| 题记: 有这样一群人，他们扎扎实实将现代企业生产管理理念引到煤炭安全生产管理中，对煤矿生产管理流程进行精密分析，搭建起企业计划资源层与自动化生产设备层信息交流的桥梁，利用企业管控系统、各级生产自动化系统、安全监测监控系统，构建了煤矿的生产系统数据集成共享平台，为煤矿安全生产管理部门指挥、调度生产提供必要、科学、及时、有效的信息，从而在煤矿决策、推动安全生产管理科学化方面探索出了一系列国际先进的宝贵经验。他们的思路和做法，凡行业内人士参观之后，都由衷地纷纷点赞。为此，记者驱车自清徐县向西北，沿省道316行驶15公里，就来到了闻名遐迩的山西小回沟煤业有限公司。 企业名片 山西小回沟煤业有限公司成立于2010年3月，2016年9月完成民营方股份的全部收购，现系中煤平朔集团有限公司全资子公司。井田位于太原西山煤田东南边缘，隶属清徐县、古交市管辖。井田东西长约6.6km，南北宽约6.5km。矿井地质资源量为4.69亿吨，矿井设计可采储量为2.6537亿吨，煤类以贫瘦煤、贫煤和无烟煤为主，矿井建设规模为300万吨/年，配套洗煤厂一座，矿井服务年限63年。 小回沟项目建设于2014年9月份开工建设，目前，选煤厂和地面附属工程建设基本完工，矿井一期工程、二期工程主要大巷及硐室工程已全部完工。目前正在进行矿井三期工程施工建设。 基础设施建设 磨刀不误砍柴功 在群山的怀抱中，一座现代化矿山拔地而起。虽然仍在建设阶段，但在记者眼里的小回沟却是井井有条。外面绿意盎然，繁花竞放，走进公司办公大楼，安静有序，纤尘不染。 “实现煤炭工业的现代化管理是确保煤炭工业稳步和安全发展的必由之路，也是改变煤炭工业形象的唯一道路。”寒暄过后，小回沟煤业执行董事兼党委书记赵建群直接切入正题，“小回沟煤业作为中煤平朔公司的主力大型矿井，从一开始的定位就是高产高效，它是一座自动化程度高的现代化矿井。” “公司高层从一开始就达成共识，必须筑牢基础，磨刀不误砍柴功。”公司总经理孙海河说，“本身中煤集团就有很高的建设标准及规范，我们为了达到‘两化融合’的目标，实现矿井的安全生产、优化管理，降本增效，在基础设施上痛下功夫，就必须高标准高起点。我们的调度大厅和调度机房、计算机管理信息系统和矿井综合监控集成平台都达到了国际国内先进水平。我们边走边看。” 走进约400平方米的调度中心大厅，这是全矿信息化的中枢神经，但并不如记者想像得那么复杂，两排16个工位。“小而精，能量很大。”调度中心副主任张文杰介绍说：“这里是全矿的大脑，调度员和监控员24小时不间断值班。这个大屏采用较为先进的激光光源DLP无缝拼接技术，投影单元数量为3行9列共27台，屏幕对角线67英寸，可同时输入40路信号源，全矿的动态信息在这里一目了然。” 旁边的调度机房占地200平方米，但这正是小回沟的得意之笔，采用模块化机房，由21台机柜、1台配电柜、1台UPS+列头柜，2台精密空调组成，整体机房采用上走线，美观大方。机房配套门禁系统并有独立的机房监控系统，可对机房温度、湿度、市电及UPS电源运行情况进行监视，同时具备烟感报警功能。占地较之单机柜排列小了近40%，但通风率却达到了75%，这是同等规模运行机房中的“战斗机”，达到了目前世界最高标准。 “智能化程度高，安全性高，使用寿命长还节能。”张文杰介绍说。 回到办公室，孙海河说：“如果说公司是在全力铸造一尊大鼎，调度大厅和调度机房算是大鼎的一只脚，第二只脚我们把精力集中在了计算机管理信息系统上。” “我们公司采用基于以太网为主的局域网构建本矿井的信息层网络，采用冗余千兆主干网、百兆到桌面的技术方案。计算机网络系统总体采用以太网星型结构，各生产、管理部门通过运行在管理网络上的管理信息系统软件，录入日常生产办公数据。内、外网络通过安全及路由设备连接平朔公司及英特网。”说到公司的网络系统，张文杰如数家珍。 “第三只脚我们重点打造了综合监控集成平台，我们要求这个平台必须能够提供充分的、实时的信息依据，实现无人值守，实现管控一体化。”孙海河说。 此时，安全监察部副主任朱雨田介绍说：“事实上，这个要求我们现在已经可以达到。我们现在建成的监控平台，井上井下双环闭合，除了井上的5台环网交换机，井下特别采用了6台防爆型环网交换机，36芯光缆连接，完全可以将矿井各系统，包括采掘、供电、运输、通风、排水等设备的状态信息、生产信息、安全信息实时传递回来，到达矿井综合监控集成平台。” “这三只脚都坚实地立在大地上，才能保证我们小回沟这只巨鼎经得起风雨，屹立不倒。”孙海河将手里的茶杯示意成那只巨鼎，很有信心地说。 信息化管理系统 百事得其道者成 对于煤矿信息化系统的建设，赵建群几句话就道出了公司信息化管理系统的精髓——“‘工欲善其事，必先利其器’。矿井信息化，我们要求以安全生产为中心，应用现代计算机技术、传感技术、网络技术和过程控制技术，对矿井各安全、生产的子系统进行集中监测、监控，通过综合监控集成平台实现安全、生产相关数据的采集、融合和处理，并将加工处理后的数据应用于各个安全、生产环节的管理和决策中，使煤矿生产和管理更加科学高效。” “这里首先要提到的是人员定位及无线通信系统。”孙海河接着说：“目前我们可以对井下工作人员实时跟踪监控，达到精确±5米定位，这得益于我们在井下实现了无线数据的高速远距离电缆传输，这为煤矿语音、视频、跟踪定位和环境监控等提供了一个综合性的无线传输平台。” “人员位置监测系统和无线通讯系统强大和先进之处在于，监控范围可以扩大到空旷巷道为800米，即使是地质情况复杂的区域也可以达到近300米，这比普通的监测系统所能达到的实测最高不足30米强大多了。”安全副总经理宋建民说。 目前，小回沟矿井下共安装了39台基站，实现了井下全覆盖，这两套系统于今年5月28日已经正式启用。 就在同一天，小回沟还启用了井下广播系统，这套系统具有通话、曲目编辑、播放控制、自动开关、定时播放、呼叫、终端区域扩播、录音和分区播放等功能，井下共设有41台终端，保障系统顺畅运行。 “我们还在太原市独家使用了无轨胶轮车监测系统。”张文杰说，这套系统具有自动调度、人工调度、车辆跟踪定位考勤管理、实时状态显示、车辆历史重演等功能。井下车辆管理分站4台，精确定位读卡器15台，信号灯12台系统已安装完成，正在进行测试。“智能化程度很高，胶轮车可以自动感应路口的红绿灯变化，真正实现安全高效。” “安装使用高清数字摄像机的视频安防系统，可以实现对监控网点全天候、全方位的视频监视功能。除了这些，我们的矿井矿压监测系统也正在施工。”宋建民专门介绍了小回沟的矿井矿压监测系统，小回沟公司这套系统采用无线传输，具有连续监测曲线显示、图谱分析、历史数据查询、自动报警等功能，可监测顶板压力、锚索、锚杆应力、围岩移动、钻孔应力数据，通过数据监测分析可实现工作面周期来压、强度分析、顶板压力分析、巷道变形及围岩运动分析、巷道支护应力变化分析等。目前，2301工作面已安装无线围岩移动传感器77台，无线锚杆(索)应力传感器77台，数据已上传至调度中心。 “另外，公司在建的还有两套很先进的系统，一是分布式光纤测温系统，将来可以实现连续测温、显示温度分布曲线、温度数据查询、分区测量、温度异常报警。这样能够有效防范和消除煤矿地面电缆沟电缆、井下巷道及带式输送机等火灾隐患。”孙海河说，“二是井下水文监测系统。技术人员可在地面办公室内动态监测矿井上、下各水文观测点的水位、水压、流量信息。若遇突发事件如断层、不良封闭钻孔、小窑积水等引起井下透水事故时，通过分析反馈回的综合信息，迅速采取相应的处理措施，从而进行有效堵、排水工作，大大提高了矿井的安全生产。” “当这些系统全部到位并运行之后，公司的安全生产将进入全天候、无死角的监控状态，越来越先进的联动控制逐步将生产全程透明代、可视化，这是我们小回沟不懈追求的目标。”站在综合监控集成拓扑图前，赵建群胸有成竹地说。 安全监控系统 咬定青山不放松 “总体来说，小回沟煤矿信息化系统就是建立两大网络平台，即管理网络和控制网络，两大应用平台即综合监控集成平台和生产执行平台，当然还有其他基础设施和辅助系统，通过集中的数据中心实现各类数据资源的充分共享，所有生产控制信息进入数据中心，操作站从数据中心交换、上传和下达命令，操作站实现一机多操作等，而管理层通过WEB服务器以浏览器方式进行查看，数据中心的建设避免了各子系统单独建设，造成的重复投资，也避免了信息孤岛的形成。”说到安全监控系统，赵建群条分缕析，言简意赅。显然经过长时间的摸索之后，他对这些高新科技已然熟谙于心。 小回沟矿井属于高瓦斯矿，安全这根弦从建矿初期就紧绷着，他们要把安全生产工作的关口前移，超前防范，建立预教、预测、预想、预报、预警、预防的递进式、立体化事故隐患预防体系，改善安全状况，预防安全事故。所以，要构筑坚固的安全防线，煤矿安全测监监控系统的应用势在必行。 目前，小回沟所采用煤矿安全测监监控系统在国内率先实现设备全信息化升级，并取得煤安标志认证。 张文杰介绍说：“这是一套全数字化监控系统，传感器至分站传输及分站至交换机采用RS485总线方式，交换机到中心站采用工业以太环网方式，确保了系统数据在传输环节的可靠性。” 宋建民说得更详细：“安全监测监控系统要求所有设备的抗干扰等级均达到行标相关要求，有效避免井下复杂使用环境对设备稳定运行的影响。分站及传感器的设备可以抵御淋水对设备的影响，系统具有分级报警功能，可根据用户需要设置最多5级报警。这套系统还具有与其他系统数据融合接口，方便不同系统间数据共享，实现互联互通，还能实现定期的自诊断、自评估，能够预先发现系统在安装使用中存在的问题。” 据记者了解，目前这套安全监控系统主机及软件已安装完毕，并进行了调试。这套系统还可以与人员定位、应急广播等系统实行联动控制，实时获取并执行联动命令，还能及时反馈联动结果。 更令人惊奇的是，这套系统可以根据自身需要和不同场景设计多个预案。预案启动后，会根据用户设定的触发条件在后台自动监测预案相关监测点的数据，会自动提醒用户是否执行联动控制并发出声光报警。 系统启用之后，可以实现定期的自诊断、自评估，能够预先发现系统在安装使用中存在的问题。自诊断的内容包括传感器、控制器的设置及定义;传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络的工作状态;传感器维护、定期未标校提醒;中心站软件自诊断，包括双机热备、数据库存储、软件模块通信。 “目前，安全监控相关设备已到货，公司正在按照改造方案及设计开始安装。”宋建民拿出一张安全监控系统设备布置图，介绍了具体安装的情况： “主机及软件已经安装完毕，并进行了调试。安全监控采用专用以太环网，井上井下双环闭合，在地面机房布署了两台核心交换机，一主一备，在地面还布置了一台环网交换机，井下则有3台防爆型环网交换机，这部分也已经建设完毕。” “同时，井上井下共安装监控分站及电源7台，馈电断电仪2台，声光报警器7台，还有各类传感器共51台。这些传感器的数据均已通过专用环网上传到调度中心。” 矿山安全卫士 风雨不动安如山 孙海河在“矿长话安全”活动中谈到，小回沟采用的自复式防爆门为“锦衣卫”。 说到“锦衣卫”，不能不说2009年2月22日山西西山煤电集团屯兰煤矿发生的那起特别重大瓦斯爆炸事故，78人死亡，114人受伤。 当事故发生时，采区回风井的防爆盖被爆炸冲击波打开，没有及时闭合，事故采区的回风立井变为进风井，导致事故采区产生的有害气体流入其他采区，于是酿成其他采区无辜工人中毒以致事故扩大的悲剧。 为此，小回沟在回风立井安装自复式防爆井门以确保井下通风系统正常，这种自复式防爆门获得了国家新型专利证书，能够针对目前防爆门(井盖)的不足，自动及时复位、密封可靠，其优异的性能可以保证在反风时能在最短时间内闭锁，以满足10分钟实现巷道内反风的要求。瓦斯爆炸时能及时打开防爆门，保护主要通风机，并使防爆门不被炸分或变形，充分满足《煤矿安全规程》对防爆门的要求。 一旦井下发生瓦斯或煤尘爆炸，冲击波将门扇冲开，缓冲座上升，进行泄爆。爆炸过后，门扇在自重和风机负压的共同作用下迅速自动复位，复位时间小于2秒，反风锁紧时间小于1分钟。监测监控系统还可以实现防爆门系统监测、远程控制等动作。 小回沟煤矿还有一大亮点是主要通风机具有不停风倒机系统，可以保证在主通风机倒机期间通风动力的持续供应。这套系统是通过先进的远程监测及控制系统，逻辑控制快速开启或关闭自密式旋叶风门，实现通风机的快速切换，使倒机过程对通风系统的影响由传统方式下的“系统停风”缩短为“风量波动”，故障状态下的倒机时间明显缩短，将原主扇通风机倒机时间由现在的5~10分钟缩短为3分钟之内，使主通风机倒机这个矿井通风系统中的薄弱环节得到了大大改善，进一步提高了矿井的通风安全。 “说到这里，刚才提到的自密式旋叶风门也不能不提。”宋建民说，“这种风门通风效果好，开关速度快，一般风门需要2分多钟，而自密式旋叶风门只需要30秒，时间短但密封效果好。自密式旋叶风门风阻小、噪音也小，关闭时可达到滴水不漏的效果。” 走马观花，记者所能看到的仍然只是小回沟煤业在实践中敢于突破、在开拓中勇于创新的一个缩影。 结束采访时，记者不得不感慨数字化矿山建设是一篇新时代的大文章，而小回沟煤业一班人不但能着眼于“高”和“新”，更能求真务实，在“精”和“细”上不断优化完善。正如赵建群所说，“以安全生产为中心的矿井信息化、自动化、数字化的有机结合，将使小回沟煤业在生产和管理上更加科学高效，开创煤矿安全管理新篇章。” |
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