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摘 要：煤矿信息化系统结合了计算机技术、通信技术、自动控制技术和现代管理方法，将煤矿的生产、运行和管理集成为一个整体进行控制和管理，可以实现对矿区自然环境、开采面、生产设备状态、人员位置的全面感知监测，也可以促进生产的自动化，管理的现代化，从而提高生产效率、安全水平。以此为基础，在灾害预测预报、事故应急处理、生产业务管理等方面起到重大的决策辅助作用。
关键字：煤矿 信息化技术 研究分析
引 言：煤矿信息化建设是一个多学科、多专业、复杂技术融合的综合应用领域，是一个庞大而复杂的系统工程。煤炭企业信息化建设相对起步较晚，信息化建设过程缺乏统一的规划，已有系统的应用功能滞后，信息化对业务支持力度尚显薄弱。目前，应用系统的整体规划和建设是煤炭企业信息化建设的重点，且存在较多问题，具有较高难度。它不仅要面对设备、管理、人员，还要考虑复杂、恶劣的自然条件，这就决定了煤矿信息化建设必须包括生产、管理、市场、安全、地理等诸多信息系统。
一、煤矿信息化建设要求
一是要求装备现代化：大量自动化、精密化、数字化的大型技术装备的应用，提高了生产的准确度、安全和效率。 二是要求系统自动化：应用电子信息技术在煤矿生产的采、掘、机、运、通、安全监测、地面洗选等各作业方面建立了自动化子系统，且近年来综合自动化集成方面也有普遍应用，实现了生产过程自动化。 三是要求管理信息化：除了大力发展自动化技术应用外，在管理信息方面，各企业实施了ERP、生产指挥调度系统、地测信息系统、企业门户网站、办公自动化等应用系统，其中ERP/MIS系统包括了物资、财务、人力、销售、工程、技术等主要业务方面，成为煤炭工业企业运转的信息平台。
二、煤矿信息化系统内容
1、设备层，通过各类传感设备对矿区内生产设备、生产环境和人员的状态、状况和位置等信息进行获取和收集。具体来说，是对煤运皮带、煤仓、洗煤厂、水仓、变电站等各个生产相关设备的转速、振动、电压、电流感知;对风速、风量、温度、甲烷、一氧化碳、二氧化碳 、氧气等环境感知以及对摄像机、RFID人员定位等，这些传感器在生产现场的地面、井下构建了一个庞大的传感网络层。
2、网络层主要由铺设在地面、井下的矿用光纤工业以太环网及网络交换机设备、光电转换设备、路由器、防火墙、服务器等设备组成，以及用来无线覆盖的PHS网络或WiFi网络等构成，这些网络构建了覆盖整个矿区的数据网络。
3、应用层是矿区综合信息化系统，主要包含矿区GIS系统、综合管理系统（包括矿区应急指挥系统、调度系统、人员管理系统、短信管理平台等）、生产自动化系统（包括大巷运输系统、选煤厂计算机控制系统等）、通信系统（矿井通信系统、应急救援通信系统、井下调度无线通信系统等）、安全监控系统（包括视频监控系统、提升机监控系统、主通风机监控系统、压风机监控系统、中央泵房监控系统、工业电视系统等）。
整体信息化系统通过矿用光纤工业以太环网和工业现场总线等技术的串联实现这三层的集成。环境、机电和人员的感知信息通过汇聚、传输和处理，最终实现煤矿开采的“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节的统一管理，达到生产、管理各环节的优化。
三、三层模型分析
煤矿综合信息化系统是将先进的工艺装备技术、现代管理技术和以先进控制与优化技术为代表的信息技术相结合，将企业的生产过程控制、优化、运行、计划与管理作为一个整体进行控制与管理，提供整体解决方案，以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理，从而成为提高企业竞争力的核心高技术。煤矿综合信息化应结合煤矿生产建设过程，同时考虑矿山地测与开采过程，煤矿综合信息化化三层结构为PCS层、MES层、ERP层。
也就是说综合自动化是要通过不同手段获取各种矿山信息，并建立矿山信息的共享、协同与利用机制，最大限度地挖掘和发挥矿山数据的潜能和作用，并将其贯穿于矿山的规划、生产、经营与管理的全过程，保障矿山的科学、正确与快速决策及现代化管理。
根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状，煤矿信息化技术的总体结构可以分成3层结构。
a.以PCS（过程控制系统）为代表的基础自动化层，即信息采集与施用层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统（DCS）、现场控制系统（FCS）、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。
b.以MES（生产过程制造执行系统）为代表的生产过程运行优化层，即信息集成层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术（AMT：Advanced Modeling Technologies）、先进计划与调度技术（APS：Advanced Planning and Scheduling）、实时优化技术（RTO：Real-time Optimization）、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。
c.以ERP（企业资源管理）为代表的企业生产经营优化层，即管理决策层。主要内容包括企业资源管理（ERP）、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）、产品质量数据管理（PqDM）、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。
四、煤矿信息化特点分析
相比较其他能源行业，煤炭生产往往为地下作业，所以具有生产环境复杂，工作场所黑暗狭窄，采矿界面时常移动，受地质环境影响较大等特点。在建设煤矿信息化系统的过程中，各类传感器及机电控制设备的工作环境与其他系统有明显不同。因此，结合地下的开采环境进行系统实施和设备选型是煤矿信息化系统的特点之一。
煤矿信息化系统第二个的特点就是对安全生产的特别要求。煤炭生产处于地下，人员相对集中，对地质条件的变化难以充分预估。并且不同的煤矿地质结构决定了各煤矿必须采用不同的开采方式。瓦斯、煤尘爆炸、矿井火灾、顶板冒落、矿井透水等都是煤炭生产过程中可能遇到的特有的安全隐患。煤炭生产中安全永远是第一位的，我国各级政府都充分重视煤矿安全问题。因此，在煤矿信息化过程中，提高煤炭生产的安全水平是极其重要的核心需求。
五、结束语
在全球知识经济和信息化高速发展的今天，煤炭行业的信息化过程是提高生产经营管理水平、促进管理现代化、转换经营机制、建立现代行业制度、提高经济效益、促进安全生产的完善过程;也是煤炭行业实现跨地区、跨行业、跨所有制和实施大集团战略、走可持续化发展道路的技术保障。煤炭行业要想保持较强的长期竞争优势，就应该重新认识和分析行业的竞争能力，把握信息化的机遇，提高行业的核心竞争力，谋求行业的长远生存和发展。
作者信息： 李龙 神华宁夏煤业集团金凤煤矿信息监测中心技术副主任 毕业于宁夏大学 助理工程师
参考文献
[1] 胡省三，谭得健，丁恩杰，张申，应用高新技术改造传统煤炭工业，中国煤炭，2002.3
[2] 张申，丁恩杰，武增， 煤矿井下综合业务数字网网络结构的研究， 煤炭学报， 2004.4 206～210
[3] 任毅，甲仲东，张申，煤矿信息化体系结构模型，工矿自动化，2004增刊
[4] 李佃平，宫志杰，闫钦运等，兴隆庄煤矿矿井信息化建设架构，工矿自动化，2005增刊
地址：李龙 18795217348 宁夏回族自治区灵武市马家滩镇神华宁煤金凤煤矿信息中心 邮编 751400
关键字：煤矿 信息化技术 研究分析
引 言：煤矿信息化建设是一个多学科、多专业、复杂技术融合的综合应用领域，是一个庞大而复杂的系统工程。煤炭企业信息化建设相对起步较晚，信息化建设过程缺乏统一的规划，已有系统的应用功能滞后，信息化对业务支持力度尚显薄弱。目前，应用系统的整体规划和建设是煤炭企业信息化建设的重点，且存在较多问题，具有较高难度。它不仅要面对设备、管理、人员，还要考虑复杂、恶劣的自然条件，这就决定了煤矿信息化建设必须包括生产、管理、市场、安全、地理等诸多信息系统。
一、煤矿信息化建设要求
一是要求装备现代化：大量自动化、精密化、数字化的大型技术装备的应用，提高了生产的准确度、安全和效率。 二是要求系统自动化：应用电子信息技术在煤矿生产的采、掘、机、运、通、安全监测、地面洗选等各作业方面建立了自动化子系统，且近年来综合自动化集成方面也有普遍应用，实现了生产过程自动化。 三是要求管理信息化：除了大力发展自动化技术应用外，在管理信息方面，各企业实施了ERP、生产指挥调度系统、地测信息系统、企业门户网站、办公自动化等应用系统，其中ERP/MIS系统包括了物资、财务、人力、销售、工程、技术等主要业务方面，成为煤炭工业企业运转的信息平台。
二、煤矿信息化系统内容
1、设备层，通过各类传感设备对矿区内生产设备、生产环境和人员的状态、状况和位置等信息进行获取和收集。具体来说，是对煤运皮带、煤仓、洗煤厂、水仓、变电站等各个生产相关设备的转速、振动、电压、电流感知;对风速、风量、温度、甲烷、一氧化碳、二氧化碳 、氧气等环境感知以及对摄像机、RFID人员定位等，这些传感器在生产现场的地面、井下构建了一个庞大的传感网络层。
2、网络层主要由铺设在地面、井下的矿用光纤工业以太环网及网络交换机设备、光电转换设备、路由器、防火墙、服务器等设备组成，以及用来无线覆盖的PHS网络或WiFi网络等构成，这些网络构建了覆盖整个矿区的数据网络。
3、应用层是矿区综合信息化系统，主要包含矿区GIS系统、综合管理系统（包括矿区应急指挥系统、调度系统、人员管理系统、短信管理平台等）、生产自动化系统（包括大巷运输系统、选煤厂计算机控制系统等）、通信系统（矿井通信系统、应急救援通信系统、井下调度无线通信系统等）、安全监控系统（包括视频监控系统、提升机监控系统、主通风机监控系统、压风机监控系统、中央泵房监控系统、工业电视系统等）。
整体信息化系统通过矿用光纤工业以太环网和工业现场总线等技术的串联实现这三层的集成。环境、机电和人员的感知信息通过汇聚、传输和处理，最终实现煤矿开采的“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节的统一管理，达到生产、管理各环节的优化。
三、三层模型分析
煤矿综合信息化系统是将先进的工艺装备技术、现代管理技术和以先进控制与优化技术为代表的信息技术相结合，将企业的生产过程控制、优化、运行、计划与管理作为一个整体进行控制与管理，提供整体解决方案，以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理，从而成为提高企业竞争力的核心高技术。煤矿综合信息化应结合煤矿生产建设过程，同时考虑矿山地测与开采过程，煤矿综合信息化化三层结构为PCS层、MES层、ERP层。
也就是说综合自动化是要通过不同手段获取各种矿山信息，并建立矿山信息的共享、协同与利用机制，最大限度地挖掘和发挥矿山数据的潜能和作用，并将其贯穿于矿山的规划、生产、经营与管理的全过程，保障矿山的科学、正确与快速决策及现代化管理。
根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状，煤矿信息化技术的总体结构可以分成3层结构。
a.以PCS（过程控制系统）为代表的基础自动化层，即信息采集与施用层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统（DCS）、现场控制系统（FCS）、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。
b.以MES（生产过程制造执行系统）为代表的生产过程运行优化层，即信息集成层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术（AMT：Advanced Modeling Technologies）、先进计划与调度技术（APS：Advanced Planning and Scheduling）、实时优化技术（RTO：Real-time Optimization）、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。
c.以ERP（企业资源管理）为代表的企业生产经营优化层，即管理决策层。主要内容包括企业资源管理（ERP）、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）、产品质量数据管理（PqDM）、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。
四、煤矿信息化特点分析
相比较其他能源行业，煤炭生产往往为地下作业，所以具有生产环境复杂，工作场所黑暗狭窄，采矿界面时常移动，受地质环境影响较大等特点。在建设煤矿信息化系统的过程中，各类传感器及机电控制设备的工作环境与其他系统有明显不同。因此，结合地下的开采环境进行系统实施和设备选型是煤矿信息化系统的特点之一。
煤矿信息化系统第二个的特点就是对安全生产的特别要求。煤炭生产处于地下，人员相对集中，对地质条件的变化难以充分预估。并且不同的煤矿地质结构决定了各煤矿必须采用不同的开采方式。瓦斯、煤尘爆炸、矿井火灾、顶板冒落、矿井透水等都是煤炭生产过程中可能遇到的特有的安全隐患。煤炭生产中安全永远是第一位的，我国各级政府都充分重视煤矿安全问题。因此，在煤矿信息化过程中，提高煤炭生产的安全水平是极其重要的核心需求。
五、结束语
在全球知识经济和信息化高速发展的今天，煤炭行业的信息化过程是提高生产经营管理水平、促进管理现代化、转换经营机制、建立现代行业制度、提高经济效益、促进安全生产的完善过程;也是煤炭行业实现跨地区、跨行业、跨所有制和实施大集团战略、走可持续化发展道路的技术保障。煤炭行业要想保持较强的长期竞争优势，就应该重新认识和分析行业的竞争能力，把握信息化的机遇，提高行业的核心竞争力，谋求行业的长远生存和发展。
作者信息： 李龙 神华宁夏煤业集团金凤煤矿信息监测中心技术副主任 毕业于宁夏大学 助理工程师
参考文献
[1] 胡省三，谭得健，丁恩杰，张申，应用高新技术改造传统煤炭工业，中国煤炭，2002.3
[2] 张申，丁恩杰，武增， 煤矿井下综合业务数字网网络结构的研究， 煤炭学报， 2004.4 206～210
[3] 任毅，甲仲东，张申，煤矿信息化体系结构模型，工矿自动化，2004增刊
[4] 李佃平，宫志杰，闫钦运等，兴隆庄煤矿矿井信息化建设架构，工矿自动化，2005增刊
地址：李龙 18795217348 宁夏回族自治区灵武市马家滩镇神华宁煤金凤煤矿信息中心 邮编 751400