煤矿“一网一站”通信模式设计

针对在煤矿井下通信设备箱体多、井下电缆繁多、无线数据传输带宽不足等问题,结合4G通信技术发展趋势,设计了一种煤矿"一网一站"通信模式。该通信模式通过采用高效可靠的井上井下一体式万兆有线/4G无线环网,一站式的综合业务集成基站,实现了井下业务数据的"六统一",即统一规划、统一标准、统一接入、统一传输、统一管理、统一维护。测试及现场试运行结果表明,采用煤矿"一网一站"的通信模式,切实解决了煤矿的通信一体化、通信效率以及通信带宽问题,简化了煤矿的井下业务通信设备,从而有效地降低了设备维护成本,保障了井下安全生产。     

煤矿井下多业务交换处理和统一传输分站的研究

随着煤矿通信系统的发展,煤矿井下业务越来越多样化。为降低业务传输的复杂性,减少通信系统建设的重复性投资,有效增加接入层带宽,提出了煤矿井下多业务交换处理、统一传输分站(矿用本质安全型多功能接入综合通信分站)。针对接入层持续增长的带宽、Triple-play业务拓展以及核心网络向IP化NGN网络演进的需求,将煤矿4G系统、WiFi、Zigebee、以太网、广播、VoIP、视频、RS-485和传感器等不同发展程度地进行技术整合,可研发适用于矿用智能信息传送及各种专用接入系统的综合性光接入设备。在网络不断发展演进的大环境中,矿用本质安全型多功能接入综合通信分站满足了快捷方便开展业务、提供廉价大带宽和多业务支持能力的要求。     

煤矿综合自动化“一网一站”的设计及应用

煤矿六大系统中,由于布线多,设备多,维护困难,发生事故后多系统难以恢复,易造成应急救援不便。针对这些问题,提出了的煤矿综合自动化"一网一站"系统,该系统已在神东煤矿试点应用,可将井下各系统统一接入、统一承载、统一管理、统一联动。通过上湾煤矿、锦界煤矿和大柳塔煤矿的应用表明,该系统很好地实现了煤矿指挥调度一体化、远程监控、多种调度终端与视频联动等功能。     

智慧煤矿主体架构设计与系统平台建设关键技术

针对煤矿建设过程中存在的信息孤岛、子系统割裂等问题,提出了以"自主感知与控制-信息传输系统一操作平台-井下系统平台-生产经营管控平台"为主线的智慧煤矿建设主体架构,通过底层的自主感知系统对井下的"人-机-环-管"信息进行全面感知,并对感知信息的数据格式、通信协议、存储方式等进行统一,构建了井下多源异构大数据共享平台,实现了井下各子系统之间的数据统一管理与信息共享。利用统一操作平台对井下生产系统、安全保障系统、综合保障系统进行统一管理,解决了信息孤岛、子系统割裂等问题。井下系统平台不仅为上层的生产经营管理平台提供数据支撑,而且为底层机械设备的智能操控提供决策依据,实现了井下信息感知、分析、决策、控制的智能化操控。将智慧煤矿智能生产系统细分为地质及矿井采掘运通信息动态管理平台、井下精准定位导航通信管理操作平台、智能化少人采掘系统综合管理平台,详细阐述了智能综采子系统间的组织架构与实现路径。按照井下危险源的种类对智慧煤矿智能安全保障系统进行了分类,搭建了智能安全保障系统的主体架构,分析了井下危险行为、危险区域识别系统的技术路径。基于井下采掘工程需求分析,对智慧煤矿智能综合保障系统进行了分类,构建了智能综合保障系统的主体架构,详细论述了井下设备在线诊断与远程运维系统的实施过程。从基础理论、信息感知、数据处理、高效传输、精准控制5个方面,对未来需要突破的智慧煤矿建设关键技术进行了展望。     

4G网络在大柳塔煤矿井下的应用

随着数据通信与多媒体业务需求的发展,以及移动数据的发展,在享受4G通信系统所带来的便捷服务的同时,煤矿井下也开始使用4G网络。大柳塔煤矿利用这一技术对井下人员定位、工业视频、语音广播、无线或者有线电话、RS485数据上传等接入4G综合分站,通过井下网络与地面服务器连接,实现了井下、井上之间的信息互通,促进煤矿信息化、自动化的融合,加强煤矿安全生产和应急救援。     

煤矿5G融合通信管理平台研究

针对煤矿井下存在多系统独立运行而数据无法互通，系统功能时效性、联动性低、生产指挥效率差，安全保障低等问题，设计了基于NGN(next generation network)架构的煤矿5G融合通信管理平台，利用SIP(session initialization protocol)、高速路由/交换技术、开放的API(application programming interface),实现了5G通信与4G通信、程控调度、数字广播、视频监控和人车定位等系统的融合，对各系统进行统一的接入、管理和调度，不仅有效地提高了井下的调度、协作、管理能力，还加强了安全生产和应急救援的保障力度，实现煤矿日常生产的标准化、精细化管理。     

基于4G网络的采煤机数据上传系统设计

在井下采煤机数据的无线上传过程中,容易出现采煤机先导电缆断线或调制解调器故障导致的采煤机数据中断的弊端,进行井下4G网络的采煤机数据上传系统设计,分析采煤机的数据上传方式,结合4G网络中TCP/IP协议传输数据只需少量缆线、安装简便、上传稳定等优势,建立井下4G综合一体化通信系统;该文阐述了无线通信基站及网络架构安装实施方案,通过模块化接入通信基站搭建采煤机数据上传网络架构。结合井下4G综合一体化通信系统功能,认为通过4G无线通信技术替代传统的电缆传输技术,提高数据上传质量,可在线迅速查找故障点及远程实时监测采煤机运行状态,降低了采煤机故障率,在一定程度上可以为矿井安全生产提供有力保障。     

新桥煤矿井4G通信系统建设

新桥煤矿无线Wi-Fi通信系统建设于2011年,目前已经运行有8 a之久,存在信号传输不稳定、语音传输质量差等问题。为了解决矿井通信系统存在的问题,新桥矿建设了矿井4G无线通信系统。该系统由核心调度机、地面4G基站、矿用本安型4G基站与矿用本安型4G手机等构成。系统建成后为矿山提供了更加流畅、稳定的语音、数据、视频、多媒体通信业务以及高达百兆级别的通信带宽,也为后期新桥煤矿智慧矿山项目中各种子系统的建设提供了信息传输通道,是未来智慧矿井建设的重要条件。     

EPON多通道无源光网络在郓城煤矿的应用

矿用EPON多通道无源光网综合接入系统(MBPR),结合井下工业环网的特点,综合接入井下数据、通信、视频业务,完成井下信息采集、环境监控、生产控制的信息传递,郓城煤矿安装使用的EPON多通道无源光网络系统,是一整套安全、经济、先进、有效的井下信息传送系统解决方案,建立了煤矿井上与井下的信息"高速公路"。     

煤矿一体化调度通讯系统研究

基于SIP通信技术,通过共平台集成技术,改变原有的"人到终端"的金字塔形结构通信系统模型,建立了"人到人"的核形结构煤矿一体化调度通讯系统,并实现了有线调度通信、工业以太环网、无线调度通信、应急广播通信、视频调度、安全移动监控以及应急救助等系统的共融合,形成了一套较为全面的"智慧矿山"通信系统。研究成果为矿山调度通讯系统开发提供了一种新思路。     

基于多系统融合的4G+WiFi无线通信分站研究与应用

为提高煤矿安全生产程度及工作效率、降低煤矿工人劳动强度,研究将井下广泛使用的4G无线通信、WiFi、以太网传输、总线接入等设备集成为一台多网络覆盖的设备,依托通信网络,打造井下数据传输的开放式“高速公路”,以解决井下信息化设备多、线缆多、维护量大的问题,提升设备的利用率。地面通过多系统融合的调度平台,对矿井进行综合数据联动分析以及调度指挥。通过研究,实现底层硬件设备的共享、共用和上层应用的互通,发挥系统的集约效应,对提升矿井的应急响应速度和调度指挥水平有着实际意义。     

演马庄煤矿综合信息自动化系统的设计及应用

针对井下系统使用各自专用的传输网络,信息资源得不到有机整合和充分利用,传输网络重复建设和检修困难等问题,演马庄矿井应用了综合信息自动化系统,建设了一个集安全生产监控、自动化控制、工业电视等为一体的矿井综合自动化系统。该系统经实际运行,提高了煤矿生产装备的整体技术水平,解决了煤矿井下长期以来通信网络多样且通信标准不一的问题,实现了煤矿生产在传输、处理、存储、网络发布等环节的有机结合和有效利用,使得信息资源和设备资源得到充分利用。     

智能矿井综合自动化系统研究

智能矿井综合自动化是利用信息网络、自动控制、通信、计算机、视频等先进技术和产品建立的以煤矿安全生产调度指挥系统为核心,集成生产运输系统、安全保障系统和安全生产支持系统的监控及安全生产信息管理系统为一体的完整的“管控一体化”综合应用系统。针对当前河南能源矿井综合自动化水平低、标准不统一、子系统建设形成信息孤岛各系统间不能互联互通、缺少大数据深层次发掘的统一的智能管控平台等问题,提出矿井综合自动化建设原则及基本要求和建设总体目标,论述智能矿井综合自动化建设中总体架构、传输网络、平台软硬件、数据中心、综合自动化子系统、专业化运维6个方面建设的具体要求,为智能矿井综合自动化规范建设提供参考依据。     

工业环网技术在西山煤矿环网建设中的应用

煤矿综合自动化网络平台建设是提高煤矿安全生产管理水平的必由之路。本文研究了工业以太网交换机、GEPON和MCPT三种技术在煤矿井下综合自动化工业以太环网建设中,在骨干环网传输速率、环网距离、环网愈合时间、环网带宽利用率、各种信息的接入方式和环网维护等方面的技术特点,以及在不同煤矿的应用情况,对今后西山煤电集团各矿选择井下环网方案提出了建议。     

煤矿井下手持式智能监控系统开发与应用

大柳塔煤矿井下已建成4G无线通信系统、综合自动化生产系统、生产调度系统、人员定位系统、视频监控系统以及其他各种管理信息系统,而这些系统均是通过计算机监控终端进行数据访问。为充分发挥综合自动化系统作用,矿井开发应用手持式智能监控系统,方便井下跟班队长、设备巡视工及时了解设备运行状态,也方便管理人员及时查看生产数据报表。该系统的应用,为管理者提供及时可靠的数据支持,进而有效指导井下生产实践,提高煤矿生产效率。     

双5G网络下露天智能矿山系统构建与应用

经济发展新引擎的新基建,为未来数字经济高质量的发展方向。而以 5G 和 F5G 双网络为基础的数字孪生技术,是构建信息基础设施的关键。 提出了基于双 5G 网络的露天矿山通信系统,建设智能采矿管控、综合生产执行和三维可视化管控的三大平台,进一步融合矿山安全监测监控系统,进而构建了露天智能矿山的建设架构和体系。 以南泥湖钼矿为例,实现了露天采矿智能装备的远程控制与运行,为露天智能矿山建设提供了一种新的技术路径。研究表明:① 高速通信系统是智能矿山建设的保障,采用 5G 和 F5G 双通信网络可以实现矿山的即时高效数据传输,为露天智能矿山建设提供了高速通信与数据传输通道;② 智能管控和综合生产平台的建设,构建了以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质的系统,实现了采矿设计、计划、生产配矿、调度和决策等过程的智能化;③ 以三大平台为基础融合安全监测系统的智能矿山架构,形成了露天矿山安全生产的智能化模式,促进了矿山生产的安全、高效和智能化建设。     

煤矿井下信息高速公路的研究

煤矿井下通信的信源主要来自电话和各种监测监控系统，图像监控将成为主要信源在一个大型矿井中，各种通信信息数字化后的总数码率目前不超过６８Ｍｂｐｓ。煤矿井下通信网是接入网，光结是井下接入网中最好的传输媒质，宜采用光纤到大巷，光纤到工作面的光纤接入网方案。煤矿井下信息高速公路涤光接入网，多功能终端和相关的软件组成，光纤通信的多点接入和低速数据的汇接适配是煤矿井下信息高速公路中的特殊技术。     

防跑车失速装置应用及辅助运输智能化管理

现代化矿井产能增加,井田面积不断扩大,对辅助运输能力的要求也在不断提升。为避免无轨胶轮车超速行驶带来的非稳定性安全隐患造成的人员以及设备损伤,以煤矿辅助运输安全为前提,大柳塔煤矿结合4G网络无线通讯技术,将井下无轨胶轮车数据上传,实现信息共享、有效监控。论述了煤矿辅助运输系统实现信息化、智能化的管理方式,并分析了辅助运输系统的发展方向。防跑车失速装置的应用,全面提升了井下辅助运输智能交通管理系统,构建车辆管理信息化平台,可以为智能化安全矿井建设打下坚实基础。     

基于TD-SCDMA的煤矿移动专网的应用研究

 为了满足我国煤炭企业正常生产的要求,结合企业信息化的需求,提出了一种基于TD-SCDMA的煤矿移动专网的应用研究。研究认为,煤矿移动专网的应用应解决包括地面和井下两大部分。通过针对矿区现有的系统进行平滑升级,以实现一体化矿区通信系统和多业务综合平台,充分发挥煤矿移动专网的无线通信优势,提供煤矿本地化业务调度、集团化管理业务调度和预警的广域调度,给瓦斯、生产、设备等多业务监控、检测系统提供了覆盖井下的TD-SCDMA网络数据传输的无线通道。在地面监控中心可通过TD-SCDMA网络提供准确定位井下所有工作人员的位置,并将位置信息转化为感兴趣的信息。