GE 北京阳光金力晋城煤业集团寺河矿井改扩建(二期)工程

应用背景

  寺河矿是国家“九五”期间重建设项目,矿井位于沁煤田东南边缘,工业场地位于沁水县嘉峰镇殷庄村。矿区西侧紧邻侯月铁路,距候月铁路嘉峰车1公里,距阳城厂20余公里,并有铁路专用线直接相连

  寺河矿于1996年12月30日开工建设,引进国外先进生产设备工艺,2002年11月8日通过国家验收正式投产。2006年经山西省煤炭工业局核定矿井生产能力为1080万吨/年,是晋城煤业集团首个千万吨矿井。全矿册正式员工3856人(截止到2008年6月底),目前井下有两个综采队,三个连采队、二个连掘队、一个预备队、一个瓦斯抽放队辅助生产单位有洗煤厂、井下电队、地面运行工区、运安工区等单位;设置有调度室、生产技术室、机电科、通风科、地测科等职能科室。矿井六证齐全,安全装备和生产条件符合国家相关规定,全矿特殊工种都经过培训并持证上岗,可以满足矿井安全生产需要。

  矿井设计为斜井盘区开拓方式,综合机械开采。采区布置分为东区、西区、北区三个部分,目前只开采东区,同时正在积极做好西区和北区的开采准备工作。寺河矿井田面积约为230平方公里,南北走向长约12公里,东西倾斜宽约23公里,地质储量为15亿吨。全井田可采煤层分为3#、9#、15#共3层煤层,厚度10.32米。其中,主采煤层3号煤平均厚度为6.31米,可采储量2.1亿吨。煤种为低硫、低—中灰、高发热量、高机械强度的无烟煤,为优质化工原料动力用煤。

  矿区瓦斯储量102.63亿m3,其中3号主采煤层瓦斯储量达54.15亿m3。吨煤瓦斯含量东井区为9.03立方米,西井区为16.6立方米,矿井绝对瓦斯涌出量为486.6立方米/分钟,是国内乃至世界罕见的高瓦斯矿井。在治理瓦斯过程中,我们始终坚持“先抽后采、以风定产、监测监控”十二字方针,牢固树立“成在瓦斯、败在瓦斯;瓦斯不治,矿无宁日”的瓦斯治理理念,建有先进完善的瓦斯抽放系统、通风系统和监测监控系统采用瓦斯三级治理模式,通过采用井上下联合抽采的办,构筑了立体网络式抽放体系,使煤层瓦斯降至到了8m3/吨以下,确保了安全生产。井下抽放出的瓦斯主要用于发电,亚行贷款的12万千瓦煤层气发电厂已建成试运发电,是当前亚洲规模最大的煤层气发电厂。除此之外,抽出来的瓦斯还广泛用于民用燃气CNG(压缩煤层气)清洁能源汽车项目和工业用气,取得了良好的安全效益、经济效益环境效益。

 

  寺河矿自建矿伊始,就确立了建设国内领先、国际一流现代化矿井的战略目标,引进了世界先进技术和装备:综采采用长壁工作面一次采全高采煤工艺,采煤机德国艾柯夫公司SL-500采煤机;掘进采用连采、连掘工艺,连采机从美国久益公司进掘进机采用美国12CM27-10E型连采机及配套设备;辅助运输全部采用胶轮车运输;寺河矿选煤厂始建于1996年,2002年 12月投产,设计入洗能力为800万吨/年,经过2004-2006年的技术改造,入选能力增至1500万吨/年;选煤采用重介分选工艺,主洗系统主要设备从朗艾道公司引进;装车采用美国KSS定量装车系统,装车能力达到5000吨/小时,主导产品为洗中块、洗小块、洗末煤、标末煤,2005年曾获“全国十佳选煤厂”荣誉称号。在积极采用世界先进设备的同时,寺河矿实施科技创新战略,不断加强煤炭科研院校的合作力度,在瓦斯治理、掘进工艺、综采设备等方面积极开展“产、学、研”合作,取得了一大批丰硕的科技成果,投产六年来,先后被授予“全国煤炭工业‘十佳’煤矿”、“全国煤炭工业科技创新示范矿”、“全国煤炭工业特级高产高效矿井”等荣誉称号。

 

  为使晋城煤业集团寺河矿井的信息化建设达到业内先进水平,更好地发挥企业信息化建设作用提高机械设备利用效率,提高安全生产和管理水平,开发信息资源的价,企业需进行综合信管理系统的建设,其必要性可以概括如下:

•早期的生产自动化监测监控系统处于相互独立的状态,各系统自成体系,信息不能互通,形成“信息孤岛”现象。

通讯线路重复投资建设,费用过高,不仅系统维护量大,且整体可靠性差,维修、维护困难。

  早期的各生产自动化子系统无法实现网络共享,无法统一监测,无法统一调度,严重影响了生产力水平的提高。

  由于各自动化子系统采集信息不能综合利用,所以很难从系统工程角度来整体对企业进行统一的自动化管理,难以有效的整合各种资源和发挥自动化的最大效益。

  企业业务管理各子系统没有统一数据标准、业务规范,不能有效整合底层自动化数据及企业管理数据为领导决策提供合理的依据。

客户需求

  矿井综合信息化目标:通过优化矿井生产相关的资源综合管理调控能力,建立晋城煤业集团寺河矿井监测、控制、管理一体化的、基于网络的信息化系统集成,以实现全矿井生产各环节的过程控制自动化、安全生产综合调度指挥和业务运转网络化、行政办公无纸高效化。

1)应用计算机技术、网络技术信息技术控制技术智能技术、和煤矿生产工艺技术,实现企业的经营、生产决策、安全生产管理设备控制等信息的有机集成。

2)应用计算机技术、网络和自动控制技术实现在矿调度指挥中心监测井下环境参数,集中控制井上、下机电设备,减少井下作业人数,达到减人增效和提高矿井安全水平的目的。

3)通过应用件,实现生产计划、生产安全调度、生产过程控制最优化,并能实现对关键设备的状态监测故障分析

4)保证煤矿生产安全,提高产量和质量,提高企业经济效益和竞争能力。

5)利用先进的技术和合理的,使系统具有良好的性价比。

  系统建设完成后,应能够使晋城煤业集团寺河矿井上下各生产环节的生产工况信息和视频信息在一个统一网络上运行,在异构条件下进行联通与共享,能够使不同功能的应用系统联系起来,协调有序运行,使各自独立的监控系统信息实现共享。

  系统建设完成后能够对全矿井安全、生产的主要环节进行实时监测、监视和必要的控制,实现全矿井的数据采集生产调度、决策指挥的信息化、科学化,为矿井安全生产、有效预防和及时处理各种突发事故自然灾害,提供有效手段,为企业信息化的应用和发展奠定基础

解决方案

系统概述

  集中监测与制系统在煤矿综合自动化系统和安全生产管理信息化系统中起着承上启下的作用。集中控制系统既是煤矿综合自动化的核心,也是安全生产管理信息化的数据源的重要提供者。在煤矿综合自动化和安全生产管理信息化工程的网络拓扑中,集中控制系统贯穿了控制网和管理网两层网络。

  子系统包括:底层硬件设备、副井提升子系统、井下皮带监控子系统、通风子系统、电网子系统、安全监测子系统等等。各子系统及其OPC Server、数据采集器、数据服务器及有着紧密的联系。各子系统负责底层硬件设备数据的采集及执行控制命令,并作为OPC Server。数据采集器从各子系统的OPC Server中采集实时数据并实时的发送数据服务器中的工业中。工业库负责数据的存储,并为集中控制系统监控中心()提供实时数据。控制网中的数据服务器通过单向防火墙将数据传送到管理网中的工业库镜像服务器中,为其他数据分析软件提供数据源。WEB服务器可将集中控制系统监控中心以网页的形式发布支持多用户远程访问,其数据源来自工业库镜像服务器。集中控制系统的结构

系统数据流

  自动化系统采用GE Intelligent Platform的Proficy HMI /– iFIX软件,以完成采集现场设备数据的任务,并将这些信息通过工业库进行存取,用以进一步数据处理查询,通过Portal3.0 WEB软件可将集中控制系统监控中心以网页的形式发布,支持多用户远程访问

系统数据流如下图所示:

 

 

 

系统硬件设计

  集中控制系统可分为自动化子系统、子系统OPC Server、数据采集器、工业库服务器(控制网)、集控中心、工业库镜像服务器(管理网)、WEB服务器、浏览客户端等几部分。

•OPC Server中采集实时数据并实时的发送至数据服务器中的工业库中。工业库负责数据的存<

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