GIS信息係統在榆樹灣煤礦的應用
科研發展
作者：閆增寶
【摘要】GIS信息係統，是機電一體化技術、計算機技術、3S技術等與網絡信息化相互結合在煤礦企業的成功應用。以通信網絡為傳輸係統，利用現場的信息采集、數模輸入、檢索查詢與數據分析處理，通過專家會診係統，實現煤礦安全監控與生產調度。以達到煤礦安全高效、和諧發展的目的。概括起來，GIS信息係統主要包括三部分內容，即設備運行智能化、辦公係統自動化、安全管理數字化。
【關鍵詞】GIS信息係統；機電一體化；3S技術；安全監控
1.榆樹灣煤礦礦井概況
榆樹灣煤礦隸屬於榆神煤炭有限公司，是榆林市市屬最大，自動化、信息化程度最高地方礦井。2012年被授予省級兩化融合示範企業。
煤礦井田麵積88.9平方公裏，資源儲量18.04億噸，可采儲量13億噸，平均煤厚11.62米，為近水平煤層。礦井采用斜井開拓方式，井田煤質優良，具有特低灰、低-特低硫、特低磷、富油、高發熱量、熱穩定性好的特點，是良好的氣化用煤和動力用煤。
煤礦采煤方法采用分層覆岩再生頂板大采高綜采，裝備一個設備全引進綜采工作麵和兩個連采工作麵，服務年限106年。設計生產能力為初期800萬噸/年。
2.榆樹灣煤礦數字礦山工程總體目標
（1）基於建設數字化礦井的理念，利用先進的信息技術手段，立足高標準、高起點，遵循先進、實用可靠、科學經濟的原則，在榆樹灣煤礦建立礦井監測、控製、管理一體化的、基於網絡的集成係統，以實現全礦井各生產環節的過程控製自動化、安全生產綜合調度指揮和業務運轉網絡化、行政辦公無紙高效化。
（2）提升榆樹灣煤礦安全生產的自動化水平，提高安全裝備及自動化係統設備的可靠性，可用性，確保生產安全和高產高效，減少井下作業人數，提高榆樹灣煤礦礦井安全水平，提高企業經濟效益和市場競爭能力。
（3）通過應用軟件，在GIS和WebGIS技術支持下，全麵統一煤礦專業地理信息係統平台，集成共享地測數據（即采掘工程平麵圖），實現榆樹灣煤礦生產計劃、生產安全調度、生產過程控製最優化，並能實現對關鍵設備的狀態監測和故障分析。進一步建設無人采掘係統、ERP係統、專家決策係統、人工智能係統，最終將榆樹灣煤礦建設為在生產管理中基本實現“生產過程自動化”、“安全監測數字化”、“企業管理信息化”、“信息管理集約化”的數字化礦井。
3.榆樹灣煤礦數字礦山工程建設原則
（1）先進性、成熟性
使用先進、成熟、實用和具有良好發展前景的技術，既能滿足當前的需求，又能適應未來的發展實用性，選用的設備應是經過實踐檢驗的成熟產品。
（2）可靠性
綜合自動化係統的可靠性是係統具有實用性的前提，確保能高效、穩定適應煤礦特殊環境的連續工作。
（3）安全性
綜合自動化係統是基於網絡體係的，其安全性將是係統建設的核心技術，而用戶對網絡安全的要求又相當高，因此安全性原則非常重要。監控係統中主要有以下幾大安全問題：
1）數據的私有性（保護監控係統的數據不被侵入者非法獲取）。
2）授權（防止非法侵入者在監控係統上發送錯誤信息）。
3）訪問控製（控製對網絡資源的訪問）。
4）安全措施應包括：防病毒、防黑客、防止非法或越權訪問、傳輸加密、安全策略控製等。
4.榆樹灣煤礦數字礦山工程係統組成
榆樹灣礦井將建設成高產高效的現代化大型煤礦。建設一個以計算機網絡為基礎，以信息共享為手段，形成集數據采集、生產控製、辦公自動化、決策支持、多媒體應用和Internet服務於一體的綜合自動化係統。係統可將企業的生產過程控製、優化、運行、計劃與管理作為一個整體進行控製與管理，提供整體解決方案，以實現企業的優化運行、優化控製與優化管理。提高煤礦的生產運行狀況、安全水平、事故災害預測預報以及生產業務管理水平。
（1）煤礦綜合自動化係統：榆樹灣煤礦在礦井前期建設已經完成綜合自動化係統的建設，為數字礦山打好基礎。數字礦山綜合自動化平台包括：礦井電力監控係統（地麵變電站監測子係統、井下變電站監測子係統）、綜采工作麵監控子係統、井下排水泵房監控子係統、井下膠帶機運輸控製子係統、主通風監控子係統、瓦斯抽放站監控子係統、井下無軌膠輪車輔運信集閉係統、礦井原煤產量監測子係統、礦井水處理係統、壓風機監控子係統、鍋爐監控子係統、洗煤廠監控子係統、生活水處理站監控係統、地麵生產監控係統、地麵消防監控係統、日用消防泵站監控係統等。
（2）煤礦安全生產監測係統：榆樹灣煤礦在礦井前期建設已經完成，數字礦山建設將各個子係統整合到平台，包括安全監測監控子係統、井下人員管理子係統、束管監測子係統等。
（3）視頻監控及顯示係統：工業電視監視係統、大屏幕顯示係統等。
（4）礦井調度通信指揮係統：礦井行政通信係統、礦井調度通信係統、礦井無線通訊係統等。
（5）煤礦信息化網絡係統：管理信息網絡係統、礦井綜合自動化網絡係統（地麵工業環網、井下工業環網）、生產調度中心與數據中心服務器群組與數據存儲係統、網絡安全係統、綜合布線係統、機房工程等。
（6）煤礦生產經營管理平台軟件係統：安全生產管理信息係統（調度、機電、地測、安全及兩化等專業係統）、OA係統、目標經營管理信息集成軟件係統、榆樹灣煤礦信息門戶等。