煤矿智能化信息管控平台建设分析

煤矿智能化信息管控平台建设分析

摘要：煤炭是我国重要的能源之一，与人们生活、工业生产紧密相关。在煤

矿领域，智能化技术的应用，大大提高了开采效率，为人们的生命财产安全提供

有力保障。随着煤矿智能化建设的推进，制约数据融合、系统联动、业务协同等

发展的数据治理问题受到广泛关注。智能化煤矿数据治理是指对煤矿数据及其相

关技术和业务全生命周期的权利、责任和利益进行合理制度优化，在“沉淀、复

用、共享、协同”的治理理念引导下，认识和构建煤矿信息世界，改造和描述煤

矿物理世界，优化和映射煤矿意识世界，搭建3个世界的信息通路，奠定煤矿数

据底座，解决数据运营合规、数据质量保障、数据安全防控、数据价值提升难题,

促进煤矿战略协同、组织协同、业务协同、数据协同和技术协同，赋能煤矿数字

化转型和高质量发展。

关键词：煤矿；智能化；信息管控平台

引言

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，代表煤炭先进生产力的

发展方向。近年来，煤矿智能化理论与技术得到长足发展，国内学者对煤矿智能

化顶层设计进行了大量研究，许多煤矿都开展了智能化建设。

1煤矿智能化信息管控平台建设内容

建设智能化信息管控平台，通过接入子系统，实现业务集成、数据集成、网

络集成，通过自动控制、自动预警、智能联动，达到降低生产人员的劳动强度、

提高调度人员响应速度、优化劳动力配置、加强生产监管的目的。智能化信息管

控平台又为生产执行层和各级监管系统提供了统•的生产自动化数据接口，实现

了对各生产系统的模拟曲线类、数字显示类、流动方向类、跟踪定位类、组合开

停类、储藏仓位类、位置监控类、音视频播放类的维度组态和视点布局；通过自

动化系统运行数据的实时对接，对矿井空间对象数据、业务属性数据以及安全生

产实时历史数据进行综合集成，结合2DGIS、3DGIS.组态、BI(Business

Intelligence,商业智能）等多种技术手段进行数据融合和展示，实现二维和二

维地理空间下矿井场景的浏览以及生产业务数据的查询、统计、联动报警和智能

分析，进而实现矿井安全生产信息与采掘工程、地质环境、采掘状态的动态关联、

综合化管理、自动化管理与智慧化管理，直接服务于煤矿安全生产指挥与决策。

2煤矿智能化信息管控平台建设相关建议

2.1系统架构及工作原理

以现有生产辅助系统为基础，对矿井的掘进和采煤工作面、主要运输巷、总

回风巷等工况及环境参数，瓦斯抽放、注氮系统及压风系统管道内的实时流量、

温度、压力及相关浓度含量数据，带（跟）班领导及井下作业人员定位数据和活

动轨迹信息，采煤、综掘、割煤、车辆等大中型机械设备工况状态基础数据通过

安全监测监控、瓦斯抽放自动化、注氮自动化、井下作业人员定位及动态监管、

矿井光纤工业电视等各子系统讲行基础原始数据采集、，专输及存储。对煤矿日常

生产过程中的煤矿胶带运输、水泵房排水、煤矿供配电、主要通风机（局扇）建

设智能化操控子系统，将其基本动态信息、远程自动化控制指令、智能化集控信

号实时采集，通过成熟的工'业电视墙在调度室通过人机界面、可视化图表等形式

进行全面、集中、统一展示，开发专业分析软件承担子系统基础数据接入，负责

对采集数据的分析、挖掘、综合处理及分类存储，形成矿用监控和管理2大数据

库，为生产经营及上层管理者提供全方位信息展示及决策支持。建立一套专用工

业环网系统，使其数据在煤矿各部门内部、企业集团之间实时共享，以及省市县

三级煤矿行业管理部门指令下达及数据上传，同时通过防火墙系统后将其无缝链

接至Internet外网网页和移动手机APP平台，能让各级各类管理者和决策层在

任意时间和位置都能实时、准确地了解煤矿地面和井下生产生活秩序情况，全面

提升管理水平，改善工人劳动环境，实现减员增效。

2.2运维平台架构

矿山智能化运营平台涵盖实体对象层、工业大数据层、模型对象层和业务服

务层。同时，应用于工作流平台、集成平台、安全平台和云计算平台，其结构框

架为四横四纵。

2.2.1四个横向

实体对象层：设备运维体系的管理对象，涵盖多种分类的设备、运维人员和

备件资源。

工业大数据层：涵盖物联网采集、传输，并对多维数据进行管理。

模型对象层：采用三维可视化技术构建设备对象。

业务服务层：包括运营管理、精益执行管理、现场工作管理、绩效管理和资

源管理5个支撑管理。

2.2.2四个纵向

工作流平台：支撑工作规范化体系，包括工作审批、工单流转。

集成平台：支撑智慈工厂其他应用系统之间的信息交换。

安全平台：支撑数据安全和系统安全。

云计算平台：整个信息化系统的运行环境。

2.3业务架构

智能化信息管控平台的业务架构可以分为设备层(口)、控制层(L2)、生

产执行层(L3)、经营管理层(L4)和决策分析层(L5)5层。

a)设备层(L1),主要负责现场数据采集和对设备的状态进行实时控制，由

各种传感器和控制设备构成。

b)控制层(L2),主要实现对设备和生产过程的集中监视，以安全实时集控、

生产过程全自动化为目标，采用多种信息传输和采集技术搭建高度可协同的控制

平台。

c)生产执行层(L3),主要服务于安全生产、设备调度和各种设计环节，以

统一的时间和空间状态为基准，集成面向服务架构和企业服务的总线，重点是实

现“一张图”协同作业。

d)经营管理层(L4),主要以精细化管理为核心目标，建立EKE,CKM,SKM,

0A和绩效管理等系统，实现与L3生产执行层的数据实时交互，构建生产需求预

测、生产任务分解、生产组织执行、结果反馈、量化分析的精细化经营管理系统。

e)决策分析层(L5),主要对现场采集的数据进行高效处理，并将处理的结

果用丁•现场决策，是平台的关键层。通过综合利用数据仓库和大数据技术，实现

对多维数据的高效处理与挖掘，进而做出最有利于•生产的决策。

2.4数字智慧发生规律建模

智能化煤矿数字智慧发生规律建模旨在构建支持煤矿安全、生产和管理各业

务域中有关资源配置、设备联动、组织协同、状态分析、趋势预测、风险识别、

方案决策和目标控制的自动化、智能化和智慧化的核心数据算法，是构建自主学

习和智能应用两大数据治理能力域的基础，遵循“数据构建-信息构建-智慧构建”

的智慧发生涉辑。数据构建重在揭示煤矿意识世界、物理世界和信息世界的转换

和连接方式，在当前煤矿智能化建设初级阶段强调煤矿意识世界和物理世界向信

息世界的转换与连接，要求对煤矿意识世界和物理世界中存在的价值实体和关系

进行客观描述和映射。信息构建重在揭示蕴藏在煤矿数泥中有关于煤矿地质、煤

矿安全、煤矿生产、煤矿管理决策等方面的运行机制和演化规律，强调基于数据

驱动建立健全智能化煤矿的自主学习能力体系，要求对煤矿意识世界和物理世界

中存在的客观发展规律进行数据模式发现。智慧构建重在揭示智能化煤矿有关于

煤矿地质、煤矿安全、煤矿生产、煤矿管理决策等方面的知识关联和智慧模式，

强调完整构建以“煤炭生产柔性化、安全保障本质化、管理决策精益化”为特征

的煤矿数据智能应用算法体系和供-产-销-用-体化协同的业务规则体系。

2.5智能决策支持

依托智能一体化管控平台及云计算数据中心，采集各业务中心的生产、安全

与经营数据，开展煤炭产业数据建模，归纳总结并形成方法论，为煤炭安全、生

产、运营管理和风险管控提供决策支持。

结语

构建煤和,智能化信息管控平台，发挥专业技术人员生安全、生产环节提供数

据并进行分析的能力，整合上游设备厂家和下游煤矿企业的资源，发挥各方在智

能化煤矿建设中的技术优势，较好地填补现有智能化改造建设中的运维需求，助

推智能化矿山建设及后续运维服务，为煤矿提供一个高速、安全、可靠的管理平

台，实现管控一体化，提高煤矿的安全生产管理水平，提升管理效益，最终实现

高质量发