電機車無人駕駛系統解決方案

背景

目前國內地下軌道運輸系統均為崗位人員現場駕駛、操作。每臺電機車需配一名電機車司機和一名放礦工，通過相互配合才能完成對車、裝礦、行車、放礦過程。易造成裝礦效率低下及裝載異常等問題，且存在很大的安全隱患。國外地下軌道運輸系統最早起源于上世紀70年代，瑞典基律納地下鐵礦首先研發無線遙控電機車和無線通訊技術，并成功實現了地下電機車的無線遙控駕駛。北京速力科技有限公司為實現地下軌道運輸系統自動運行，通過3年的自主研發及現場實驗，于2013年11月7日在首鋼礦業公司杏山鐵礦全面上線，至今穩定運行，成功取消了地下軌道運輸系統的地下崗位人員，實現了地下軌道運輸系統自動運行并取得了如下成績：

實現地下軌道運輸系統自動運行；

2013年實現了杏山鐵礦-180m水平電機車地面遠程遙控，獲得冶金礦山科學技術一等獎；

2014年4月份申請并獲得專利；

2014年5月通過國家安監總局驗收，被國家安全監管總局命名為第一批安全科技“四個一批”項目示范工程。

解決方案

北京速力科技有限公司研發的地下軌道運輸系統自動運行解決方案申請并獲得國家專利以及獲得國家相關部門的一致認可，足以證明此系統成功結合了通訊系統、自動化系統、網絡系統、機械系統、電氣系統、遙控系統、信號系統。以最優行駛路線及成本效益核算方法進行車輛的運行指揮，顯著提高了鐵路線路的利用率、容量、安全性。通過基于里程儀、定位矯正器、速度儀等實現機車的精確定位?；跓o線通信系統的列車控制系統（SLJC）和信集閉車輛指揮系統，實現地下軌道運輸的全自動運行。該系統能夠與礦山原有運輸系統集成一體化，具有擴展性，滿足不同客戶的需求，適用于具有軌道運輸的地下礦山。

系統組成

該系統由派配礦單元（數字化配礦系統、派車系統）、機車單元（地下電機車運輸系統、電機車自動保護系統）、運行單元（地下窄軌信集閉控制系統、操作臺系統、無線通訊系統）、裝礦單元（溜井遠程裝礦系統、溜井遠程裝礦視頻監控系統）、卸礦單元（地下自動卸載站系統和自動清掃系統）等組成。

圖1 系統構成圖

該系統通過使用成熟的工業控制硬件及軟件，在降低成本的同時提高系統的可靠性、安全性。根據客戶的需求可以實現地下軌道運輸系統的全自動運行及司機輔助運行。

派配礦單元

建立地下以主溜井為中心的最優配礦方案，電機車從卸載站開始，遵循輸出品位穩定的原則，按照采區各溜井的儲礦量、地質品位進行數字化派車和配礦；按照最優配礦方案直接安排生產計劃，確定各溜井的放礦順序與放礦量，確定電機車的運行區間及運行線路。

一級：采場配礦，即鏟運機從采場出礦再翻卸到采場溜井的配礦過程。按照地質模型，根據放礦橢球體理論，建立數學模型，計算每一鏟的參數，鏟運機由目標進路向采場溜井卸礦，進行綜合配礦。

二級：主溜井配礦，即電機車從各溜井裝礦再卸往主溜井的配礦過程。根據一級配礦的結果，依據產量參數、質量參數、安全參數、狀態參數、時間參數，按照數學模型直接安排生產計劃，確定各溜井的放礦順序與放礦量，保證入選礦石的均衡穩定。

按照二級配礦計劃編制的生產計劃安排，“信集閉”控制系統指揮電機車的運行區間和裝礦點位。地面遠程遙控電機車按“信集閉”系統的行車路線和指令完成主運輸水平的生產任務。

圖2   派配礦系統框架圖

機車單元

機車單元包括地下電機車運輸系統、電機車自動保護系統。在電機車上安裝自動化工業控制系統，通過無線、有線網絡與主控室操作臺控制系統通訊，接受主控室操作臺的各種指令，并將電機車的運行信息傳送給主控室操作臺。在電機車車頭安裝網絡攝像頭，經無線網絡與地面實現通信，實現遠程路況視頻監視。

圖3 機車單元畫面

圖4 電機車無線視頻圖

運行單元

通過“信集閉”自動控制系統、指揮車輛系統、精確位置檢測系統、無線通訊傳輸系統、視頻系統、地面操作臺系統的一體化集成，實現地面遠程遙控地下電機車運行。

地面遠程遙控運行：主控室電機車操作人員發出裝礦申請，調度根據生產任務發出裝礦指令，“信集閉”收到指令后根據線路情況自動變換紅綠燈，指揮電機車到指定溜井處進行裝礦。電機車操作人員通過手柄遠程控制電機車運行到至指定位置，其中控制電機車運行速度具有定速巡航功能，司機可以根據不同區間設定速度，減少司機工作量。到達目的溜井后電機車操作人員進行遠程放礦和對車，確保電機車裝礦量滿足工藝要求；裝礦完成后發出卸礦申請，信集閉系統收到申請后，自行判斷該線路情況，并指揮車輛到卸礦站進行卸礦，完成一個裝卸礦循環。

全自動運行：根據數字化派配礦系統指令信息，信集閉系統自動應答、自動指揮控制信號燈、轉轍機，形成從卸礦站到裝載點、裝載點到卸礦站的運行路線。電機車根據派配礦、信集閉系統的綜合信息及指令實現全自動運行。在運行過程中基于電機車精確定位系統、判斷出車輛的具體位置，根據車輛的具體位置實現自動升降弓，不同區間定速自動行駛。

圖5   窄軌信集閉控制系統

圖6   操作工操控圖片

圖7   遠程遙控自動化主畫面

裝礦單元

通過視頻圖像，操控裝礦自動化控制系統，實現地面遠程裝礦。

圖8   操作臺選擇溜井放礦機畫面

圖9   裝礦單元

電機車到達裝礦溜井處，電機車操作人員通過上位畫面顯示，選擇確認需要控制的溜井，將被控溜井與地面控制系統建立起連接關系，發出指令對所選溜井進行控制。通過切換各個放礦機的視頻監視畫面，統一協調操作振動放礦機和電機車，完成遠程裝礦過程。

卸礦單元

通過自動卸載和自動清掃系統，完成電機車自動卸礦運行。電機車進入卸載站，自動運行控制系統通過控制速度保證電機車勻速經過卸載站的曲軌卸礦裝置，完成自動卸礦流程。在卸礦過程中也同步實現了自動清掃工序環節。

圖10   卸礦站

圖11   卸礦單元畫面

實施功能及優化提升

實施功能

地下電機車運輸生產環節現場無人、地面遠程遙控的新型生產作業方式。

地下電機車運輸實現自動運行，提高系統的運行效率。

①只需一人在地面遠程遙控電機車并同時裝礦，提高裝礦速度；

②通過機車分區段定速運行功能，實現電機車自動運行，按標準控制電機車運行速度，提高電機車作業率；

③通過各分支系統的有效集成，實現了網絡化、數字化、可視化的新管理方式，提高電機車臺時效率。

系統優化提升

北京速力科技有限公司地下軌道運輸系統自動運行解決方案，已經能夠實現精確定位，目前定位誤差不大

于50cm，可實現“根據礦山規模，實現一人操作多臺電機車”。

應用效果與經濟效益

應用效果

(1) 消除安全隱患，地下電機車運行更加規范高效順穩；

(2) 提高運輸、生產自動化和信息化水平，促進了管理進步與變革；

(3) 改善崗位工作環境，提高了運輸生產效率。

經濟效益

(1) 通過優化設計，實現最優配礦，減少電機車臺數，降低投資成本；

(2) 減少人力資源成本；

(3) 提高運輸效率效益；

(4) 確保礦石質量穩定；

(5) 降低人為操作所造成的經濟損失；

(6) 減少電機車耗電，降低效益。

地采有軌運輸無人駕駛EPC解決方案

項目背景：

隨著礦山轉型升級的進行，礦山生產已由原本的粗放型生產模式轉向大型化、精細化的綠色礦山生產模式。這就更加需要專業管理、專業技術控制，通過專業隊伍的精細管理、精細技術、精細操作，將礦業開發過程中的每個環節有機結合，最大限度的提高資源利用率和資源效益轉化率，降低礦企運營風險，實現資源高效整合及礦企利潤最大化。

礦山項目總承包，是礦業開發體制的轉變。選擇礦山承包，可以把礦主從繁忙的工作中解放出來，去做更有價值的事。EPC工程總包和“交鑰匙”工程是礦山承包模式中比較常見的兩種。

1、EPC工程總承包（Engineering-Procurement-Construction 簡稱 EPC），是設計采購施工總承包工程的簡稱，是指工程總承包企業按照合同約定，承擔工程項目的設計、采購、施工、試運行服務等工作，并對承包工程的質量、安全、工期、造價全面負責。

2、交鑰匙工程（Turnkey）是指工程設計、采購、施工工程總承包向兩頭擴展延伸而形成的業務和責任范圍更廣的總承包模式，交鑰匙工程不僅承包工程項目的建設實施任務，而且提供建設項目前期工作和運營準備工作的綜合服務，其范圍包括：

（1）項目前期的投資機會研究、項目發展策劃、建設方案及可行性研究和經濟評價；

（2）工程勘察、總體規劃方案和工程設計；

（3）工程采購和施工；

（4）項目動用準備和生產運營組織；

（5）項目維護及牧業管理的策劃與實施等。

北京速力公司依托自身優勢及與首鋼礦建等單位合作，開啟了井下礦山運輸水平EPC總承包模式，為客戶帶來更快捷更實用適用的承包模式。

技術方案編制依據：

（1）礦山可研及初設；

（2）相關圖紙及需求分析；

（3）國家、行業有關標準和規定的要求。

總承包工程招標范圍：

運輸中段的運輸系統、裝載系統、卸載系統、風水管路系統、動力系統、照明接地系統、網絡通訊信號系統、視頻監控系統、無人駕駛控制系統（配合調試)，具體內=容如下：

運輸系統：鋼軌、道岔、軌道衡、轉轍機的采購及施工；道渣和枕木的采購及施工；劃線的采購、安裝。 礦車設計、采購、施工。馬頭門的推車器、阻車器、搖臺的采購、安裝。

裝載系統：裝載站、料位檢測系統的設計、采購與施工。

卸載系統：卸載站（含助力驅動裝置)、料位檢測系統的設計、采購、施工。

風水管路系統：運輸中段壓風自救管路采購、施工。運輸中段供水施救管路采購、施工。局部通風設備（JK55-2No.4.5型局扇3臺，電機功率11kw)的采購、施工。

動力系統：中央變電所至采區變電所電纜敷設；采區變電所高低壓柜、變壓器安裝及 調試；采區變電所至牽引網絡電纜敷設。運輸中段避災硐室供電電纜敷設及電氣設備安裝。電機車及礦車檢修硐室電氣供配電安裝及調試；硐室內電動葫蘆安裝及調試。運輸水平牽引整流系統的設計優化、采購、安裝及調試。牽引網絡的采購、安裝及調試。

照明接地系統：照明及接地系統的設備材料采購、安裝調試。

網絡通訊信號系統：無線網絡、有線網絡、交通信號系統的設計、采購、施工。

視頻監控系統：視頻監控（裝礦、運輸、卸載、道岔、牽引變電所、副井馬頭門等）的設計、采購、施工。

無人駕駛控制系統（電機車無人駕駛系統）：實現運輸水平信集閉控制系統與電機車無人駕駛系統的充分結合，最終實現電機車裝、運、卸全程無人干預自主運行。包括電機車、車廂等采購安裝調。

鏟運機遙控駕駛系統解決方案

實施背景

按照智能礦山建設規劃：智能采礦以單體設備無人操控、自主運行為目標。在井下通訊平臺搭建的基礎上，抓住當前物聯網、大數據、云計算、虛擬現實、區塊鏈、5G等為代表的現代信息技術快速發展的有利時機，以采區單體設備為突破點，研究、實施關鍵設備遠程遙控、自動駕駛，為地采智能礦山建設提供標桿，提升國內地采礦山行業影響力。

采場作業設備中，負責回采甩礦的電動鏟運機處于核心地位，是礦山采礦能力的標尺，其自動化水平，具有很強的可復制性和推廣性；同時因其工作環境差、生產任務重等因素，急需將崗位人員解放出來，踐行地采礦山“無人則安、少人則安”的本質安全理念，提出對鏟運機進行遠程遙控改造的研究。

建設目標

該項目建設目標是對甩礦作業的電動鏟運機實施遠程控制改造，解決日益增加生產任務與現場環境的矛盾。

系統組成及架構

鏟運機視頻模塊

視頻系統是遙控駕駛中關鍵環節，操作人員了解現場情況的唯一途徑，該系統使用高清車載攝像機等設備實現該功能。

鏟運機鏟礦畫面

鏟運機雷達防碰撞模塊

激光雷達、超聲波雷達與域控制器配合完成防碰撞功能。在鏟運機的邊沿位置安裝激光雷達，實現該功能。

鏟運機遙控駕駛定位模塊

通過定位模塊確定鏟運機實時位置，便于遠程直觀操作。

鏟運機遙控駕駛車載控制箱

車載控制箱負責采集鏟運機本體的運行狀態信息、控制各操作指令的輸出 以及與遠程操作臺之間的數據交換。車載控制單元控制鏟運機的鏟斗、大臂、左右轉向、運行方向等動作，同時對鏟運機狀態進行監測，采集系統信息，做出智能判斷輔助駕駛員操作；

手持遙控模塊

手持遙控模塊包括手持遙控終端和遙控接收終端，可實現視距遙控。

通信傳輸模塊

通訊傳輸承擔了遙控操作平臺與設備之間的所有通信任務，包括操作平臺對設備的控制通信、設備狀態信息上傳到操作平臺狀態監視器的通信、視頻系統上傳到操作平臺視頻監視器的通信。

遠程遙控操作平臺

遙控操作臺作為整個系統的展示平臺，遙控操作臺主要完成對所有手柄和開關數據的采集、鏟運機視頻、鏟運機運轉數據的顯示、進行道路信息的導航顯示等功能。座椅采用六位可調座椅，提高操作人員的舒適性。

應用效果效益

鏟運機遠程遙控系統實際使用圖

系統穩定、反應速度快、精準度高，能夠滿足現場的各種生產條件。駕駛員經過培訓后，遠程操作效率達到81%，后續熟練后效率會進一步提高。

將鏟運機由井下現場操控改為遠程遙控，減少井下現場作業人員4人，消除開車過程中顛簸，遠離粉塵、有毒有害氣體等，減少職業病罹患風險，降低操作人員面臨頂板冒落危險的幾率，提高本質化安全水平。

地下智能破碎控制系統解決方案

背景

建立地下破碎機至主井提升的自動控制系統，實現地面控制中心對整個系統的集中監控和集中管理，設備自動連鎖、保護控制，確保整個系統安全、穩定、高效運行。

建設目標

實現地下破碎系統無人值守；

實現與主井提升無縫鏈接。

系統組成

控制站設置PLC控制系統，負責破碎系統的重型板式喂料機、破碎機、給料機、集料膠帶機等設備的控制與管理。通過冗余的以太網與主控制（調度）系統連接，接受主控制室操作指令。上部礦倉實現下料位報警、聯鎖；破碎機等電氣設備實現電機運行狀態監控，自動開停聯鎖控制。下部礦倉實現料位指示、記錄、報警、聯鎖；皮帶機等電氣設備實現電機運行狀態監控，自動開停聯鎖控制。能夠對除塵器進出口粉塵濃度進行指示、記錄及除塵器灰倉高低料位進行報警，同時設置啟停預告信號、設備運行狀態信號、生產聯系信號，以及事故信號等必要的信號系統。

系統效果

無縫鏈接主井提升，完成生產聯鎖運行；

破碎智能運行模式，提高生產管理效率；

高精準性料位檢測，保證生產順暢穩定；

界面友好操作簡單，實現生產一鍵啟停。

提升控制系統解決方案

背景

提升系統是生產過程中的重要環節，井下礦石經過運輸至井底，然后經過提升系統提至地面。提升系統是礦井運輸的咽喉。

系統組成

提升機的控制系統主要包括主控系統及監控系統兩部分。主控系統負責協調管理提升機的操作和報警任務，通過檢測提升容器在井筒中的準確位置以及速度的基礎上實現行程控制；監控系統在硬件和軟件上均獨立于提升機主控系統的PLC，主要完成滑繩、過卷和超速等判斷，實現提升全過程的位置、速度監控。

系統效果

無縫鏈接破碎系統，完成生產聯鎖運行；

多種運行模式選擇，提高生產管理效率；

全過程數據檢測，保證生產順暢穩定。

通風智能控制系統解決方案

背景

向地下連續輸送新鮮空氣，稀釋并排出有毒、有害氣體和粉塵,調節礦內小氣候，創造良好的工作環境,保證礦工安全與健康，提高勞動生產率是通風系統的主要目的。建立地下智能通風控制系統，實現地表控制中心對地下風機監控和管理，實時采集風速、風壓數據，智能調節風量，保證地下新風的輸送和有害氣體的排出，創造良好工作環境，保證人員安全與健康。

建設目標

（1）調節地下氣候，為地下創造良好的工作環境；

（2）風機站遠程監控，設備連鎖保護，報警顯示；

（3）有害氣體數據實時采集，異常情況及時報警；

（4）風量調節自動控制，按需通風。

系統組成

氣體監測傳感器：在回風巷、風機出口和工作面等部分安裝有害氣體采集傳感器和采集站，實時監測氣體環境信息。

風速、風壓監測：在風機出口和巷道設置風速、風壓傳感器，實時監測通風數據。風機站設置PLC控制系統，采集環境氣體、風速、風壓數據，結合控制模型給出適合的通風量數據，自動調節風量。

風機電機的電流、電壓、軸承溫度：通過檢測風機的電流電壓軸承溫度來掌握電機的使用情況。實現機站風機遠方集中控制及就地控制兩種方式。風機設有起?？刂?、正反轉控制，并將風壓、風速、風機電機的電流、電壓、功率、軸承溫度、電機運行狀態以及故障等信號送入計算機系統反饋回主控制室。

系統效果

地下通風系統無人值守   

遠程控制設備運行；

實時監控設備狀態；

在線監測設備、傳感器故障；

自動報警、數據查詢；

通風設備智能運行；

根據需求調節風機轉速，滿足對風量需求。

排水智能控制系統解決方案

背景

建立地下排水自動控制系統，實現地表控制中心對整個系統的集中監控和管理，設備保護控制，設備智能啟停運行方式，保證整個系統安全、高效運行。

建設目標

在地面集控中心對地下水泵的遠程開停和在線監測，實現泵房無人值守。設計幾臺泵自動輪換工作控制，使各水泵及其管路的使用率分布均勻，當某臺泵或所屬閥門故障 ，系統自動發出聲光報警，并在計算機上動態閃爍顯示，記錄事故。

系統組成

在地下中央變電所內設置PLC控制站。負責排水水泵設備的控制與管理。檢測各個水泵電流，檢測水位液面，供水管道壓力、流量等。PLC自動化控制系統通過冗余的以太環網與主控制（調度）系統連接。實現遠程集中主控室管理的現代生產管理模式。

數據監測

實現對水倉水位、供水壓力、供水流量、電機溫度、振動等數據實時監測。

控制功能

靈活多樣的控制方式，滿足正常生產、調試和檢修的不同需求，實現在地表指揮中心集中監控。

優化策略

自動輪換工作：

防止某些水泵及其電氣設備因長時間運行導致磨損太快，受潮或其他故障，當需要緊急啟動卻又無法運行影響正常工作，從設備維護和系統安全考慮，設計水泵自動輪換工作控制，系統自動記錄水泵運行時間，下次開機時通過記錄比較記錄數據來確定開機數量。

避峰填谷控制：

系統可以根據電網負荷和供電部門規定的平段、谷段、峰段供電電價時間段，在水位不高的情況下，以“避峰填谷”的原則確定開、停泵時間，讓系統用點盡量在“平段”和“谷段”工作，盡量避免“峰段”的工作時間。

應用效果

水泵輪換工作控制，提高系統可靠性；

“避峰填谷”工作模式，降低設備電能消耗；

高精準性水位預測，保證生產順暢穩定；

變電站無人值守系統解決方案

背景

井下變電所是井下供電系統的重要組成，變電所的安全運行關系著企業的安全生產，也關系企業的經濟運行。面對井下復雜的地質條件、惡劣的作業環境，變電所無人值守是適應企業的發展需要，變電所無人值守能有效的降低人員的使用，降低企業成本。

建設目標

為了提高全礦自動化控制水平，提高勞動生產率，對生產設備進行監控，并采取相應的技術措施，實現對電氣設備及系統的參數如電流、電壓、功率等的監測，以及對電氣設備的運行狀態、預報及故障信號的監控，通過計算機網路，送至總控制室。

系統組成

各水平變電所設置采集控制站，采集中央變電所綜保系統和變電所裝設的多功能監測裝置系統的各種數據，將各配電回路電氣數據如電流、電壓、功率等傳到控制系統。

通信網絡

通過RS485或以太網的方式，采集綜保系統和多功能電表數據

采集控制站

在各個水平變電所設置控制站，能夠處理采集上來的信息，能夠通過控制站進行遠程停送電。

監控主機

地表控制中心放置監控主機，實時顯示井下個變電所數據，用于設置參數、顯示報警、遠程控制停送電等，生成生產用電報表。

系統效果

高、低壓配電室無人值守；

數據自動采集；

遠程停送電，降低人員勞動強度。

斜坡道車輛交通智能管控系統解決方案

背景

安全生產一直是礦山企業生產的重中之重，隨著地下開采范圍增大，運輸任務增長，地下運輸車輛逐漸增多。如果無軌車輛運行沒有合理的管控系統，相互行駛的車輛不能了解對象情況，極易引起車輛在某個區域發生阻塞，導致車輛頻發倒車，造成燃油浪費，運輸效率低下，嚴重的還可能導致安全事故發生。因此，一套機動靈活、適應性強、安全高效的交通管控系統顯得尤為關鍵。

建設目標

在斜坡道出入口、錯車道出入口設置三顯示信號機，該信號系統采用自動和人為雙向控制。通過地感線圈加ＷＩＦＩ設備定位技術實施車輛測量，能做到車輛全程跟蹤顯示，調度室與巷道內的機動車輛及機動車輛間通過ＷＩＦＩ無線電話實現直接通信。系統實現現場無人指揮，全自動運行模式。

系統組成

（１）入口、錯車道、三叉口，其中包括由主路--〉輔路，輔路--〉主路，水平巷道—〉輔路均需要安裝禁直行和直行標志燈。以及在岔路口安裝禁左及禁右標志。

（２）在各關鍵點位的地面安裝地感線圈，由地感線圈檢測車輛運行情況，因斜坡道內具有ＷＩＦＩ信號全覆蓋信號，可以通過定位標簽對車輛位置進行輔助定位功能，基于上述檢測通過系統邏輯判斷，指揮車輛運行。

（３）信號燈的控制采用西門子PLC 來進行實現?？紤]上行車具有優先通過該路段的權力。下行車避讓上行車，當檢測到有上行的車輛通過時，對面路段信號燈為禁行燈，下行車輛開進錯車道避讓。

（４）系統同時還具有以下功能：

1、實時顯示斜坡道巷道圖，實時顯示系統地感線圈、信號機在斜坡道內的分布狀況及各信號燈的狀態。

2、顯示斜坡道內各區段車輛行駛的方向，區段內有無車輛行駛及車輛數。

3、顯示報警畫面：違章或車輛在斜坡道內停留時間過長，系統自動報警。報警內容包括：時間、位置、類型。

4、信號燈人工控制功能。當斜坡道內出現非正常運行狀態，可進行人工控制，切換信號。

應用效果

車輛識別技術可靠，提高系統安全系數；

運行規則設置靈活，滿足地下運輸需求；

智能交通管控模式，促進生產管理革新；

通用工業控制系統，擴容性強簡單實用。

地下安全避險六大系統解決方案

背景

全面貫徹科學發展觀，遵循共同發展理念，各體系必須在金屬非金屬礦山安全。保證“六大體系”的建設和實施中堅持相互協調。確保人員安全是前提，關注員工的生命和健康。以地下安全生產數據、語音、圖像為基礎，建立安全生產綜合管理平臺，直觀、實時顯示地下安全生產數據，全面掌控地下安全生產狀況，提高抗災避險能力，預防生產事故發生，確保地采生產全本安運行。

建設目標

系統建設本著“實用、可靠、先進、經濟”的指導思想，符合相關規程規范的要求以及結合礦井的實際需要，實現礦井的人員（車輛）高精度定位、人員（車輛）活動軌跡跟蹤與分析、出入重點區域/限制區域管理等，實現監測管理的一體化，提高礦山企業的安全生產管理水平，提升礦山企業的信息化水平，為智能化礦井建設奠定基礎。實現與安全監控、應急廣播、視頻監控等系統的融合與聯動，提高安全預測預警水平，實現與安全監測監控信息的深度分析和綜合利用。為礦山企業節約成本、強化生產安全管理、提高工作效率，適應地采礦山安全生產需要。既要滿足當前生產需要，又符合未來礦山主流發展方向，在一定時間內保持先進性。

系統功能

地下人員定位跟蹤；

地上和地下雙向語音通訊；

地下關鍵設備（如風機、水泵等）實時在線監控；

地下實時生產數據監測、分析；

地下關鍵位置的視頻監測監控；

地下供水、供風、供電的監測監控；

地下局扇聯鎖控制，實現按需供風；

避難硐室保障災變時的應急避險；

壓風自救系統，提供充足空氣，滿足避難礦工呼吸需要；

供水施救系統，為避難礦工提供充足的生存用水。

系統效果

精確性定位，提升減災救援能力；

實時性監控，及時掌握生產信息；

平臺化管理，統一生產指揮調度；

實用性系統，經濟高效安全可靠；

規范化建設，符合國家規章制度。

地表干選控制系統解決方案

背景

從地下通過主井提升系統運到地表箕斗倉內, 通過倉下部膠帶系統運往地面干選車間，建立地表干選自動控制系統，實現控制中心對整個系統的集中監控和管理，設備自動連鎖、保護控制，確保整個系統安全、穩定、高效運行。

建設目標

（1）集中操控，現場無人值守；

（2）卸料小車自動布料，無需人工干預；

（3）礦石自動裝車；

（4）實現“一鍵啟?！?，工藝設備連鎖保護和故障預警。

系統組成

干選PLC控制站負責干選系統設備的控制與管理。通過冗余的以太環網與主控制（調度）系統連接，接受主控制室操作指令。

干選系統有三種基本的運行方式：現場手動運行、計算機單體運行、計算機連鎖運行。實現礦倉料位指示、記錄、報警、聯鎖；膠帶機電機運行狀態監控；膠帶機自動開停聯鎖控制

應用效果

設備保護檢測完善，生產聯鎖運行；

全流程自動運行，現場無人值守；

建立多種控制模型，提高生產管理效率；

全過程數據檢測，保證生產順暢穩定。

移動設備信息采集系統解決方案

背景

建立地面主控室對單體設備調度指令的下達和采集各種信息的數據通道。在設備上安裝基于WIFI技術的無線AP基站，采區設備工作區間主要運行通道布設WIFI定位標簽，對鏟運機在其工作區間進行定位，實現鏟運機運行軌跡的記錄。

建設目標

目前，國外的單體設備已經實現由地面進行集中監控、遙控作業。杏山鐵礦的井下生產采掘設備，首先應滿足單體采掘設備的數據及時采集，其次部分進行有線或無線遙控操作。為很好的了解掌握其運行情況，也為進一步的遠程監視和控制，對上述單體設備安裝通訊接口，通過有線和無線的方式與主控室進行連接和通訊。為實現地面遙控作業打下先期基礎工作。

系統亮點

實現單體設備地面集中監控、遙控作業。

系統功能

設備運行數據無線采集；

工作區間實時定位。

系統效果

遠程遙控作業，改善工作環境；

記錄運行軌跡，優化作業線路，提高作業效率。

閉路監控系統解決方案

背景

隨著礦井生產自動化程度的不斷提高和生產工藝的改進，為達到高產高效、安全生產的目的，須對安全生產重要環節、場所安裝視頻監控，通過視頻監控系統，地面人員能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生產情況，及時發現各監控點的違章作業情況，達到防患以未然，為礦井的安全生產保駕護航。

目標

通過對井下重點點位安裝視頻攝像機，監視井下安全生產情況。及時快速發現問題。確保監測信息的安全性、真實性、唯一性、完整性和可靠性。

組成

為加強安全管理，監視井下安全生產情況，在關鍵部位設置監控攝像頭。在提升系統設立視頻監控系統，實現對井口調度室、提升絞車房、提升人員進出場所、各水平井口、井底、中段馬頭門、調車場等點位的視頻監控點位。同時在主井提升裝礦硐室（裝礦狀態）、主井提升卸礦點位、地面干選放礦、主溜井卸礦硐室、井下火藥庫及其它重要部位加裝視頻監控系統。安裝在井下火藥庫的視頻設備符合相應防爆等級要求。

對所有閉路電視監控系統的圖像均進行錄制存儲，硬盤存儲時間不小于3個月。每過2個月進行一次永久存儲介質備份。視頻監控系統具有現場模擬視頻顯示，同時轉換為數字信號，實現網絡數據顯示、傳輸、存儲、處理、打印等功能。

信號傳輸采用光纖網絡傳輸，保證信號不受干擾、不失真。滿足長距離的傳輸。

系統亮點

遠程視頻監控，地面人員隨時掌握井下實時情況；

直觀監視和記錄井下工作現場安全生產情況，防患事故于未然。

監控信號數字化傳輸，保證畫面質量。

有線通訊系統解決方案

背景

根據《AQ2036-2011金屬非金屬地下礦山地下礦山通信聯絡系統建設規范》技術要求，為實現生產、調度、管理、救援等各環節直接通信聯絡目的，在井下設置可靠的通信聯絡系統，包括：有線通信系統、廣播對講系統、無線通信系統。

系統目標

通過在井下安裝有線和無線通信設備，實現在生產、調度、管理、救援等各環節直接通信聯絡的總體目標。有線通信聯絡系統與無線通信聯絡系統之間能實現雙向語音通訊。保證井下的通信穩定、可靠、暢通。

系統組成

基于井下安全和生產的需要，在地面生產指揮中心設立通訊機房，安裝數字程控交換機及相關設備，負責全廠各生產崗位間的有線通訊。通過對不同點位通話功能的區分，實現局內電話和出局電話的配置。井下通信系統考慮到可靠性、安全性的原則，從生產指揮中心電訊機房敷設到井下兩條主干電纜，一主一備，兩條主干電纜的兩端分別接入對應的配線設備，實現有線通訊的備用。主干線50對電纜由副井直接進入-330m配線設備，由此向上部和下部分別延伸，覆蓋整個井下。備用線路50對從斜坡道進入井下，經-180m水平從溜破系統回風天井進入-330m水平和下部各水平，實現了通訊電纜線路分設兩條通訊電纜，從不同的井筒進入井下配線設備，保證其中任何一條通訊電纜發生故障，另一條通訊電纜的容量能擔負井下各通訊終端的通訊能力。

在主副井絞車房、井底車場、各中段采區、各水平馬頭門、裝卸礦點、井下車場、運輸調度室、井下中央變電所、采區變電所、水泵房、井下避難硐室、采掘工作面、爆破時撤離人員集中地點等，設有直通礦調度室專線電話或通訊聯絡電話。井下通訊終端設備，均具有防水、防腐、防塵功能。

系統功能

通訊終端設備與控制中心之間的雙向語音且無阻塞通信；

實現生產、調度、管理、救援等各環節直接通信聯絡；

具有由控制中心發起的組呼、全呼、選呼、強拆、強插、緊呼及監聽功能；

能夠儲存備份通信歷史記錄并可進行查詢；

實現有線通信聯絡系統自動或手動啟動的錄音功能；

終端設備之間具備通信聯絡的功能。

系統效果

一體化調度平臺實現融合通信

實現視頻聯動，遠程指揮；

對視頻圖像存儲，保證過程真實、完整；

具有無線視頻接入功能，采集移動設備的視頻圖像。

人員、車輛定位系統解決方案

背景

隨著國家對礦山企業安全生產要求的不斷提高和煤礦企業自身發展的需要，為進一步加強安全生產監督管理，防止和減少安全生產事故，根據GB16423《金屬非金屬礦山安全程》的規定，最大班下井人數超過３０人的應設人員定位系統，下井人員應隨身攜帶標識卡。

解決方案

以光纖有線網絡為骨干，以無線網絡為延伸，在井下設立若干AP（基站），通過無線網絡覆蓋井下巷道。利用礦用手機、企業固定電話等終端接入設備來實現語音、調度等功能；利用WIFI識別卡實現工作人員和重要設備的無線定位功能；實現井上與井下的無線、有線調度通訊一體化；設備、人員信息監測一體化；綜合數據傳輸一體化。人員定位、語音通話、安全生產監控三網合一；井上與井下無線、有線調度通信一體化。

網絡化與信息共享，為各個部門及各層領導提供實時監測信息，為決策指揮提供依據。移動目標定位、跟蹤技術，可以使地面管理人員全面、及時掌握井下及整個礦區人員、車輛、設備的數量和分布情況。

系統功能

采用Wi-Fi和VOIP（網絡電話）技術，實現井上井下通訊一體化、有線無線一體化、調度通訊行政通訊一體化；

基于Wi-Fi技術的電子標牌，可以對進入工作區域的人員，車輛和重要物資進行實時動態管理，考勤，和必要的軌跡統計；礦井目標定位、跟蹤：礦井目標包括人員、車輛以及一些移動的設備等；

多系統共用主體網絡，可以和礦井信息化建設，減少施工量，節約資金。

系統效果

生命安全監測，增強礦井安全管理；

多種通信融合，實現數據共享；

移動跟蹤、軌跡回放，實時掌控；