智慧矿山综合解决方案

综合解决方案01项目概述03建设内容02建设思路04特色分析项目概述矿山投资规模小，开采能力低专业技术人员缺乏自动化能力不高缺乏有效监管危险事故频发 当前我国经济增速由高速向中高速转变，产业结构正经历新一轮调整与优化升级，对众多矿产品需求量下滑。但由于矿物能源在一次能源消费中占有主导地位，对国民经济和社会发展有特别重要的战略意义。智慧矿山建设迎来历史发展机遇企业发展需要•科学技术来代替人力，解决“用工荒”问题;•实现减人增效，通过机械化换人、自动化减人、智能化提质增•效来提升企业的综合竞争力;•将高新技术与传统技术装备、管理融合，实现产业转型升级;技术推动革命•新技术在工业领域广泛应用;•各项技术的成熟与融合;国家政策引导•矿山发展新潮流;国家政策引导要求在矿山领域实施”统通用技术规范》明确提出未来5年要人".推动矿山企业建设员会对信息技术在《煤炭工业智能化告”，重点研发应用国家煤安局发布《关于矿井设计标准》由掘进、采煤运输、安煤矿机器人。当前，我国国民经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、新旧动能转换的攻关期。在“两化”深度融合的大形势下，工业领域正迎来产业发展的巨大变革。互联网、人工智能技术飞速发展，给许多传统行业都带来了颠覆性变革。将高新技术与传统技术装备、管理融合，实现产业转型升级正成为越来越重要的发展趋势。智慧矿山正是在这样的背景下提出和快速发展起来的。2016年3月以来，国家发改委、国家能源局、自然资源部等相继出台了《能源技术革命创新行动计划》（2016-2030年）、《全国矿产资源规划（2016—2020年）》、《煤炭工业发展“十三五”规划》、《安全生产“十三五”规划》等众多纲领性文件，分别对矿山自动化、信息化、数字化、智能化提出了指导要求，为矿山企业今后的绿色发展指明了方向。基于上述分析，可以明显看出智慧矿山建设是发展趋势与必然方向。智慧矿山是在矿山自动化、信息化、数字化的基础上，推动云计算、大数据、物联网、人工智能、移动通信等新一代网络信息技术在矿山领域的全面应用。煤炭行业作为我国重要的传统能源行业，是我国国民经济的重要组成部分，其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》其中提出，到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。目前，煤炭智能化开采还处于示范阶段，适用于条件较好的工作面，随着技术水平的提升，未来10-20年内或将大范围应用。数据传输智慧智慧矿山采用云计算、物联网、大数据、移动互联网等信息技术融合应用为支撑。对矿山信息进行可视化展现、自动化操作、智能化服务对矿山信息进行通过通过整合、分析人员定位、设备故障预警、智能排产等做出智能响应、提供智慧化服务实现生产的安全与高效万物互联利用物联网技术，全面感知井下人、机、环等的位置、状态，并可以对设备进行控制。利用GIS和BIM技术，构建基于统一数据标准的、以空间地理位置为主线、以分图层管理为组织形式、以打造矿山5D数字孪生为目标的矿山综合数据库，为智慧矿山应用提供二三维一体化的位置服务、三维可视化仿真模拟、矿山工程及设备的全生命周融合联动通过软件定义，实现井上下各业务系统的数据融合与智能联动，达到人、机、环、管信息的强实时关联。智慧决策利用大数据与人工智能等技术，迭代升级煤矿安全、生产、经营的智能分析与辅助决策。2.1现状分析多为子系统独立建设，系统缺乏统一集成实施，数据和信息缺乏各控制系统都处于局部和有限控制，缺乏“智慧大脑”实现协调系统缺乏协调被动灾害监测被动灾害监测缺乏智能分析被动的、事后响应式的灾害监测。多数靠经验判断、单点判断式的，缺乏对数据信息的可靠共享和智能分析。2.2总体思路智慧矿山建设总体思路业务驱动数据驱动实施知识管理固化操作技能提高装备水平推行预知维修着眼全局视角强化决策支持利用分析技术实现精准协同利用感知技术实现高效运行利用信息技术实现快速响应2.3系统框架生产与感知层:利用物联网技术，全面感知井下环境、人员、机器等的状态,并可以对设备进行监控。矿山数据仓库层:提供数据接入交换和数据处理，实现了多源异构感知数据的集成和融合，打通了感知数据和基于感知数据的智能应用之间的屏障，向下实现各种感知数据的接入，向上为最终应用、决策和展示提供数据支撑。应用、决策与展示层:面向地质保障、安全保障、生产执行和应急救援等应用系统实现自动化和信息化融合。同时通过领导驾驶舱、矿山综合门户、矿山综合预警等展示方式，满足矿山不同用户需求。建设建设一个中心一个平台形成七大系统矿产资源动态管理系统矿产资源动态管理系统》矿山动态监管能力》矿山安全管理能力矿山安全监测系统矿山安全预警系统告警信息管理与处置系统告警信息管理与处置系统矿山应急指挥系统矿山应急处理能力决策分析管理能力三维虚拟矿山系统三维虚拟矿山系统管理驾驶舱3.1矿山大数据中心建设目标矿山空间信息中心以“数字管矿”为目标，集成矿山空间信息表达与实时生产数据管理，实现矿山地上下一体的真三维模拟，增强矿山环境数据的可视化表现，改进对矿山地质数据的理解和应用坏境，提高矿山生产信息的利用效率和空间分析能力，实现资源与开采坏境数字化、生产管理与决策科学化。数据资源体系数据资源体系针对智慧矿山的多源异构海量数椐的一体化管理方案，在统一的时空框架下,全由采集、收集、整理、处理矿山基础数据和生产数据，并按统一的分类标淮和数据组织格式，进行集中式或分布式管理，形成可供企业内部共亨利用的矿山空间数据仓库，实现勘查空间信息数据，矿山实时生产数据的统一管理和共享式职务，所建立的“矿山数据中心”，为整个“智慧矿山”提供坚实高效的数据基石。矿山开采数据中心3.1矿山大数据中心建设内容矿山大数据生产监控大数据经营决策大数据以大数据分析技术为支撑生产监控大数据经营决策大数据安全监测大数据统3.2智慧矿山综合管理平台矿山动态监管能力通过使无人值守、移动巡检、视频诊断、多媒体数据采集成为可能，并进一步提高安全生产应急能力及调度管控能力。矿山应急处理能力各生产要素的智能联动、数据融合、统一调度。并通过多媒体手段对生产现场进行融合调度，实现应急处理能四大能力矿山安全管理能力实现对设备、人员、工艺流程、平台、应用、应急实现全方位管理功能。决策分析管理能力通过大数据技术的应用，一体化管控平台应具备安全生产过程中决策分析、事故预测、经营指导等管理能力。3.2智慧矿山综合管理平台三维虚拟矿山系统管理驾驶舱三维虚拟矿山系统管理驾驶舱矿山安全监测系统矿山安全预警系统矿山安全监测系统矿山应急指挥系统告警信息管理与处置系统矿山应急指挥系统告警信息管理与处置系统3.2.1三维虚拟矿山系统系统以矿井煤层、岩层、构造、巷道、硐室、设备等基础空间数字化服务与空间分析服务。立体展示煤矿的物水文地质、地理信息等内在的空间关系,集成矿井安全监控信员定位信息、设备管理信息、矿井储量与煤层分布信息、产量术将矿井的采掘信息、煤矿地质、水文地质、瓦斯、矿山压力b3.2.2矿山安全监测系统安全监测系统是指在企业生产全生命周期过程中，对系统中已知的危险源进行预先辨识、评价、分级，进而对其进行消除、减小、控制，实现人-机-环系统的最佳匹配，使事故降低到人们期望值和社会可接b3.2.3矿山安全预警系统授权管理授权管理报表、曲线故障报警rr3.2.4告警信息管理与处置系统集中告警综合监视集中告警综合监视告警消息配置管理告警消息配置管理告警消息分发管理告警消息分发管理历史告警事件查询历史告警事件查询告警消息监视服务告警消息监视服务告警事件统计查询告警事件统计查询综合集成煤矿各监测、监控子系统数据，集中实基于告警信息的数据积累，实现告警类型、级别子系统等各类KPI的统计分析，为安全决策提供数据依据结合实际业务，灵活化配置分类告警信息的责任主体，实现告警处理责任到人。3.2.5矿山应急指挥系统矿山应急指挥系统是一个多地点、多部门、多专业、多资源、多系统、多技术、多角色的远程协同管理系统。利用地理信息技术、导航定位技术、物联网技术和通讯技术、典型的云计算模式，应急救援辅助决策救援基本信息管理应急救援演练应急救援资源管理重大灾害事故仿真数字应急预案编制事故救援事后处置应急资源调度数字应急指挥3.2.6矿产资源动态管理系统由于矿山地质环境复杂，地面经济建设造成的动态压覆，导致矿山可采矿产资源经常变化。可利用矿山基础数据，提供矿产资源计算功能，输入变化的影响参数和边界条件，经运算分析，快速、可视化的圈定新的储量边界，并准备计算出变化了的各级、各类储量，还可制图输出和打建立强大的慧矿山数据中心，可管理海量、多元、异构的矿山信息，改变传统的矿山地质资料存储模式专业矿山地质成图工具与三维建模工具，为专业地质人员提供技三维模型分析与计价工具，为矿山相关管理部门预防矿山地质灾害，进行辅助决策提供依据，为矿山地质安全工作保驾护航。3.2.7管理驾驶舱管理驾驶舱可以提供的矿山的日常数据情况。打破数据隔离，实现指标分析及决策场景落地。通过详尽的指标体系，实时反映企业的运行状态，将采集的数据形象化、直观化、具体化。“管理驾驶舱”充分融合了人脑科学、管理科学和信息科学的精华，以人为产品的核心，从管理者的决策环境、企业管理综合指标的定义以及信息的表述。将矿山信息全面展示在管理者面前。4.1系统特色施工简单快捷以被控设备为对象设置专有的工业测控执行器即可对被控设备进行监测和控制,结构简单,布线万便,安装快捷。工业环网技术本系统支持工业环网技术,具备毫秒级解环,单个设备或某一段线路出现故障时,系统会自动切数据链路,保障数据传输的稳定性,通过监控中心的网络管理系统。能够方便显示通讯链路中设备情况及故障位置报警,及时通知维护,从而避免因单个设备或某一段线路出现故障而对整个系统造成影啊。兼容和扩展性强本系统中构建了贯穿地上与地下的千兆光纤以太环网,为多个系统提供高达百北的数据带宽,保障各系统的数据链路。同时,设计采用了标准开放的工业以太网协议,留有各种相应的接口,具有灵活性和延展性,采用国际标准的协议,以方便与其它厂家设备的互通。系统状态自动检测设备运行进行分析包括累计设备运行时间,设备故障诊断、设备健康分析、设备维修、报警提醒、设备运行启停次数监视。4.2系统优势系统优势网络化应用建立完整的动态储量监管网络化应用方式，多工具软件整合：可整合固休矿产储量估算，三维地质填图等工具的成果数据多级管理模式建立符合企业、政府的多级业务管理结构与电子政务对接：可与已有的电子政务对接，方便的数据共享服务二三维一体化涵盖二维图表、三维模型数据，丰富的结果表达：各类动态储量报表输出，二维图件生成，三维矿体模拟厂4.3总结