浅析数字化矿井网络系统

摘　要： 笔者认为,现代化矿井园区网建设， 应以“统一规划、分步实施、注重应用、安全保密”为指导思想，矿井网建设要适应信息化的发展需要，以满足安全生产管理的需要、高效率的生产管理、行政管理、办公、外界交流、为根本出发点，总体规划，分阶段实施，逐步完善。本文就对数字化矿井网络系统做一研究。

关键词：数字化；矿井网络系统；矿井建设
　　应用层次化结构思想：分为三个层次化分结构<核心交换层、汇聚层、子系统接入层。综合自动化网络系统按区域、节点数量、规模划分为2 个环网：井上环网、井下环网。环网之间相对独立，同时，各环网通过交换机进行汇聚，并通过交换机实现不同环间的数据通信。井上、下环网直接接入核心交换机。各环网采用单环单节点方式组成千兆网。所有单环单节点网络交换机至少都具有两个以上全双工千兆光纤端口，两个端口用于环节点的连接，构成一条完整的光纤环路。当其中某一段工作中的光纤线路被破坏或网络设备发生故障时，整个网络会自愈，并保证在300ms 内恢复正常的通讯。矿井工业以太网可以实现数据、视频、语音三网合一，工业电视系统将采用本项目建立的环网进行视频传输，各监控点将接入就近的环网节点交换机。
一、地面环网
　　第一步：建设总体系统，让整个矿区企业有一个具体的框架，核心网络一步到位，绘出总整蓝图再分步实现；
　　第二步：依据总体结构，进行汇聚层次及接入层次的扩建；
　　第三步：对新开矿区、新生子系统，只需要接入就可投入动行；
　　第四步：进一步的对矿区各个系统的加入就可以，具体是根据本矿区的生产、管理、发展状大而定位；
　　网络一期地面含盖面积：
　　考虑到矿井中所有的检测监控点的要求，特选用KJJ108井下光纤传输接口，提供地面各子系统及各监控点接入等。
　　地面信息点接入详情：
交换机
放置地点检测监控点距离主交换机距离（±100M）连接方式主斜井井口房一台井下污水处理站130m光纤主斜井井0m网线联合建筑一台综采设备中转库180m光纤机修车间360m光纤地面组装试验场地270m光纤人员跟踪定位与考勤系统120光纤联合建筑0m网线行政办公楼
一台生活污水处理站300m光纤行政办公楼0m网线35KV变电站
一台35KV变电站0m网线地面装车站220m光纤锅炉房一台产品仓至装车站胶带运输机110m光纤锅炉0m网线选煤厂一台地面洗选系统          230m　光纤重介排矸系统          0m　网线　　由于此次系统涉及到监控系统网络，故工业场地所有摄像系统就近连接到环网主干上。
　　对于二期涉及到的南翼回风斜井35Kv变电站和北翼回风斜井10/0.4 KV变电站的控制系统，将通过光纤就近连接到井下交换机系统。
二、井下环网
　　主环网交换机设备采用KJJ108井下防爆交换机。主要放置地点为，北翼2-2变电所，北翼主变电所，南翼、北翼及中央运输大巷的交界处，南翼主变电所，南翼2-2变电所。
　　其中由中央运输大巷和南翼主变电所处交换机和井上环网交换机进行通讯，而这两处的交换机互作冗余。由于现南翼部分属二期项目，暂时将这两处交换机放置一起，南翼完成后再将其分开放置，并和南翼2-2变电所组成环网
　　考虑到矿井井下所有检测监控点的要求，特选用KJJ108井下防爆交换机，供井下子系统及信息点接入等。
　　各子系统及信息点接入详情：
　　交换机
　　放置地点　　检测监控点　　距离主交换机距离（±40M）连接方式光纤北翼2-2变电所一台　　北翼1201综采工作面　　3695光纤　　　　北翼连采工作面　　395光纤　　北翼1201工作面顺槽胶带机　　195光纤　　　　北翼2-2煤变电所　　0光纤　　　　北翼主通风机　　775光纤　　　　北风井工业广场　　775光纤北翼主变电所一台　　北翼3-1煤大巷胶带机　　2115光纤　　　　北翼主变电所　　0双绞线　　　　北翼2-2煤大巷胶带机　　1175光纤　　　　北翼主排水泵房　　0双绞线　　北翼3-1煤胶带机头变电所　　2115光纤主提升井附近一台　　主提升胶带机　　0双绞线　　　　南翼3-1煤大巷胶带机　　920光纤南翼主变电所一台　　南翼2-2煤大巷胶带机　　170光纤　　　　南翼主变电所　　0双绞线　　　　南翼排水泵房　　0双绞线南翼2-2煤变电所一台　　南翼1210综采工作面　　6318光纤　　　　南翼连采工作面　　491光纤　　南翼1210工作面顺槽胶带机　　40双绞线　　　　南翼2-2煤变电所　　0双绞线　　　　南翼主通风机　　1130光纤　　　　南翼35KV变电站　　2130光纤　　　　南风井工业广场　　580光纤　　整个矿井部分设备多集中在南北两翼，将交换机放在两翼各2-2煤变电站处可以很好的跟周围的设备进行连接，考虑到这两处设备和信息点较多和安全性问题问题，特选用KJJ108光纤传输接口，带有三组千兆光口用来组成光纤环网，两组百兆光纤口用连接远距离控制设备，另有２４个百兆电口提供对设备的连接。
三、井下控制系统简述
　　在矿井井下控制系统中，我们主要对连采、综采工作面、胶带机、变电站、通风风机、排水泵等系统进行监视和控制
　　1、综采、连采工作面控制系统的接入
　　在综采和连采工作面设立设备分站，与工业网关系统进行连接。将工作面设备以及其相关配电设备、控制设备有机的整合在一起，组成综采工作面控制系统。综采工作面控制系统设备同与负荷中心和破碎机、转载机控制系统、采煤机控制系统、泵站控制系统、与胶带机控制保护通讯系统之间进行通讯，再接入工业以太网将信息传至信息控制中心
　　2、胶带控制系统的接入
　　在该系统中对胶带运输机系统、胶带输送机控制保护通讯系统、胶带的液压自动张紧系统进行通讯。并且对皮带机进行控制。同时与控制层的工业网关系统进行连接，同做千兆环网连接到控制中心，完成信息采集和传输功能。
　　3、井下各变电所监控系统的接入
　　在该系统中对井下各变电所的变电柜和开关柜进行控制。将变电柜、开关柜的保护和信号采集。用数字式综合保护测控装置以RS485方式进行通讯，以实现变电所的监控功能。变电所的PLC分站与工业网关系统连接，再接入主干网络。通过主干网上传信息和下发控制指令以实现变电所自动控制和“三遥”
　　4、矿井通风监控系统的接入
　　该系统对矿井通风监控系统的矿用风机在线监测预警系统以RS485的方式与矿井通风系统进行通讯。将通风系统的参数通过工业网关、主干网传输到矿井调度中心，在调度室可以观察到主扇的各种参数及运行曲线。
　　5、井下主排水泵房监控系统的接入
　　该系统对井下南北主排水泵进行控制，将排水系统的参数通过工业网关、主干网传输到矿井调度中心，在调度中心通过网络实现泵房排水自动化。　　
参考文献：
[1]陈艳新，李克清.主井提升机的数字化、网络化改造[J].工矿自动化,2006,(4)
[2]李琨. 煤矿瓦斯综合监控系统[J].计算机科学，2004，31(9)：358-359.
[3]苏静明，姚善化.矿井通信网络系统数字化研究[J].科技情报开发与经济,2007,(1). 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jsjwl/238261.html