建设智能网络,打造安全矿山
发布时间: 2022-05-22

煤矿的安全生产一直是矿山企业不懈追求的目标。2020年,八部委联合下发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,将煤矿智能化作为煤炭工业高质量发展、安全发展的核心技术支撑。

2021年,作为国家能源局与国家煤矿安全监察局审核的首批国家智能化示范建设煤矿的辽宁铁法晓南矿、龙煤双鸭山东保卫矿,以及被陕西煤炭工业协会等评为“特级安全高效矿井”荣誉称号的陕西双龙煤业,联合山源科技,携手锐捷网络,打造安全合规高性能的网络解决方案,开启了智能化发展的新阶段,就煤炭产业的智能生产和转型升级进行了信息技术的探索实践。

特殊作业环境:亟待新技术提升

煤矿的生产中,井下的业务场景包括掘进面、采区工作面、主运输大巷、辅助运输大巷、变电所及水泵房等区域,井上业务以洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行等场景为主。

复杂的井下作业环境对网络的要求极高

当前,基于传统网络及无线技术的限制,大部分矿井的井下网络,不具备高带宽、高可靠、低时延的无线网络,不能支撑智能化建设;同时井下、井上各场景系统间的数据,做不到有效融合及共享,主要集中表现为:

01 “系统孤岛”带来安全隐患

当前井下、井上各系统之间没有实现真正的融合,无法提供包括语音调度、视频联动调度、电话会议、短信通知、广播通知、瓦斯报警联动等多媒体调度业务在内的一体化解决方案。依托现有的无线系统,无法做到数据业务、安防报警、应急预案、GIS等系统的融合。

02 通信单一:难以支持智能生产

大多数煤炭企业基本使用的是4G+Wi-Fi的井下传输模式,已满足不了实时快速的传输需求,而智能化所需的大规模物联、常态化远程监测监控和普遍的云计算等应用,均以信息的可靠及时传输为基础。

Wi-Fi 6助力煤矿智能化发展

Wi-Fi 6具有广覆盖、低时延和大容量的特性,为网络赋予了高安全性、高可靠性的能力,为煤矿这类特殊场景的应用提供了有力保障。

Wi-Fi 6助力晓南煤矿智能融合:

在现有的应急广播及有线调度系统的基础上,建设基于Wi-Fi 6的融合通信系统平台。该平台采用“多媒体调度+桌面触摸屏多媒体调度台”整体方案,将矿井所有通信融合,实现应急工作与日常检查相结合,从而减少日常安全检查和防范的工作量,提高工作效率,降低安全生产隐患的概率。

Wi-Fi 6助力东保卫煤矿智能化建设:

Wi-Fi 6融合通信系统以“综合接入、统一传输管道、智能调度与服务”为理念,打造成一款泛终端智能连接系统。利用井下综合分站接入各类通讯、控制、监控、监测等终端的传输接入,实现多系统融合联动。其在大幅度提高调度指挥及应急救援效率的同时,为智能化矿山建设与安全生产提供基础平台与决策依据。

Wi-Fi 6助力双龙煤业多网融合:

在井下部署Wi-Fi 6融合基站,以GIS地图为基础,建立一套完整的调度系统,实现井上井下有线调度、无线通信、应急广播、人员定位、车辆运输监测调度等业务,从而降低了事故发生概率,提高了灾变应急处置、调度、组织能力,推动矿井向安全化、自动化、智慧化、无人化发展。

系统智能化、安全化的建设新方向

除了解决系统联动、通信质量和统一平台调度的问题,煤矿从安全生产的要求出发,还需要对井下人员的状况做到更加清晰准确的统计与呈现。

首先是井下人员的定位与信息统计问题。实时获取井下作业人员的定位,并建立完善的入井人员信息统计平台,保障统计数据准确,对防范化解事故风险有重大意义。

此外,业务场景中的设备需要符合一通三防的要求(矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防火灭火)。由于井下作业环境的特殊性,安全标准十分严格,化纤服装的静电都可能引发瓦斯爆炸,因此设备需要严格符合质量要求,避免安全隐患。

井下作业的安全标准严格

安全可靠、统一纳管 面向未来的网络建设成效

三座矿山基于自身作业环境与设备情况提出了改建的需求,山源科技联合锐捷网络,为三座矿山制定了安全合规高性能的解决方案:矿井使用的(Wi-Fi 6、UWB、4G)无线基站方案,已陆续让智能矿灯、井下专用手机、智能巡检机器人在各类巷道和硐室成功应用,为煤矿的井下安全生产的系统智能化,提供了良好网络支撑。

涵盖井上井下的整体方案架构

01 一网承载,系统汇聚

通过建设Wi-Fi 6融合通信系统,实现井下语音、视频、数据、控制信令一网承载,井下各子系统业务汇聚于一个平台。矿井Wi-Fi 6融合通信系统以万兆环网为骨干、千兆分支做传输,Wi-Fi 6无线基站覆盖到井下进风大巷、顺槽、掘进工作面、综采工作面等地点,下行提供以太网光电接口、总线接口。该网络平台可以为其他系统的建设提供就近、稳定的基础接入网。成熟的Wi-Fi 6无线信号覆盖,能够实现大容量、高速率的无线数据、无线视频、移动语音传输和接入。

02 无线高质量,安全好衡量

解决方案为井下穿戴装备、数据采集等设备提供高性能Wi-Fi 6无线传输能力。无线基站中Wi-Fi 6信号覆盖距离不小于300米,较大覆盖了各类巷道、硐室的作业环境。自动补盲、虚拟AP等领先技术,为井上和井下的低延迟、无卡顿网络提供保障,支撑生产业务的安全开展。

同时提供规模化高效的无线运维管理更高效,提供云网支持可视化监控和运维,做到AP上线、离线、信号质量、用户体验等情况一目了然。

03 通信多手段,安全多保障

智慧煤矿的建设进程中,大带宽、低时延的无线网络配合智能矿灯、手机等设备,提高了煤矿在灾变应急处置、调度、组织能力。

除了无线网络的支撑,融合UWB技术使井下定位信号覆盖,实现人员和车辆的精确定位。从而达到静态定位0.1-0.3米,动态定位精度小于1米的高精度定位能力。

04 面向未来,持续扩容

良好的井下Wi-Fi 6无线通信平台,可持续为智能化业务提供很强的扩容能力。同时,锐捷网络携手山源科技长期以来坚持场景创新,深入洞察到煤矿安全生产和智能化发展的要求,需通过自动化、智慧化、无人化技术手段,来构建煤矿实时全面感知、互通互联、分析决策、安全警示、风险预测识别、协同控制等智能系统,实现煤矿实时、安全、智能化运行。上述项目的智能转型的探索实践,也为矿山的智慧转型提供了范本。

未来,锐捷网络将持续发力,为智能矿山、安全矿山、绿色矿山的发展提供“数字良方”。

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