石壕煤矿自动化发展经验介绍

石壕煤矿2013 年 6 月

一、石壕煤矿自动化发展历程 2007年 4 月完成主运煤系统 5 台皮带机、 10 台给煤机、 11 台犁

煤器的自动化控制 2009年 10 月完成中央水泵的自动化控制 2011年 10 月完成矿井综合自动化控制系统（包括千兆环网、综合

自动化平台、电力监控系统、皮带系统、水泵系统、人员定位系统、综合自动化显示系统、工业电视系统）

2012年 4 月完成加压泵房自动化控制 2012年 8 月完成北三区 5 台皮带机、 4 台给煤机、 1 台犁煤器，

南三区 4 台皮带机、 1 台犁煤器的自动化控制 2013年 3 月安装完成井下打钻视频系统 2013年 5 月完成矿井安全信息系统 2013年 6 月完成井下 2000M 环网升级

二、自动化系统介绍1 、综合自动化平台

• 我矿综合自动化基于千兆环网为基础平台，千兆环网以 KJJ58 环网交换机为节点组成，通过单模光纤进行数据交换，从而形成的工业以太网平台。主要包括地面 1 个交换机、井下 10 个千兆交换机，覆盖了我矿井下所有区域。

2 、综合自动化显示系统

集控中心 DLP 大屏显示系统

综合自动化系统控制中心

调度室 LCD 大屏显示系统

3 、皮带自动化系统

皮带自动化系统基于千兆环网RS485 通讯功能，通过 KJD5可编程控制机、地面服务器、控制软件等设备实现对我矿现有的主井运煤系统、北三区运煤系统、南区运煤系统共14 台皮带、 13台犁煤器、 14台给煤机的自动化控制。

皮带自动化系统主控界面

单台皮带控制界面

皮带自动化系统实现后，操作巡视人员从原有的 18个点 72 人减少到现有的 12 人，共计减少了60 人。

故障现象 检查故障原因 处理故障方法

皮带集控操作记录与报警记录存储时间短

每天无用报警过多，存储量太小，不能进行数据覆盖定期更换存储程序

井下某条皮带通讯有时通讯时通时断 1 、通讯板接触不良； 2 、电压变化大 备用通

讯板综合故障无法开启皮带

1 、电机开关无电； 2 、控制皮带启动器线路中二极管损坏； 3 、控制线中控制回路的继电器吸合不稳定

厂家改进

皮带自动化系统运行中常见故障

4 、电力监控系统

电力监控系统是以 KJF99 电力监控站为控制转换装置，通过千兆环网与地面服务器（ KJ36A 组态软件）进行数据交换和控制的。实现了对井下 11 个变电所， 112 台高压开关， 74 台低压开关的自动化控制。

电力监控系统实现后，减少 11 个变电所的 44 名变电司机。

故障现象 检查故障原因 处理办法

变电所开关误报故障或通讯故障

井下更改或者查阅综保数据时，引起历史数据报警 厂家正解决

变电所开关无法控制 现场高压开关机械行程不到位 加强开关检修

所有开关控制不到 地面电力监控系统带“电子狗”死机 重启系统

电力监控系统运行中主要常见故障

5 、水泵自动化系统

水泵自动化系统基于千兆环网的通讯功能，通过 KXJ 本安型工业控制计算机、 PLC 控制箱、地面服务器等实现了对中央水泵房、加压泵房水泵的自动化集中控制。

2 个水泵房实现自动化后减少 8 名水泵司机。

故障现象 检查故障原因 处理办法水泵电机分闸继电器触电烧坏频繁

继电器动作时电流过高 更换大容量继电器

通讯显示正常，地面、井下无法控制

所有控制模式正常，就地控制机无法控制

井下控制机死机，重启

排真空到位后水泵不起动 进出水压力达不到要求

1 、负压启动，检查排真空设备是否完好 2 、正压启动，检查来水压力是否正常 3 、上述均正常，检查压力传感器及转换器；检查线路，重启传感器；更换传感器。

流量传感器数据不准 受安装质量、环境影响 重新安装，采用新管

正压达不到，水泵在开启过程中停车

水泵、闸阀盘根漏水，真空排不到位 加强水泵检修

水泵自动化系统运行中主要常见故障

6 、工业电视监控系统• 工业电视系统主要是由矿用本安数字摄像仪、矿用本安模拟摄像头、信号装换器（各种交换机）、矿用防爆录像机、地面存储设备、视频服务器组成。通过 2000M环网通讯传输功能实现了对井下 85 个地点、地面 82 个地点实时监控。

井下主要地点监控画面

7 、打钻视频系统 打钻视频监控系统于 2013年 3月完成，现实现对井下瓦斯巷打钻地点的视频监控。

故障现象 检查故障原因 处理办法

单个摄像头显示无信号

1 、无电；2 、光纤或者网线损坏；3 、数字摄像头内部数据连接带松脱；4 、模拟摄像头，末端硬盘录像机中信号转换器基础不良

　

多个摄像头无信号1 、模拟摄像头，硬盘录像机无电或者光端机死机；2 、数字摄像头串联部分第一个摄像头无电或者串口损坏

　

地面摄像头易受雷击坏 　 建好接地系统、避雷系统

工业电视系统运行中主要常见故障

8 、人员定位系统• 人员定位系统是以 KJF80 监测分站为转换

节点，通过千兆环网中 COM口（ RS485模块）与地面服务器（ KJ69J软件）进行数据交换。通过 28 个监测分站、 131 个接收器和每人配备的发射器，实现对全矿井井下人员定位。

人员下井情况查询

人员下井轨迹查询

故障现象 检查故障原因 处理办法报故障缺电 发射器使用正常 厂家正在修改软件发射器易损坏 井下特殊环境 更换发射器

接收器通讯断1 、接收器线路故障2 、通讯子系统编号不一致3 、同一分站下的接收器编号不重复

1 、检查接收器线路2 、检查通讯子系统编号是否一致3 、同一分站下的接收器，检查编号

接收器接收数据不正常或间断接收

电源要求符合，分站正常工作，不超负荷

将接收器重新设置，观查一段时间，如果不正常，重新加设分站

数据库数据量过大 硬盘内存不够不能自动覆盖以前记录 厂家正在解决

人员定位系统运行中主要常见故障

1 、系统值班维护情况 （ 1 ）地面集控室值班每班 3 人： 2 人负责主运煤皮带集控系统操作、监控、瓦斯监控系统地面中心站的操作、监控、报表打印等工作； 1 人负责变电所电力监控系统、水泵集控系统、人员定位系统、视频系统的操作、监控。 （ 2 ）值班主任 3 人轮流 24 小时值班。 （ 3 ）系统安装维护 14 人。

三、系统管理情况

2 、管理制度建立情况 系统建成后针对系统制定了下述管理制度：其中有自动化控制岗位职责，石壕煤矿综合自动化系统、电力监控系统、皮带集控系统、人员定位系统、水泵集控系统、通讯系统、视频系统、计算机网络等安装、检查、维护、试验管理办法和操作规程。对系统进行规范管理。

四、安全生产效益• 矿进行自动化建设后共计减人 112 人。按人均年收入 5.6万元计算，

每年可节约资金 627.2万元。除去维护费用，运行 2 年即可收回投资。可见自动化实施后减人效果明显，矿井生产的经济效益得到提高，一定程度上缓解了招工难的问题。

• 运用电力监控系统，使停送电变得便捷，大幅降低了因停电无人及时复电引起的瓦斯超限事故次数，从而大大提高了矿井抗风险能力；削峰填谷更加简便，从而有效降低能耗。

• 工业电视的运用对现场判断更加直观，对违章违规行为发现增加了可行的手段。

• 生产控制的实时数据库和信息管理的关系数据库的接口，能够实现信息系统对生产数据的无障碍存取，随时随地传递全矿生产和安全信息，为领导指挥生产提供第一手资料。

• 矿井综合自动化系统的建成提高了矿整体的管理水平，使安全生产的基础更加坚实。实现了无人则安、减人提效的目的。

五、自动化系统建设的经验• 系统建设规划方面要充分考虑接口兼容性系统扩展性；• 统软件要求可靠性高，兼容性强；• 建设过程中严格按相关标准、规范、工艺施工；• 建设中的图纸资料齐全并与现场相符，建立完整齐全的档案资料；

• 加强平时检修维护中故障的收集分析总结；• 控制系统与视频系统相结合，确保设备的安全可靠运行；• 维护检修中对系统保护装置进行试验，提前预知并排除故障；• 机房、控制室的建设与系统规划要统筹考虑，并为以后发展

保留足够空间；• 提前挑选、培训系统建设、管理、维护人员。

六、综合自动化项目建设中存在的问题及今后发展方向

（ 1）对综合自动化技术的发展认识不足，信息技术应用投入不足。缺乏高水平的安全生产和信息化管理复合型人才，规范的信息化安全生产管理业务流程。（ 2）原高低压开关综合保护器通讯协议不一致，需要改造后才能接入电力监控系统。（ 3）某些系统采用的是分布式系统，开放性差，系统之间信息不能共享，信息处于孤岛状态。

1、存在的问题

煤矿综合自动化系统是现代化煤矿建设的一个趋势和必要环节。也是一个长期的复杂过程，是在不断实践中不断完善的过程，对其本质掌握也是逐步获得。随着煤炭企业信息化的发展和信息技术的不断应用，将大大提高煤炭企业全方位的科技含量和生产效率，降低生产成本，大幅提高安全生产的保障水平，创造可观的经济效益。石壕煤矿将从以下几方面进行建设： （ 1）探索性的将对采、掘工作面进行数据采集控制、视频监控。 （ 2）统一的软硬件平台：整合各生产子系统，建立系统纵向、横向间的联系。统一软件开发平台、人机界面、数据接口、通信协议等。融和系统间的功能，便于操作、查询、决策。 （ 3）数据的融合：统一数据库，合理数据结构，实现数据共享。简化了系统和网络结构，建立并协调了系统间的关系，统一了软件开发平台、通信协议、数据接口和数据库，使得系统间更易互联、信息更易共享，功能更易调用，在减少了系统投资的同时，也增强了系统的同一性、兼容性、可靠性、可扩展性。

2、煤矿综合自动化今后的建设方向

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