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一根光纤:成就井下通信高速公路
发布时间:2018-01-25 09:37:12     编辑:   浏览量:1748   分享到:

——柠条塔矿业企业井下一体化通信装备与系统建设侧记

●本网记者 孙枫凯

通讯员 何艳

“大家把井下多个各自为政的蜘蛛网似的通信系统,改造融入一体化分站,形成开放式平台,建成了井下通信高速公路。大家采用的多频无线技术,覆盖了全部的胶运大巷、辅运大巷、掘进工作面、综采工作面、硐室等场所,总长度将近70公里。”日前,陕煤集团神木柠条塔矿业企业董事长路跟奎如是说。

各自为政的“蜘蛛网”问题不少

路跟奎所说的这条井下通信高速公路,是一年前建成的。

作为核定生产能力1800万吨/年的现代化矿井,近年来,柠条塔矿业企业已经逐渐完成矿井信息化、自动化建设,建成了多个子系统及平台应用。

柠条塔矿业企业副总经理田冯生先容,一般的大型煤矿,井上和井下的系统加起来,大约有30个。每个系统都是独立的,且都有多个系统分站。各个系统各自为政,互不借道,互不兼容,配件不通用,设备不通用……这不但导致重复投入,运行维护难度大,而且严重影响到煤矿的安全保障能力。

柠条塔矿业企业的井下,也存在这些问题。

“各系统的硬件及传输相互独立,系统间存在信息孤岛,一定程度上造成运行维护成本大幅上升。比如定位系统与其他系统相互独立,未建立有机联系;随着系统数量增加和时间推移,系统维护量和维护成本呈几何倍数增长,系统利用率不高,投入产出比相对低下,系统间相互融合困难,无法发挥集约效应;随着井下设备不断增加,矿井的隐患点也不断增加。”柠条塔矿业企业总工程师王建文深有感触。

顶层设计,限期解决问题

对于各自为政的“蜘蛛网”,不少人在探索解决之道。

柠条塔矿业企业通信科技术人员曹豪先容,业内通常用的融合方法是系统App间的有限整合,即各通信系统通过E1中继进行互通,而非通过统一的协议或交换机;各系统相互独立,只能通过App接口调用,实现各系统间的“一键”快捷拨号,井下融合难以真正实现。

虽然少数矿井实现了井下融合,但仍存在不少问题。由于是非标准设备,单台设备功耗较高,无法实现本质安全,设备笨重,安装、移动麻烦;通信、数据传输、定位等模块均为独立板卡,无法从本质上解决底层融合问题。

为了解决融合问题,2016年12月29日,国家煤矿安监局印发《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》。由此开始,安全监测监控多元融合和信息共享,新安装的安全监控系统采用井下融合方式,上升到国家层面。

国家煤矿安监局提出了明确的时间要求,大型矿井、煤与瓦斯突出矿井的在用安全监控系统升级改造工作应在2018年底前完成;其他矿井应在“十三五”末完成。

建井下开放式通信平台,真正实现井下融合

2015年1月,柠条塔矿业企业计划改造移动通信系统。路跟奎接受专家建议,不是再建一个,而是进行融合,直接建设多网络全覆盖双融合煤矿井下开放式通信平台。

田冯生说:“原来的各个系统,都是羊肠小道,你不能走我的道,我也不能走你的道。大家进行融合,搞一个开放的平台,协议公开,谁都可以走这条道。大家调研后测算了一下,改造8个系统花的费用和重新建设1个单独移动通信系统的费用差不多。”

在当时煤价低、效益不好的情况下,该企业果断决策,说干就干。他们以柠条塔矿业企业和西安科技大学的专业技术人员为基础,组建项目组。走访调研、总体设计、遴选厂家、科研攻关……2016年10月底,该项目通过矿级初验。截至目前,已经稳定运行一年多。

2018年1月3日,由中国煤炭工业协会组织的柠条塔矿业企业“井下一体化通信装备与系统”项目鉴定会召开。与会专家指出,该项目研究成果整体达到国际先进水平。其中,本质安全型一体化分站和透雾本质安全型防爆摄像机达到国际领先水平。

该项目实现了多个系统搭载同一条通道,多个分站变成一个分站,站间距在800米到1000米,无需中间设备,分站减少一半多,多条路变成一条路,真正实现了通信系统的井下融合。

目前,柠条塔矿业企业建成了高效、一体的调度指挥监管平台,通信、定位、车辆管理、广播、视频系统实现“一站”多系统接入,“一线”多系统连接,“一网”综合传输,“一平台”混合应用。

同时,该系统支撑区域调度,提高了调度系统效率,打破了以往煤矿通信系统的区域限制,使得外出人员也能实时参与矿区调度指挥。

该项目实现了各个系统间的智能互动,解决了等距多网络的全覆盖,人员、车辆的精确定位,设备及电源的高效利用,线缆合一等关键技术难题。

该企业定位系统采用UWB技术,实现矿井人员精确定位,适用性广,定位精度高。基于WiFi信号的车载调度系统,车辆与调度号绑定,保证调度通信无障碍,提高了车辆的使用效率,提高了车辆的运行安全系数,同时结合人员精确定位技术方案,实现了车辆的精确定位与测速。车上有车载电话,井下人员通过车辆调度App可以实现就近叫车。

效益:用数据说话

柠条塔矿业企业主管财务的副总经理张科利说:“大家融合了有线调度、无线通信、车载通信、人员定位、车辆调度、数字广播、扩音电话、数字视频、安全监控、WiFi数据传输等多个系统,实现了井下集有线调度、无线调度、车辆调度、广播于一体的多系统综合调度,消灭了系统间的信息孤岛,节约了50%的投资。”

系统建设成功后,降低了人力成本。巷道中的设备从原来的6台减少到现在的2台,专职维护人员从原来的6人减少到现在的3人;集中供电和集中网络管理,降低了系统维护量和维护成本。

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