数字矿山整体解决方案(集团领导含部份子系统介绍内容较全) 有备注ppt课件.ppt

数字矿山整体解决方案,团结 创新 诚信 服务,王平 博士电话: 13910855852邮箱: QQ:754590769梅安森元图(北京)软件技术有限公司,汇报目录,一、数字矿山建设背景,三、数字矿山整体架构,四、数字矿山建设内容,五、数字矿山实施原则,二、数字矿山建设目标,1.1 数字矿山起源与发展,数 字 地 球: 1998.1.31, California 科学中心: A. Gore:OGC会议演讲 Digital Earth,数 字 中 国: 1998.6.1, 北京 江泽民： 接见两院院士 建设DE、DC,数字农业 数字交通 数字海洋 数字城市,2002 2003,数 字 矿 山: 是对真实矿山整体及其相关现象的统一性认 识与数字化再现，是一个“硅质矿山”。,1.2 数字矿山建设现状,基础设施建设,以太环网,数据机房,调度大屏,工业电视系统,扩播系统,1.2 数字矿山建设现状,各类子系统建设,1.3 数字矿山建设存在问题,汇报目录,一、数字矿山建设背景,三、数字矿山整体架构,四、数字矿山建设内容,五、数字矿山实施原则,二、数字矿山建设目标,4.1 数字矿山概念,为此，我们认为数字矿山是： （1）将矿井安全生产技术管理、设计、专家分析以及目标经营管理实现统一的数据管理与应用服务，基于地理空间、工作流、组态等构建数字矿山智能协同管控平台（CGIS、MES、CMIS），实现各类专业业务的协同设计、信息化管理与智能分析； （2）基于数字矿山协同管控平台与一张图理念（采掘工程图）高度集成监测传感器、自动化设备、人员定位、视频监控、束管监控、矿压监控、储量变化、回采掘进等安全、生产与监控信息，实现安全生产动态管理、集中管控、预警联动与专家决策分析等。,4.2 数字矿山的三个阶段,监控、分析、整合：矿山运行核心系统的各项关键信息（地质、测量、安全、生产、调度、自动化、瓦斯监测、视频监控、人员定位、水文监测等）。,1,2,3,智能响应应急联动：以集控与数据融合为基础，实现矿井灾害智能分析与预警联动，杜绝安全事故。,矿山管理新模式：以数据中心与集控中心等为基础，基于数字矿山管控体系，以高度集成、智能分析为主要特征的闭环管控、责任明确。,4.3 数字矿山建设目标,汇报目录,一、数字矿山建设背景,三、数字矿山整体架构,四、数字矿山建设内容,五、数字矿山实施原则,二、数字矿山建设目标,3.1 数字矿山建设思路,“12341”建设思路,数字矿山管控体系,数据中心与集控中心,协同地理信息系统平台（CGIS）矿井综合自动化平台（MES）协同管理信息系统平台（CMIS）,协同设计类、安全管理类经营管理类、专家分析类,统一发布,基于二维、三维与移动互联综合发布,3.2 数字矿山整体架构,数字矿山整体架构体系,3.3 数字矿山建设内容,汇报目录,一、数字矿山建设背景,三、数字矿山整体架构,四、数字矿山建设内容,五、数字矿山实施原则,二、数字矿山建设目标,1 数字矿山基础子系统建设,2、 集控中心,集控中心是整个综合集控层的核心，为矿井企业提供业务集中控制、过程控制。通过网络和控制数据库技术，整合所有控制类子系统的信息，综合了SCADA、系统集控、分控中心（流程专业分控）、各系统联动控制。基于二维、三维GIS实现数据管理与控制的一体化。,3、 数据中心,数据中心支持实时数据的大容量访问，快速数据传输与应用；实时数据更新及时，一旦更新直接推送；支持实时数据、关系数据与空间数据等多源数据存储；实时数据与关系数据合二为一。,提供规范的、标准的人员定位、监测监控、视频监控的数据接口，可接入已有系统，也可让将建系统写入，具备良好的兼容性与可扩展性。,4、专业应用系统,4.1 生产专业协同设计应用,生产专业协同设计应用基于GIS技术实现“统一数据库”、“一张图管理”、“分布式协同工作”，完成地质、测量、通风、机电、生产、调度、安全监测等部门的图形一体化，整合地质、测量、通风、机电、设计、生产技术等多种矿图数据，形成支持生产技术管理的空间数据中心，进而实现矿山生产动态更新与可视化监管，达到基于一张图的综合协调管理、数据无缝共享。,4.1 生产专业协同设计应用特点,（1）统一数据、统一平台 （2）一张图专业分层管理 （3）分布式协同制图设计 （4）动态同步更新与监测 （5）遵循行业规范与标准 （6）数据成图、高效精准 （7）扩展灵活、避免重建 （8）专业开发、操作简单,4.1 生产专业协同设计应用架构,4.1.1 生产专业协同设计应用效果,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,（1）地质与测量数据一体化管理，提供了方便友好的地测数据录入界面，实现了各类导线计算、孔斜计算、储量数据计算等数据处理算法，并提供了各种地测日常报表和台帐的自动生成和输出功能。 （2）系统提供了强大的专业辅助绘图功能，如自动生成图框、图签、坐标格网、裁剪等功能。 （3）系统提供了开放的符合矿山行业规范的符号库管理功能。 （4）基于测量基础数据的采掘巷道自动绘制，碎部巷道绘制，进而快速绘制采掘工程平面图。 （5）系统可自动提取钻孔数据，快速处理底板等高线，并自动实现储量计算。 （6）用户可根据现场实际需求，定制素描图模板，实现素描图的自动绘制。 （7）基于钻孔钻探资料或者钻探成果资料可按客户需求定制钻孔柱状图样式，实现钻孔柱状图的自动生成等。 （8）基于煤层储量计算图与相关数据处理模型快速绘制煤层预想剖面图，实现了平面图与剖面图的对应处理，可以在平面图上获得剖面图上的相关数据进而修正平面图，也可以在剖面图上获得平面图上的相关数据进而修正剖面图。,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,4.1.2 生产专业协同设计应用地质测量绘图,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,（1）面向“一通三防”应用构建了其基本图例库并可扩展。 （2）可实现通风系统图、通风网络图、通风立体图、防尘系统图等通防专题图绘制与管理。 （3）可实现阻力测定计算与各类风网解算 （4）可实现矿井风网解算方案的比较与同步。 （5）可实现瓦斯涌出量预测与需风量预测计算等。,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.3 生产专业协同设计应用一通三防设计,4.1.4 生产专业协同设计应用采掘辅助设计,采掘辅助设计系统主要包括回采工作面设计、巷道设计、通风设计、运输设计、机电设计以及采掘工程设计等。总体上讲，采掘辅助设计系统分为： （1）方案设计：一般包括采区设计、工作面设计等中小型设计； （2）专业设计：包括通风、运输、机电等设计，专业设计由设计部门和专业处室协同完成； （3）采掘工程辅助设计：包括采区车场设计、采区变电所设计、采区煤仓设计、采区水仓设计、硐室施工设计、巷道断面设计、交岔点设计等。 方案设计和专业设计主要是基于采掘工程平面图等基础图件进行，其设计依据是基础图件上包含的坐标和高程信息，以及地质、测量等部门提供的钻孔和巷道信息，即数据来源是地测部门提供的地质、测量等数据。,4.1.4 生产专业协同设计应用采掘辅助设计,4.1.4 生产专业协同设计应用采掘辅助设计,4.1.4 生产专业协同设计应用采掘辅助设计,4.1.4 生产专业协同设计应用采掘辅助设计,4.1.5 生产专业协同设计应用供电辅助设计,（1）矿井供电设计系统是集绘图、计算、管理、优化、统计于一体，可以同时完成设备参数库的建立、供电系统图的绘制、数据调用、标注、修改、储存、输出，故障电流计算、继电保护装置整定计算，电网数据的可视化管理等。 （2）系统除了具备通用软件功能外，还应具备与矿井供电设计相配套的专业功能。如提升运输设计主要建立提升运输的详细技术参数，自动绘制提升运输系统图并自动计算各种参数，根据参数自动进行设备及附机推荐选型。,4.1.5 生产专业协同设计应用供电辅助设计,4.1.5 生产专业协同设计应用供电辅助设计,4.2 安全生产业务管理应用,安全生产业务管理应用主要是基于网络、工作流与WebGIS等技术实现矿井地质、测量、采掘、通防、机电、调度、安全等专业业务的网络化与流程化管理。实现专业文档、数据、报表与图形的网络填报、汇总与审批，是一套面向矿山安全生产技术应用的ERP系统。 特点： （1）统一数据、统一平台 （2）单点登录、权限控制 （3）流程管理、责任明确,4.4.1 安全生产业务管理应用地质测量管理,（1）地质管理：包括地质三书、地质预报、地质卡片、煤层综合成果、钻探资料以及地质图件（储量计算图、水文地质图、剖面图等）等管理。 （2）测量管理：包括各类测量通知单（开口通知单、贯通通知单等）、测量台账（导线计算台账、导线成果台账）、测量数据以及测量图件（采掘工程平面图、井上下对照图等）等管理。,4.4.2 安全生产业务管理应用一通三防管理,主要包括通风、防瓦斯、防尘、防灭火数据、报表（测风报表、通风月报等）与台账（通风设施台账、供水管路台账等）管理以及通防图件（通风系统图、通风立体图、防尘系统图等）等管理。,4.4.3 安全生产业务管理应用回采掘进管理,主要包括回采进尺、掘进进尺、采掘衔接计划、月度衔接计划、年度衔接计划以及采煤报表与掘进报表等管理。,4.4.4 安全生产业务管理应用机电运输管理,主要包括机电技术资料、运输管理、大型材料管理、机电设备管理以及机电图件（供电系统图等）等管理。,4.4.5 安全生产业务管理应用安全综合管理,包括政策法规管理、安全管理（干部、领导、安监人员入升井考核，重点跟班、安全动态信息等）、安全档案管理（安全培训、人员调动、违章处理与安全惩罚）、事故和隐患排查管理、应急救援管理等。,4.3 专家分析应用,4.3.1 专家分析应用,基于云端的专家分析应用,4.3.2 专家分析应用煤与瓦斯突出,4.3.2 专家分析应用煤与瓦斯突出,基于回风流瓦斯浓度连续监测实时预警，可提前12天,4.3.2 专家分析应用煤与瓦斯突出,4.3.3 专家分析应用通风在线监测与实时解算,（1）可实现新建矿山通风网络系统设计、解算和矿井风流动态模拟；生产矿山通风网络解算，通风现状分析，通风系统调整方案设计、分析，通风系统风流动态模拟；任意风路固定风量、固定风压、矿井风量按需分配解算及动态模拟。 （2）动态解算和模拟巷道贯通、新掘或废弃巷道分支后通风系统的风流分配；自动根据风量要求反算调节风阻和调节风窗面积，动态模拟风门、风窗、密闭等通风构筑物设置和风量调节效果。 （3）计算并动态模拟井巷断面或长度变化后通风系统的变化；可进行风机调速、反风计算和动态模拟。 （4）自带主流风机数据库，可在风网优化设计的基础上自动进行风机选型，并进行风机运行工况点分析。,4.3.3 专家分析应用通风在线监测与实时解算,4.3.4 专家分析应用自燃火灾智能分析,（1）根据井下空气中一氧化碳 、乙烯、乙炔的产生和变化量进行综合分析，实现煤层自燃火灾的分阶段性预警，并提出针对性处理措施； （2）根据煤层和空气中温度的变化，实现煤层自燃火灾的早期预报，并提出针对性处理措施； （3）建立采空区“三带”数据模型，模拟工作面两端风压差（或风量）和工作面前移速度等对氧化带的影响，提出合理的风量配置和工作面推进速度； （4）建立采空区“火区”数据模型，模拟采空区漏风、风量增大、工作面推进度慢等因素可能引起采空区火灾的范围，以便提前采取预防性灌浆等措施。,4.4 目标经营管理应用,（1）以企业工作流程为基础，以业务处理为内容，以信息系统为工具，来实现企业的管理改善。 （2）系统主要以财务管理为中心、以成本控制为重点、以物流管理为基础，满足企业对财务、物流、成本、生产、安全、技术、调度、设备等业务的管理控制，通过该系统可以优化企业的管理流程，加强各环节的管理、堵塞各环节的管理漏洞，降低环节上的成本，提供丰富科学的数据分析和计划预测，提高企业管理水平。 （3）系统可集成以下几大系统：财务目标管理信息系统、煤炭运销管理信息系统、物资供应管理信息系统、办公自动化管理系统、人力资源管理系统等、企业门户管理系统。,4.5 综合发布与管控系统架构,63,4.5.2 基于WebGIS的综合集成与管控,采用WebGIS实现基于采掘工程平面的环境监测监控管理、人员定位管理、水文监测监控、束管监测监控、视频监控管理、自动化监控等信息的综合集成、报警联动与管控应用，达到监测传感器、人员路线以及视频传感器的位置化服务、网络化管理与快速联动。,64,4.5.2.1 基于WebGIS的综合集成与管控监测监控,基于一张图（采掘工程平面图）的安全监测监控应用,65,4.5.2.2 基于WebGIS的综合集成与管控人员管理,基于一张图（采掘工程平面图）的人员定位管理,66,4.5.2.3 基于WebGIS的综合集成与管控报警联动,67,4.5.3 基于3DGIS的综合集成与管控,（1）将埋藏在地表以下的矿山实体（如：巷道、工作面、构造、作业设备、人员、各类监控传感器等）及其状态（如：传感器信息、采煤机状态、掘进机状态、人员状态、主煤流设备状态、供电状态、排水系统状态等）基于地理空间构建三维虚拟环境平台，展现在用户（技术人员、业务管理人员、管理决策人员以及相关领导）面前； （2）基于三维平台嵌入监测传感器、自动化设备、人员定位管理、视频监控管理、束管监控管理、矿压监控管理、储量动态管理、掘进、回采等监控、安全与生产信息， 真正实现矿山企业的生产过程自动化、安全监控数字化、企业管理信息化、信息管理集约化、安全管理智慧化，服务于安全生产动态管理与辅助决策。,68,4.5.3.1基于3DGIS的综合集成与管控报警联动,69,4.5.3.2 基于3DGIS的综合集成与管控集成显示,70,4.5.3.3 基于3DGIS的综合集成与管控多源集成,71,4.5.3.4 基于3DGIS的综合集成与管控多源集成,72,4.5.3.5 基于3DGIS的综合集成与管控三维场景,73,4.5.3.6 基于3DGIS的综合集成与管控自动化接入,74,4.5.4 移动互联综合集成与管控,主要构建一体化移动应用矿山信息化管理平台，基于WebGIS整合手机安全监测、手机展示人员定位、手机视频监控、手机安全巡检、移动办公、生产和经营报表等功能，用移动化手段促进、提升井下安全管理水平。,75,4.5.4 移动互联综合集成与管控,6、解决方案优势,业务融合,通过基于平台化的建设理念与数据共享后，将以前各子系统零散的业务融合起来，达成业务高度统一。,综合硬件传输平台基于统一的TCP/IP传输网络，并提供具备多种数据输入接口的统一接入设备。,传输整合,智能分析,通过对各子系统、上层业务系统、数据中心的海量数据进行挖掘，利用模型、趋势等先进技术对矿山的安全生产状态进行实时智能分析。,数据共享,将以前数据独立，无法进行共享的数据整行整合，消 除“数据孤岛”。,6.1 解决方案优势统一的数据传输,采用综合硬件传输平台实现统一的数据传输。 综合硬件传输平台是基于统一的TCP/IP传输网络，并提供具备多种数据输入接口（包括光口、网口、RS485、WIFI、3G、RFID等）的统一接入设备，实现煤矿现有的安全监控、人员定位、无线通信、扩播通信、程控调度、视频监控等各类子系统的统一传输，以及各个系统的数据共享及融合 。 同时，解决大数据的电缆传输也是关键技术之一。,6.1 解决方案优势统一的数据传输,优势：降低维护、省力、省成本,6.1 解决方案优势统一的数据传输,采用“基于实时+关系数据库的数据组织与存储”实现数据统一管理，达到数据共享。,（1）实时数据主动向终端推送机制（2）可配置的多并发数和大数据吞 吐量，提供多用户高频率的访问（3）高效的实时与历史数据查询（4）典型数据压缩比，节约磁盘存 储空间（5）可有效解决SQL数据库在大数据量、多并发、高频率访问下容易出现拥塞、崩溃等现象。,6.2 解决方案优势统一的数据管理,采用二维、三维协同一体化的解决方案实现专业设计、综合集成展示应用。,1,2,3,6.3 解决方案优势统一的业务融合,提供“基于大数据的智能专家分析平台”。 （1）基于云端的专家分析平台 基于云端的专家分析平台能够充分利用后端的大数据信息和完备的专家知识库，实现各类灾害的实时分析和预测预报服务，定期形成对煤矿安全生产的专业建议。 （2）开放的专家知识平台 平台开放了强大的专家知识编辑功能，用户可以根据现场的具体需求，实时自定义基于多系统的数据分析和联动规则，形成简单的现场专家知识应用，无需修改代码。,6.4 解决方案优势实时的智能分析,实时对各类故障进行报警分析与指示等，并可以远程控制。,汇报目录,一、数字矿山建设背景,三、数字矿山整体架构,四、数字矿山建设内容,五、数字矿山实施原则,二、数字矿山建设目标,五、数字矿山实施原则,4,3,2,1,实施信息资源规划.建立完善数字矿山基础标准，避免形成“信息孤岛”。,响应党和国家节约型社会的号召，充分了解已有资源，充分利用已有资源，避免重复建设,建立数字矿山领导小组，帮助与协调解决构建数字矿山体系过程中的相关问题。设置相应机构或加强调度信息中心的职能，完善监督制约机制。,分阶段、分步骤完成数字矿山建设。选择示范矿井实施，以点带面，最终完成整个集团的数字矿山建设。,总体规划分步实施,加强领导强化监督,利用资源倡导节约,信息基础强化建设,5,采取切实的措施吸引人才，大力发现和培养复合型人才，充分发挥他们在数字矿山建设工作中的作用。,吸引人才注重培养,创新推动安全发展服务构建和谐未来,团结 创新 诚信 服务,