统 一套完整的、符合采矿行业的矿山资源优化（ERP）系统主要包括人力资源管理、设备管理、物资管理、运销管理、财务管理、成本管理和办公自动化等 。六、指挥调度系统六、指挥调度系统 数字矿山建设的最终目标不仅是数字化有关采矿活动的一切内容，提供完善的信息支持，更重要的是实现生产、安全、调度、经营和工业自动化的无缝集成和动态联动，达到企业资源的最优利用和安全生产决策指挥的快速响应，建造高产高效的本质安全型矿井，创造和谐的生产环境。

8、010203三个感知三个感知生产环境、危险环境生产环境、危险环境人员定位、人员状态人员定位、人员状态设备状态、设备控制设备状态、设备控制核心是核心是“三个感知三个感知”1、感知矿山灾害风险，实现各种灾害事故的预警预报2、感知矿工周围安全环境，实现主动式安全保障3、感知矿山设备工作健康状况，实现预知维修、自动控制井下无线感知系统井下无线感知系统基于感知层网络和信息矿灯短信发布平台基于感知层网络和信息矿灯短信发布平台工业以太环网的特点工业以太环网的特点 环形组网拓扑结构，属于分布式网络，各个网络节点串联成闭环结构，允许某一传输链路或网络节点出现一处断点。发生连路故障时，环网自动在一定时间内能切换到

9、总线，属于简单而又实用的冗余组网方式，性价比高、可靠性较高。适合于矿山多业务自动化网络平台，可以进一步提高网络的可靠性及安全性。 工业环网组网结构矿山以太环网拓朴图矿山以太环网拓朴图网络设备选型网络设备选型 设计核心环网采用设计核心环网采用2 2台赫思曼台赫思曼MACH 4000MACH 4000系列交系列交换机中换机中MACH 4002-24G-L3PMACH 4002-24G-L3P全千兆交换机全千兆交换机 地面环网节点和井下环网交换机选用赫斯曼地面环网节点和井下环网交换机选用赫斯曼公司公司MS4128-L2PMS4128-L2P模块化工业以太网交换机模块化工业以太网交换机 北京联想网御安

10、全网络公司北京联想网御安全网络公司SIS-3000-GE11SIS-3000-GE11安安全隔离网闸全隔离网闸交换机安全电源设计交换机安全电源设计利用利用VlanVlan技术实现广播隔离技术实现广播隔离 由于矿井各生产系统信息点的地理位置分布比较零散，在网络中或者一台交换机上需连接多种应用系统类型的终端，根据部分应用系统相互之间隔离的要求，对于有安全要求的业务按应用系统类型划分VLAN，其服务器、客户端都划分到相应的业务VLAN中，各节点之间的业务VLAN之间采用路由进行通讯，各业务VLAN之间采用三层交换机的路由功能进行隔离或者访问控制。不同子系统不同子系统VLANVLAN隔离到访示意图隔离到访示意图网络建设实施步骤网络建设实施步骤光纤施工布线图的绘制光纤施工布线图的绘制地面光缆的敷设、入户保护地面光缆的敷设、入户保护