煤矿安全生产信息管理系统
一、系统概述
在国家对现代化煤矿安全生产和管理决策提出更高要求的背景下，本煤矿安全生产信息管理系统应运而生。它借助信息化、智能化技术，基于空间信息技术，融合大数据、计算机网络、分布式协同 “一张图” 等先进技术手段，构建全集团级一体化管控的新型安全生产管理体系，旨在实现煤矿安全生产运营的全面监控、高效管理与科学决策，推动企业转型升级，为智能化矿山建设奠定坚实的数据基础。
二、系统架构与数据流程
（一）架构层次
- 设备感知层
- 由智能传感器、智能摄像头、基站、智能仪表、智能控制器等组成，负责采集煤矿生产过程中的各类基础数据，如环境参数（温度、湿度、瓦斯浓度等）、设备运行状态（设备转速、温度、电压等）、人员位置信息等。这些设备通过 OPC/DDE/NetDDE/ODBC/FTP 等数据接口将数据传输至上层系统。
- 过程控制与数据采集层
- 包含数据整理、审核、汇交平台，对感知层传来的数据进行初步处理，确保数据的准确性和完整性。同时，该层与各类监测监控系统（如安全监测系统、人员定位系统、矿压监测系统等）以及自动化系统（如采煤工作面自动化系统、选煤自动化系统等）相连，实时采集生产过程中的设备监测与控制数据（SIS、SCADA、DCS、PCS、MES 数据）。经过处理的数据将被存储到监控、空间、管理数据仓库中，为上层应用提供数据支持。
- 数据整合与执行层
- 这一层是系统的核心功能层，包括多个子系统和服务。例如，采矿辅助设计协同管理子系统、供电设计图形协同管理子系统等实现专业设计数据的协同管理；“一张图” 综合信息服务系统整合各类地理信息和业务数据，提供综合信息展示和服务；协同管理 GIS 服务子系统和 GIS 图形平台子系统为地理信息相关功能提供支撑。此外，还包括生产运行系统集成调度、地质建模可视化表达、机电设备精细建模等功能模块，实现对煤矿生产各个环节的管理和调度。该层通过 SOA Web Service 技术与其他系统进行交互，实现数据和业务功能的整合。
- 应用层
- 提供给用户直接使用的各类业务管理系统和分析系统，如生产技术数字档案管理信息系统、地测防治水远程管理系统、“一通三防” 远程管理系统等安全生产部门的业务管理系统，以及基于大数据的安全生产智能分析系统、安全隐患排查治理分析系统等分析决策系统。用户通过这些系统实现煤矿安全生产的日常管理、监测监控、分析决策等操作，同时通过集团生产管理移动门户系统实现移动办公和远程管理。
（二）数据流程
- 设备感知层采集的数据首先进入过程控制与数据采集层，经过整理、审核后存入数据仓库。
- 数据整合与执行层从数据仓库中获取数据，进行进一步的处理和分析，如将地理信息数据与业务数据进行关联整合，生成 “一张图” 所需的数据模型。
- 应用层根据用户的操作请求，从数据整合与执行层获取相应的数据，并将处理结果展示给用户。例如，用户在生产技术远程管理系统中查看设备运行状态时，系统从数据整合与执行层获取实时设备数据并以直观的方式呈现给用户。同时，用户在应用层的操作数据（如录入新的生产计划、安全隐患排查记录等）也会通过数据整合与执行层存入数据仓库，实现数据的双向流动。
三、功能模块
（一）基础业务管理系统
- 生产技术数字档案管理信息系统
- 对煤矿生产技术相关的文档、图纸、技术资料等进行数字化管理，实现档案的分类存储、检索、共享和版本控制。方便技术人员随时查阅历史资料，提高技术决策的准确性和效率。
- 地测防治水远程管理系统
- 实时采集和管理煤矿地质测量数据、水文地质数据，对矿井水害进行预测预警。实现地测数据的远程传输、分析处理，为防治水工作提供科学依据，确保矿井安全生产。
- “一通三防” 远程管理系统
- 监测和控制矿井通风、瓦斯防治、防火、防尘等工作。通过远程监控通风设备运行状态、瓦斯浓度、温度等参数，及时调整通风策略和采取防治措施，防止瓦斯爆炸、火灾等事故发生。
- 资源储量管理信息系统
- 对煤矿资源储量进行精确计算、动态监测和管理。根据地质勘探数据和开采情况，实时更新储量数据，为矿井生产规划、资源合理开发利用提供数据支持，确保矿井可持续发展。
- 生产技术远程管理系统
- 实现对煤矿生产过程中采掘、运输、提升等生产环节的远程调度和管理。实时掌握生产设备的运行状态、生产进度，及时协调解决生产过程中的问题，提高生产效率和安全性。
- 机电远程管理系统
- 监控机电设备的运行状态、故障报警、设备维护计划等。通过远程诊断和预测性维护技术，提前发现设备潜在问题，减少设备停机时间，保障机电设备的稳定运行。
- 煤质运销管理系统
- 对煤炭质量进行检测、分析和管理，从煤炭开采源头到销售环节进行全程质量监控。同时，优化煤炭运销流程，提高煤炭销售效益，确保煤炭产品符合市场需求。
（二）安全管理系统
- 基于 GIS 安全生产标准化管理系统
- 结合地理信息系统（GIS），将安全生产标准与矿井实际地理环境相结合，实现安全生产标准的可视化管理。通过在地图上标注安全隐患点、达标区域等信息，便于直观地进行安全检查和评估，推动安全生产标准化建设。
- 安全风险预控管理系统
- 识别、评估煤矿生产过程中的各类安全风险，制定相应的风险预控措施。通过实时监测风险因素的变化，及时调整预控策略，将安全风险控制在可接受范围内，预防事故发生。
- 安全隐患闭环管理系统
- 建立安全隐患排查、上报、整改、复查的闭环管理流程。对安全隐患进行分类分级管理，明确责任人和整改期限，确保隐患得到及时有效的治理，防止隐患演变为事故。
- 应急救援管理系统
- 制定和管理煤矿应急预案，包括事故类型、应急响应流程、救援资源配置等内容。通过模拟演练和实时监测，提高应急救援能力，在事故发生时能够迅速、有效地组织救援，减少事故损失。
- 安全综合管理系统
- 整合各类安全管理数据和业务功能，实现安全管理的全面信息化。包括安全培训管理、安全考核评价、安全制度管理等功能，提升安全管理的规范化和科学化水平。
（三）监测监控与分析系统
- “一张图” 的综合监测、预警系统
- 在统一的 GIS 平台上集成各类监测监控数据，如安全监测系统数据、人员定位系统数据、设备运行状态数据等，实现对煤矿生产全要素的实时监测。通过设置预警阈值，对异常情况进行及时预警，为安全生产提供直观、全面的监测预警服务。
- 大数据综合可视化分析系统
- 收集和整合煤矿生产经营过程中的各类数据，运用大数据分析技术进行深度挖掘和分析。以可视化的方式展示数据分析结果，如生产趋势分析、安全风险趋势分析、设备故障率分析等，为管理决策提供数据支持。
- 安全隐患排查治理分析系统
- 对安全隐患排查治理数据进行统计分析，如隐患类型分布、整改完成率、隐患复发率等。通过分析结果找出安全管理中的薄弱环节，针对性地改进安全隐患排查治理工作，提高安全管理水平。
- 煤矿井下自然灾害预警系统
- 利用监测数据和预测模型，对煤矿井下可能发生的自然灾害（如瓦斯突出、冲击地压、透水等）进行预警。提前采取防范措施，降低自然灾害对矿井安全生产的威胁。
（四）协同管理与共享平台
- 集团 “一张图” 综合信息服务平台
- 为集团公司提供统一的煤矿安全生产综合信息展示和管理平台。在 “一张图” 上集成集团内各煤矿的地理信息、生产经营信息、安全管理信息等，实现集团对下属煤矿的统一管控和信息共享，便于集团公司进行宏观决策和资源调配。
- 经营调度综合管理系统
- 对煤矿的生产经营数据进行调度和管理，包括产量、进尺、成本、利润等指标的统计分析和预测。通过实时调度和优化经营策略，提高煤矿的经济效益和市场竞争力。
- 集团生产管理移动门户系统
- 开发移动端应用，方便管理人员随时随地获取煤矿安全生产信息、处理业务流程、下达指令等。实现移动办公和远程管理，提高管理效率和响应速度。
（五）其他辅助系统
- 采矿辅助设计协同管理子系统
- 实现采矿设计过程中的多人协同工作，提高设计效率和质量。通过共享设计数据、实时沟通协作，优化采矿方案，确保采矿设计符合安全生产要求。
- 供电设计图形协同管理子系统
- 对煤矿供电系统设计进行图形化协同管理，方便电气工程师进行供电系统设计、计算和优化。确保供电系统的可靠性和安全性，满足煤矿生产设备的用电需求。
- 通防图形协同管理子系统
- 协同管理通风与防治瓦斯、防火、防尘等相关图形信息，如通风系统图、瓦斯抽采系统图等。便于通防技术人员进行系统设计、优化和日常管理工作，保障矿井通风安全。
- 地测图形协同管理子系统
- 整合地质测量相关图形数据，如地形图、地质构造图、钻孔柱状图等，实现地测数据的协同管理和共享。为煤矿生产提供准确的地质测量信息，指导采掘工作安全有序进行。
- 协同管理 GIS 服务子系统
- 提供地理信息系统（GIS）相关的服务功能，如地图数据管理、空间分析服务、图形渲染服务等。支持其他系统对地理信息数据的调用和处理，确保 “一张图” 功能的实现。
- GIS 图形平台子系统
- 构建基础的 GIS 图形平台，提供地图显示、缩放、平移、图层管理等基本功能。为其他基于 GIS 的业务系统提供图形展示和操作的基础环境，实现地理信息与业务数据的融合展示。
- 三维通风系统分析系统
- 利用三维建模和仿真技术，对矿井通风系统进行分析和优化。模拟通风风流分布、压力损失等情况，为通风系统设计、改造和运行管理提供科学依据，提高通风系统的效率和安全性。
- 煤矿生产技术 GIS 图形协同管理系统
- 结合 GIS 技术，对煤矿生产技术相关数据（如采掘工程平面图、设备布置图等）进行图形化协同管理。实现生产技术数据的可视化展示、编辑和共享，提高生产技术管理水平。
- 透明化矿山管控平台
- 通过整合各类数据和系统功能，构建一个对矿山生产经营全流程透明化管理的平台。管理人员可以实时了解矿山的各个环节，从资源勘探、生产计划、设备运行到销售环节，实现全方位的管控。
- 基于空间地理信息的煤矿安全生产监控系统
- 利用空间地理信息系统，对煤矿安全生产相关要素（如矿井巷道、设备位置、安全隐患点等）进行空间定位和监控。结合实时监测数据，实现对安全生产的精准监控和管理，提高安全管理的针对性和有效性。
四、系统优势与价值
（一）提高安全生产水平
- 实时监测与预警
- 系统对煤矿生产过程中的各类参数进行实时监测，如瓦斯浓度、设备温度、水位等，一旦超过预警阈值，立即发出警报。通过及时预警，使煤矿工作人员能够在第一时间采取措施，预防事故发生，如及时调整通风系统降低瓦斯浓度，避免瓦斯爆炸事故。
- 安全隐患闭环管理
- 实现安全隐患从排查、上报、整改到复查的全过程闭环管理。确保每一个安全隐患都得到及时处理，不会被遗漏或拖延，有效降低事故风险。例如，通过系统记录隐患整改责任人、期限和整改情况，便于跟踪和监督，提高隐患治理效率。
- 提升应急救援能力
- 应急救援管理系统制定了详细的应急预案，并通过模拟演练和实时监测，使救援人员熟悉救援流程和资源配置。在事故发生时，能够迅速启动应急预案，准确调配救援资源，提高救援效率，减少人员伤亡和财产损失。
（二）优化生产管理效率
- 一体化管控
- 实现集团公司对煤矿生产、安全、经营等业务的一体化管控。通过 “一张图” 综合信息服务平台，集团管理人员可以直观地了解各煤矿的生产经营状况，进行统一调度和资源分配，避免各部门之间信息不畅导致的生产延误或资源浪费。
- 远程管理与协同工作
- 借助生产技术远程管理系统、机电远程管理系统等，管理人员可以远程监控设备运行状态、生产进度等信息，并及时下达指令。同时，采矿辅助设计协同管理子系统、供电设计图形协同管理子系统等实现了多人协同工作，提高了工作效率和质量，减少了现场沟通成本。
- 精准决策支持
- 大数据综合可视化分析系统提供了丰富的数据分析结果，如生产趋势分析、成本效益分析等。管理人员可以根据这些数据做出精准的决策，如调整生产
