煤礦現代化調度指揮中心應用的探討

郭黎明

(神東煤炭集團保德煤礦，山西 保德 036600)

0 引言

煤炭是我國的基礎能源，是我國國家能源的主要來源之一，在一次能源構成中占比約70%，同時，煤炭行業也是國家經濟的重要支柱之一[1-3]。隨著我國經濟的發展，我國對煤炭產業的需求越來越大，在信息化與工業化深度融合的趨勢下，煤礦機械化、自動化程度明顯提高，各種檢測系統的應用進一步提升了煤礦的安全生產水平[1-3]。煤礦的調度指揮中心承擔著協調、服務、控制等職能，對礦山的安全生產有著舉足輕重的作用[4-8]。因此，加快煤礦的現代化調度指揮中心的建設，不僅能夠對煤礦安全生產起到良好的監督管理作用，同時，也提升了企業的應急處理能力。

1 煤礦調度指揮

1.1 煤礦調度工作

調度工作的重要性：煤礦調度工作在煤礦的安全生產過程中起到協調、指揮、控制、監督等作用。它把企業的各個部門和生產環節組織、協調起來，綜合平衡，及時地反應和克服生產中的矛盾和薄弱環節，幫助企業進行有效地管理，是企業日常生產工作正常順利進行的重要保障[9-12]。煤礦調度工作是維持企業各項工作平衡的樞紐，煤礦生產中存在著諸多不穩定、不安全的因素，具有一定的風險性。煤礦調度工作是生產管理的指揮系統，它根據企業的戰略目標，對各項生產工作進度與質量進行監控，對生產過程中出現的不平衡情況加以調整，加強生產與輔助部門的聯系和協調配合，使整個企業協調工作，形成一個有機的整體，這使得企業的經濟效益進一步提高，使煤礦安全、生產及各項工作有條不紊地進行。

傳統煤礦調度工作模式：傳統煤礦調度指揮中心主要用于煤礦安全信息顯示、電話調度指揮等。調度指揮中心只是對安全和生產進行統一監視，傳達調度指令，組織協調生產。傳統調度指揮中心只負責信息的收集，并將收集到的系統數據信息進行接入和展示，調度人員無法對設備乃至整個生產過程進行深入全面的了解與控制，無法真正形成聯動，也導致了事故處理效率低的問題。無論是調度指揮的功能還是通訊的模式，相對而言都比較落后，維護量大，而且傳輸信息量小，不能保證調度系統的穩定性，不能滿足未來對語音、數據和視頻等多業務的要求。

1.2 煤礦現代化調度

現代化調度指揮中心模式：煤礦現代化調度指揮中心，已從單純的指揮、傳達情報轉變為具有生產決策、指揮、事故應變、協調作業能力的決策中心和管控中心。實現了由原來的粗放式、經驗式、命令式的調度管理模式轉變為通過先進的信息化手段，逐步向現代化、信息化的調度模式轉變，實現集中管控的模式。它將煤礦的安全監控、生產過程監控與實時監控、生產調度指揮業務統一整合在調度指揮中心。通過引進先進的實時監控設備、高清顯示儀器，采用信息反饋系統與維護系統，建立綜合指揮系統，實現標準化管理。

現代化調度指揮中心的優點：煤礦現代化調度指揮中心，將先進的信息技術與設備應用于調度工作中，加快了信息的收集與反饋效率，縮短了事件反應時間。統一規劃建設數據中心，也減少建設成本和運行維護成本。現代化調度指揮中心共用一套管控一體化信息平臺，加強了各部門信息的縱向和橫向共享，為煤礦的精細化管理提供了全面的支撐，實現了快速響應、高效溝通、科學決策。實現了對煤礦機電設備和安全檢測信息的遠程集中檢測與控制，在減少人力、降低成本、提升效率方面發揮了巨大的功效。現代化調度系統對井下的交通管制、車輛調度、故障預警、網絡通訊監控等的信息化管制，大幅度提升了井下工作的安全運行效率與管理水平。

2 現代化調度指揮中心實例

以保德煤礦為實例，介紹煤礦調度指揮中心自動化、信息化使用情況。保德綜合自動化控制系統于2002年11月安裝投入使用，采用AB公司Control Logix5000系列PLC控制器系統，通過安裝在井下中央變電所、主運膠帶機變電所、主扇房變電所等地的PLC機柜，實現了主膠帶運輸、供電、供水、排水、主扇5大系統進行遠程自動化操作控制功能。

2.1 自動化使用情況

運輸皮帶監控：運輸皮帶系統包括大巷皮帶、主井皮帶、上倉皮帶等，整個過程由礦生產指揮中心調度員控制，皮帶與皮帶之間存在軟件上的閉鎖關系。每條皮帶的保護系統參數顯示在調度室監控畫面上，調度員可以隨時監測保護系統投入與切除情況。

變電所監控：通過電力三遙包括電力參數的遙測、用電設備的遙控和電力模塊的遙訊，變電所各個回路的停、送電控制均由調度員來執行，電力參數顯示在調度室監控畫面上，調度員對回路的用電情況一目了然，提高了用電的效率和用電的可靠性，減少了因人為因素引起的停、送電故障幾率。

風機監控：保德煤礦通風系統采用高壓風機對旋式通風系統，通風機位于劉家堰與棗林，調度員在調度室可以通過風機控制畫面完成開風機、倒風機、停風機的操作，并且可以實時監測風道負壓和風機電機運行的情況，了解高壓電機的溫度、功率等參數信息。

排水監控：井下水泵房主要用于礦井的井下排水任務，采用高壓水泵排水，調度員只需要點擊開泵或停泵按鈕，系統會自動按規定流程開水泵或停水泵，減少人為操作失誤，提高系統運行效率。

供水監控：地面水源井及高位水池負擔井下供水任務，調度員在調度室通過供水控制畫面完成水泵的自動或手動開停操作，并且可以實時監測供水流量、水池水位等參數信息。

2.2 信息化使用情況

保德煤礦自建礦以來，堅持以信息化帶動工業化，依靠自動化技術改造傳統產業，提升礦井科技水平，目前信息化應用已取得了一定成果。

安全監測監控系統：保德煤礦安全監控系統于2002年10月安裝投入使用，現有系統為采用“工業以太環網+現場總線”技術的新型煤礦安全監測監控系統KJ2000N，通信傳輸實現了實時性強、響應速度快、冗余特性和節點故障不影響整個系統等性能，從而使監控系統運行可靠性得到了極大的提高。該系統由地面中心站、網絡傳輸接口、井下分站、井下防爆電源、各種礦用傳感器、礦用機電控制設備及KJ2000N監測軟件組成。煤礦井下各地點嚴格按照要求安裝各類儀器、設備，實現了煤礦生產過程中全方面監測和控制。

視頻監控系統：①工業電視。通過在井下綜采工作面、膠帶機頭、避難硐室、變電所等關鍵點安裝了防爆攝像儀，在調度室可看到井下現場實時狀況，方便調度員對現場的調度和管理。現安裝有井下攝像儀23個；②安防監控。通過安裝地面各工業廣場及樓宇內的攝像機，實現場區及樓內視頻安全監控管理。主要有工業廣場視頻監控系統、宿舍樓監控系統、辦公樓監控系統、膠輪車庫監控系統、保德生活小區監控系統等，共有攝像頭92個。

井下人員定位系統：保德煤礦井下人員管理系統采用“北京天一眾合科技發展有限責任公司”開發的KJ133礦用人員定位安全管理系統，于2008年2月安裝投入使用，2012年5月升級為全公司大中心系統，數據庫服務器位于公司。系統取得了煤礦礦用產品安全標志，定位分站、基站等相關設備符合相應的標準，并滿足AQ 6210—2007的要求。

通信聯絡系統：①保德煤礦通信聯絡系統由調度電話通訊系統、小靈通無線通訊系統及井下語音廣播系統組成。實現了井上、井下多種方式的通訊聯絡，有力的促進了礦井調度指揮能力。保德煤礦調度電話系統于2002年3月安裝投入使用，現有系統采用華為C&C08-B 500門數字程控交換機系統，主要包括交換機和調度臺2大部分。電話機主要設置在井下工作面及各皮帶機頭、機尾、機房硐室及其它重要地點，可與地面程控電話及小靈通電話直接通訊。現有電話218部，其中井下電話54部；②小靈通無線通訊系統。小靈通無線通訊系統于2005年6月安裝使用，現有系統采用由大唐電信公司提供的KT101礦用無線通訊系統，信號已覆蓋礦井地面及井下各主要巷道、工作面。井下現有小靈通基站控制器4臺，基站115個，小靈通362部；③井下語音廣播系統。系統采用天地(常州)自動化股份有限公司生產的KXT23礦用IP網絡廣播對講系統，通過在井下建立千兆工業以太環網系統，實現對單獨、分區、組合廣播，支持定時自動播出。井下現安裝環網交換機6臺，礦用本安型IP網絡廣播終端107臺；④綜采數據上傳系統。通過安裝在井下的專用數據傳輸設備，通過光纖與將綜采工作面的煤機、三機、支架等主要設備的運行參數上傳至集控室計算機上，如：電流、速度、割煤刀數、故障等。系統可對綜采工作面壓力大小、分布情況及周期來壓時間、支架初撐力情況、拉架是否及時到位等進行實時監視，有效指導工作面初末采、周期來壓、貫通、過特殊地質構造期間的安全生產；⑤標準化檢修系統。通過點檢儀對設備進行點檢，將點檢結果利用局域網上傳至公司標準檢修系統服務器進行數據處理，及時發現設備隱患，準確指導日常檢修和預防性檢修，提高機電設備運行效率，減少故障停機造成的生產損失。全礦納入點檢的設備對共計49臺，總計1 008個點檢位；⑥煤炭產量監控系統。系統采用山西陽光三極科技有限公司生產的KJ219煤炭產量監控系統，通過安裝在兩主井的傳感器采集重量信號，進行A/D轉換后，經過信號采集分站對所采信號進行處理，利用光纖技術把信號傳輸到機房計算機內，通過軟件對產量數據進行分析處理和顯示，實現產量實時記錄及儲存。

3 存在的不足及應對措施

3.1 存在的不足

一些煤礦企業雖然重視現代化建設，但企業管理水平不能與之匹配。企業重建設，輕管理，導致現代化調度指揮中心未能充分發揮其作用；在很多煤礦企業中，管理層更注重生產的產量，過于追求經濟效益，削弱了對企業安全工作的調度指揮；在煤礦企業現代化建設的過程中，礦區通訊技術還有待進一步完善，同時由于監管不足，缺乏專業的管理人員的原因，其對企業的工作程序、操作規范、員工的專業技術與素質提出了新的要求，員工的綜合素質不高與企業的制度不完善不能適應企業進一步發展的需求。此外，由于調度工作需要對信息全面精準的掌握，進一步加強部門之間的流暢溝通也十分重要。

3.2 應對措施

提高調度人員素質：作為煤礦企業，要重視調度工作隊伍的建設和完善。煤礦調度人員是調度工作最直接的執行者與操控者，煤礦調度人員的專業素質與技能是影響調度工作的直接因素。提高調度人員素質能力，加強調度工作人員專業技能以及管理能力培訓，可以降低生產環節認知因素的錯誤，為企業的現代化建設培養后備人才。加強調度人員的安全意識，強化責任意識是煤礦調度人員的基本素養。只有自身對調度指揮工作有了足夠的認知高度，對企業生產系統、作業流程等有了較好的掌握之后，才能保證企業調度工作的正常開展，企業的調度工作效果才能有質的提升。

健全制度規范體系：企業制度體系的不斷更新完善，是企業不斷發展的重要保障。煤炭企業要將重點放到企業的安全生產監督上，制度安全生產監控體系，事前控制尤為重要。要保障煤礦調度指揮中心工作順利高效地開展，就要針對調度工作中存在的問題，推行相應的制度建設。企業應注重日常調度工作中的規范操作標準，落實嚴格責任考核制度，構建調度信息網絡，完善技術設施設備，提高調度水平，加強執行力，保證調度工作的規范科學化。

持續引進先進的信息化技術：煤礦現代化調度指揮中心的建設，離不開對現代信息化電子設備的依賴。企業的現代化設施設備的更新狀態，應依據企業自身各個崗位對設施設備的具體需求程度，進行不斷更新。目前，可視化技術、組態技術、實時數據庫技術、統一通訊技術等先進信息技術在煤礦現代建設中的運用，實現了現代化調度中心隨時了解礦井生產過程的整體實時情況能力，實現井上、井下各個作業的可視化通訊，實現報警零時間感知，便于及時準確的制度決策，最終實現調度的數據精準化，管控精細化，決策科學化。

4 結語

綜上，煤礦現代化調度指揮是行業發展的必然方向，其職能的正常履行是安全生產的重要保障。在煤礦企業現代化調度指揮中心的建設過程中，也難以避免出現一些管理等問題，通過提高調度人員素質、健全制度規范體系、持續引進先進的信息化技術等措施，有利于進一步完善煤礦現代化調度指揮中心的建設與發展。