智能矿山项目建设整 体 解 决 方 案目 录1 总体设计11.1 项目建设背景和意义11.1.1 国外发展现状11.1.2 国内发展现状31.1.3 矿井发展目标81.2 总体技术要求101.2.1 核心业务架构101.2.2 业务中心规划111.2.3 技术框架要求121.3 总体设计思路与架构131.3.1 总体设计思路131.3.2 总体业务架构设计152 智能矿山标准规范建设 172.1 引用标准与编制规范192.2 元数据标准规范222.3 设备层 scnvbc 标准规范232.4 传输层标准规范232.5 应用层标准规范242.6 子系统接入方式及规范252.7 智能矿山管控平台标准规范体系273 智能矿山建设关键技术 293.1 一张图协同服务技术293.1.1 煤矿一张图管理303.1.2 协同地理信息系统333.1.3 煤矿一张图协同服务553.2 分布式 GIS 服务平台技术 633.2.1 服务 GIS 平台 643.2.2 分布式计算663.2.3 分布式协同 GIS 703.3 “采、掘、机、运、通”图形处理技术 733.3.1 地测空间管理技术74i3.3.2 “一通三防”管理技术 783.3.3 生产辅助设计技术823.3.4 供电设计与计算技术873.4 矿山专用云服务平台技术913.4.1 云平台技术概述913.4.2 云服务平台技术933.4.3 矿山专用云服务技术953.5 统一空间数据存储及查询技术1003.6 多源数据集成技术1063.7 透明化矿山和矿区的构建技术1103.7.1 高精度地质体建模1103.7.2 巷道几何建模1163.7.3 地表工业广场建筑物建模1213.7.4 地形建模1263.7.5 透明化矿山倾斜摄影测量技术1303.7.6 基于地质模型的平、剖、三维动态修正更新技术 1313.7.7 透明瓦斯地质三维建模技术1443.7.8 基于透明化矿山的煤矿多业务数据共享集成与应用 1453.8 基于虚拟矿井的培训演练技术1463.8.1 虚拟矿井平台技术1483.8.2 培训演练协同工作及同步控制技术1493.8.3 安全培训专业知识库技术1493.9 基于大数据分析的安全生产动态诊断技术1513.9.1 大数据平台技术架构1513.9.2 大数据平台功能架构1563.9.3 安全生产动态诊断大数据技术1583.10 基于移动终端的可视化交互技术1893.11 工作流引擎技术1934 智能矿山云数据中心建设 1994.1 元数据管理1994.2 主数据管理2004.3 数据交换系统201ii4.3.1 MPP 数据库集群与传统数据库数据交换 2024.3.2 MPP 数据库集群与 Hadoop 系统数据交换2024.3.3 传统数据库与 Hadoop 系统数据交换2054.3.4 非结构化数据与 Hadoop 系统数据交换 2054.3.5 低价值密度数据向高价值密度数据转换2054.4 大数据支撑平台2064.4.1 设计原则2064.4.2 设计思路2074.4.3 架构体系2094.4.4 数据流向2134.4.5 建设内容2144.4.6 统一数据操作接口2184.4.7 云存储设计2204.4.8 煤矿大数据分析应用框架建设2214.4.9 方案优势特点2274.5 私有云计算平台2284.5.1 设计原则2284.5.2 建设思路2294.5.3 基于大数据的矿井云数据中心建设2304.6 机房基础设施2774.6.1 项目概述及设计规范2774.6.2 模块化 UPS 供电方案 2804.6.3 机房制冷方案2904.6.4 机柜系统及封闭冷通道系统2954.6.5 机房动环监控系统3024.6.6 机房防雷接地3194.6.7 机房新排风系统3254.6.8 机房气体消防系统3265 智能矿山网络传输平台建设 3275.1 企业管理网络3275.1.1 系统实现功能及技术参数3285.1.2 网络体系架构328iii5.1.3 网络节点划分3295.1.4 主要设备选型3305.2 工业控制网3865.2.1 环网结构3865.2.2 环网特点3875.2.3 节点划分3885.2.4 设备选型及技术性能指标3885.3 视频专网3985.3.1 环网结构3995.3.2 环网特点4005.3.3 节点划分4005.3.4 设备选型及技术性能指标4015.3.5 环网管理软件4115.3.6 工业网络综合布线4125.4 网络安全防护4125.4.1 网络安全系统架构4125.4.2 网络安全产品性能参数4139 智能矿山管控软件系统建设 4gL6.1 煤矿智能监控系统建设4576.1.1 智能监控平台设计4576.1.2 智能监控平台组态软件4606.1.3 矿井灾害监控系统集成4646.1.4 煤矿井下视频监视系统4816.1.5 综采工作面监控系统4826.1.6 主煤流运输集控系统4846.1.7 井下排水监控子系统(接入) 4906.1.8 矿井通风监控系统(接入) 4926.1.9 矿井压风机监控系统4956.1.10 矿井水处理系统4986.1.11 生活水、污水处理厂监控系统4996.1.12 水源井水处理系统(接入) 5016.1.13 锅炉房监控系统(接入) 502iv6.1.14 主副井提升监控系统(接入) 5046.1.15 副立井监控系统(接入) 5056.1.16 电力监控系统5066.1.17 瓦斯抽放监控系统5126.1.18 洗煤厂生产系统(接入) 5146.1.19 钢丝绳在线检测系统5176.1.20 矿井产量监测系统5186.1.21 机车信集闭系统5206.1.22 综掘工作面监控系统(接入) 5236.1.23 其他子系统接入5246.1.24 系统冗余5246.2 煤矿安全生产执行系统建设5256.2.1 基于 GIS 的分布式协同一张图管理系统5256.2.2 煤矿生产调度指挥系统6246.2.3 基于 GIS 的煤矿安全管理系统 6386.2.4 煤矿生产技术一张图管理信息系统6536.2.5 基于 3DGIS 技术的透明化矿山建设 6776.2.6 基于虚拟矿井的培训演练系统6936.2.7 数据处理7526.3 煤矿经营管理系统建设7566.3.1 财务管理7566.3.2 办公自动化7576.3.3 人力资源管理7636.3.4 内部市场管理7646.3.5 供应商关系管理7686.3.6 销售与客户关系管理7706.3.7 企业安全文化管理7716.3.8 数字档案管理系统7736.4 煤矿智能分析决策系统建设7766.4.1 煤矿井下自然灾害预警系统7776.4.2 基于三维透明化矿山的空间分析预警7836.4.3 安全风险量化分析785v6.4.4 生产成本分析7896.4.5 生产效能分析7986.4.6 设备效能分析8006.4.7 人员绩效分析8026.4.8 智能风险预警处置8056.5 煤矿移动门户系统8106.6 智能矿山综合门户系统8247 智能化管控指挥中心建设 8347.1 调度中心功能区设备8347.2 大屏幕显示系统8527.3 智能会议系统8808 项目实施计划 9278.1 项目组织与管理9288.2 项目进程安排929vi1 总体设计1.1 项目建设背景和意义1.1.1 国外发展现状自上世纪 80 年代初以来，随着计算机，特别是微型计算机技术的出现和成 熟， 国内外都投入了大量的人力、物力开展计算机在矿山的应用研究， 并召开了 数十次国际学术会议， 如 APCOM 国际学术会议，为现代化矿山的建设和生产提供 了高技术支持。相比国内而言， 国外发达国家矿山计算机应用不仅时间早， 而且已经开发出 一些功能比较成熟的商业化软件系统。到目前为此，诸如 Surpac 等系统已经在 国外矿山得到了广泛的使用。归纳起来， 国外矿山信息化技术和软件产品现状总 结如下：1、已经实现了核心技术的研发和实用化国外矿山软件研究和开发机构大多没有基于其他成熟应用软件平台进行二 次开发(如利用 AutoCAD、ARC/INFO)，而是基于 GIS、CAD、三维可视化等技术， 结合矿产勘查、开采的具体技术和数据处理要求完全自主开发专用软件平台和系 统。为此，他们已经解决了相关核心技术问题：(1)满足矿山开采需求的三维可视化平台的数据模型和数据结构。根据这 些模型， 系统能够在统一平台下集成处理二维和三维地质、测量、开采设计、计 划编排、调度管理等专题图形和信息。(2)研究并开发了系列化的二维、三维核心数据处理方法，如图形或属性 的存储、绘制、编辑、查询、输入、输出等。(3)为矿床品位的估算和块段设计研究了先进的数学处理方法， 如地质统 计学方法。(4)矿床构模技术水平伴随着信息及计算技术的发展而不断地提升。在数 值矿床模型方面， 先后有面向地质统计学的块段模型、面向层状矿体的网格模型 和基于矿床平面图和剖面图上地质信息的断面模型问世。在几何模型方面， 主要1有线框模型、表面模型、八叉树模型等， 这些模型的实质是通过空间对象信息来 描述三维矿体，但不涉及矿床自身的属性信息，譬如品位、岩性等。(5)全自动或交互式的快速地下采矿工程设计技术，如参数化设计核心技 术。参数化设计可以通过设计参数驱动(或图元驱动) 方式在设计或绘图状态下 灵活地修改图形，方便设计过程，提高设计效率。(6) 诸如美国科罗拉多矿业大学的 Alexandra M. Newman，Mark Kuchta 等学者运用混合整数规划对地下矿长期生产计划进行了优化。(7) 利用三维可视化、多目标决策、神经网络等技术对编制生产调度系统。(8)报表或台帐表头或结构的自定义技术。2、已经形成了矿山专用软件开发队伍和研究机构通过二十多年的发展， 英国、澳大利亚、美国、加拿大、南非等矿业发达国 家的研发人才不仅精通矿山勘查和开采专业知识， 而且对计算机技术的发展和关 键技术也有深入的研究。仅就用于储量估算的地质统计学而言， 法国枫丹白露研