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關鍵詞:自動化技術;煤礦安全生產;沖擊地壓;火災預警;粉塵;安全意識
現階段,隨著煤礦數字化、信息化水平的逐步提高,井下生產的安全性盡管得到了一定程度的提高,但煤礦安全生產所面臨的形勢依然嚴峻。以鄭州大平煤礦“10·20”事故為例[1-3],該事故是由于井下巷道局部通風不暢,導致煤與瓦斯突出之后瓦斯逆流,進而導致西大巷瓦斯氣體濃度上升,高濃度瓦斯氣體在遇到電機車火花后發生爆炸,從瓦斯突出到爆炸發生,整個過程僅30min,若能夠采用自動化檢測設備對巷道入口及巷道內部的瓦斯氣體濃度進行實時監控,在瓦斯濃度達到臨界值之前自動切斷電源,并及時向巷道內的作業人員發出警報信號,及時疏散作業人員,勢必能夠有效降低瓦斯爆炸事故所造成的損失。近年來,隨著自動化技術和信息化技術的不斷發展,相當一部分國有大中型煤礦在井下作業中大量應用了自動化控制、監測系統,以大同煤礦集團為例,通過建設“智能化數字礦山”,充分發揮了自動化技術的作用,進一步提高了開采作業效率,同時還有效保障了井下作業安全。從安全管理方面來看,塔山煤礦以先期完成的各類系統為基礎,結合自動化、信息化技術,建立了覆蓋整個煤礦的以生產、經營、設計等多個層面為一體的綜合化煤礦安全自動化管理系統,實現了對作業人員、環境、設備等方面的詳細信息統計,對于保障生產安全具有重要作用。本研究在對上述成果分析的基礎上,詳細分析煤礦自動化技術對于確保礦井安全生產的作用,并就確保井下安全生產的措施進行討論。
1煤礦自動化技術作用
隨著煤礦生產規模的快速壯大,煤礦安全生產工作面臨著巨大挑戰:①國有大中型煤礦對部分煤礦進行了并購、重組,該類被并購的煤礦由于規模、經營模式、安全管理水平存在差異,仍待進一步整合;②部分煤礦經過多年開采,進入到衰減期,開采深度較大,增加了安全管理工作的難度;③部分小煤礦因無序開采,導致大小煤礦間形成復雜的聯通,小煤礦中的瓦斯、水等向大煤礦串流,大大增加了大煤礦的安全風險。對此,有必要通過應用自動化技術有效防治瓦斯、水、火等災害,同時加快對小煤礦的技術改造和整合,確保煤礦生產安全。
1.1沖擊地壓防治
相當一部分煤礦的煤層及頂底板都較為堅硬,伴隨沖擊地壓事故的發生,易影響工作面采煤工作的正常進行,并對井下安全生產產生嚴重影響。對此,以某煤礦為例,通過對工程現場進行實地調查并結合室內巖土力學分析,根據沖擊地壓產生的原因及表現出的規律,本研究提出了淺埋深堅硬頂板弱化處理方法,為防治沖擊地壓提供了有效解決方案。另外,通過運用各類監測儀器,實現對煤礦各工作面以及巷道內沖擊地壓的實時監測,并對各測段的監測數據進行綜合對比分析,發現在經頂板弱化處理后,巷道內的沖擊地壓得到了有效控制,煤體與煤柱的壓力下降較明顯,有效保障了煤礦井下作業安全。
1.2火災預警
火災是煤礦常見的安全災害之一,針對煤礦生產中的火災隱患,需結合礦井具體結構,合理布置火災監測點,建立全面覆蓋的井下火災綜合監測預警系統。在系統安裝完畢后,需經安全性、可靠性和穩定性測試之后方可投入應用,確保系統可長時間的可靠、穩定運行,為安全管理工作提供可靠的數據支持,降低火災隱患引發的煤礦安全事故的發生概率。
1.3粉塵治理
(1)液壓支架架間粉塵治理。井下煤炭粉塵主要集中于每2個液壓支架的前探梁之間、頂煤放置處、液壓支架前連桿與掩護梁鉸接的位置,需重點治理。針對該類區域的煤炭粉塵,可采用液壓支架架間噴霧系統實現防治,該系統主控裝置根據下風側的接收器發出的動作信號實現對系統開啟和關閉的自動控制,同時可設置系統定時開啟和關閉,還可對噴霧系統直接進行遙控操作。
(2)煤炭運輸過程中的粉塵治理。煤炭在運輸過程中,伴隨物料的抖動、摩擦等運動會有大量煤塵產生,尤其在前部刮板輸送機卸載處和帶式輸送機拐彎處,煤炭粉塵產生量較大,加之該2個位置的空氣易改變流動方向,易形成渦流,進而導致煤炭粉塵隨空氣渦流進入采煤工作面。在候補刮板輸送機的位置由于支架的阻擋作用,空氣流速小,所產生的粉塵量稍少于前部。對此,可采用聯動噴霧方式和水平噴霧方式治理粉塵。該類噴霧裝置主要通過超聲波傳感器和雷達傳感器監測輸送帶上的物料是否處于運動狀態,從而實現對噴霧裝置的自動控制。當傳感器監測到輸送帶上的物料處于運動狀態時,向主控裝置發出信號,主控裝置在接收到信號之后,控制噴霧系統開啟噴霧。但由于該方式在噴霧過程中噴霧量較大,水霧易聚集形成水滴,因此,通常被用于輸送帶上的粉塵防治,但在人行巷道中則不適用,以免導致人行巷道含水量過高,引發不必要的安全問題。通過利用自動化噴霧系統防治煤炭粉塵,可大幅度降低井下空氣中的煤炭粉塵濃度,有效減少粉塵對井下工作人員身體健康的影響,進一步提高煤礦企業的安全效益和生產效益。
2煤礦安全問題改善措施
(1)加強安全經費投入。煤礦企業應進一步加大對煤礦生產安全方面的經費投入,通過研發、引進先進的機械設備替換陳舊的機械設備,并加強對新設備及先進技術的推廣和應用。加強與科研院所的合作,深入研究煤礦各類安全問題產生的原因和治理方案,引進各類先進工藝、自動化系統,改善煤礦生產環境,加強對煤礦作業過程中各類因素的有效監控,全面保障煤礦生產安全。
(2)研發煤礦安全自動化監測系統(設備)。煤礦企業需進一步加強對煤礦安全綜合自動化監測系統、設備和技術的研究,進一步提高綜合自動化監測系統的監測精度及運行的可靠性。以現有的監測系統為基礎,結合自動化技術對系統進行改造和升級,減少數據采集、傳輸過程中的誤差,提高電氣設備的靈敏度,進一步提升瓦斯防治的水平。同時,通過合理應用對綜合性防火滅火系統,可更為準確地預報火警,提高采空區火災隱患的防治水平,保障井下作業安全。
(3)提高員工安全意識。煤礦員工的安全意識水平是影響煤礦生產安全的重要因素,對此,有必要進一步強化煤礦員工的安全生產意識,將其作為煤礦生產工作中的重點工作進行開展,提高員工操作各類井下自動化設備的水平,最大限度地發揮自動化設備對于確保井下安全生產的作用。
3結語
自動化技術在煤礦生產過程中的應用對于確保煤礦生產安全具有重要作用。為此,分別分析了自動化技術在井下沖擊地壓防治、火災預警以及粉塵治理方面的應用并就提高井下安全生產水平的措施進行了探討,對于提高煤礦生產的自動化水平以及井下生產的安全性有一定的參考價值。
參考文獻
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數字化技術在我國的應用起源于上世紀90年代,主要是在電氣技術的基礎上采用更新的數字技術來實現量化控制生產因素的一種方法,在國內發展了10年以后,于本世紀初廣泛應用到各個行業之中,是21世紀的應用領域最寬廣的技術之一。具體到礦山建設中,數字化技術體現在管理層面、工作技術自動化層面、安全控制層面等多個領域。管理層面主要是對礦山采掘成本的控制和對礦山產量的把握;工作技術層面可以使一些原先完全由人工完成的工作過程機械化,包含了自動化采掘、智能控制電力系統、自動化運輸系統、自動化通風等多個領域,,可以最大限度的發揮自動化優勢,節約人工工作量;安全控制層面是本文的重點,主要包括了粉塵監測系統、危險氣體監測系統、通風系統、礦壓水壓監控系統等技術關節,可以對礦山中威脅安全生產的技術節點進行綜合控制,保障安全生產,保證礦山的穩定運行。
2數字化礦山安全建設管理需要解決的幾個關鍵節點問題
2.1安全理念層面的主要矛盾
目前礦山分工進一步細致,不同基礎部門的技術越來越復雜專業,使得不同部門之間的技術溝通也逐漸困難。安全管理部門從上世紀末期被分離出來形成獨立的部門,經歷了長期發展,管理技術的越來越專業使得安全管理人員僅僅把礦山的安全控制作為一個政績目標,而不是威脅礦山安全和礦工生命安全的關鍵問題來對待。不同部門對安全建設的理解也有很大的反差,生產一線認為安全是作業環境的人性化,管理部門認為安全是職工綜合素質的體現,沒有從礦山角度對安全生產進行整體的把握,缺乏整體意識。
2.2作業員工的素質問題
本段討論的作業員工包括礦山生產第一線職工以及安全相關部門的主要一線員工如通風部門,安全監測部門的員工等。這些員工的綜合素質是建設安全生產礦山的必需,當前礦山的主要職工群體是上世紀90年代進入工作的人群,大多數人群對安全生產知識了解有所不足,安全意識不夠高,如時常出現在礦工有危險氣體的礦井穿化纖毛衣,是因為部分員工不知道礦井中危險氣體在遇到化纖毛衣的靜電后可能導致爆炸,在這些問題都成為安全生產的頑疾。
2.3裝備與技術逐漸跟不上時代
導致這個現象的主要原因是礦山的管理者為了壓縮生產成本,放慢了技術更新和設備維護的速度,以提高礦山的效益和員工開支。在近兩年煤礦產業不景氣的背景下更加劇了對技術成本的壓縮。長期發展下來導致了部分安全生產裝備落后,安全監控設備老化、技術跟不上時代,成為安全隱患。如送風機是礦井中的主要通風設備,這類設備往往更新較慢,服役過期后仍然可以運作,但是通風效率有所打折,忽視這個問題就可能導致礦井中危險氣體的含量增加。
3數字化礦山安全管理的有效途徑
數字化礦山建設中采用了更新的技術,可以有效避免很多安全問題。但安全管理仍然要得到重視。
3.1堅持預想,提高對安全問題的重視程度,防患于未然
所謂預想,就是在沒有發生安全問題的時候對可能發生的安全問題和安全環節進行前期的判斷。把所有可能產生安全隱患的要點都想到,是安全建設的前期基礎,如果發生了想不到的安全事故,就是預想工作沒有完全做到位。數字化技術為礦山安全監測提供了更多數據化的結果,這些結果為安全隱患的預判提供了更為可靠的參考。
3.2堅持預教,提高職工的安全意識和整體安全知識水平
預教,是指對主要生產在第一線的職工和監測部門等關鍵技術部門進行安全生產的知識普及,提高職工的整體安全素質。預教可以用較低的成本來降低安全事故的概率,在我國礦山幾十年的發展中一直起到至關重要的作用。在新時代數字技術逐漸應用到礦山生產之中,同樣數字技術也可以為員工的安全生產教育提供更加豐富更加理性的素材,使得職工對安全的理解更加深刻,對安全技術關節的把握更加到位。如危險氣體含量,由于職工無法感知,在安全中常常被職工忽視,僅僅由監測部門來控制,如果職工可以用數字化技術對這一指標進行檢測,或者接受即時的安全生產指標,就可以有效避免大多數安全事故。
3.3堅持預測,有重點的把握即時的安全生產核心問題
預測是指針對礦山當前的各種安全指標對可能發生安全問題的重點關節進行提前判斷,在傳統礦山生產過程中由于相應的數據和指標較少,預測更多依賴管理者和職工的經驗,預測的結果參考價值也受到限制。而數字化技術應用到礦山生產過程中之后,安全控制部門可以得到更多數據化的安全生產相關的指標,在這些指標的基礎上對可能發生安全問題的節點進行預測就有了很大的參考價值。在數字化技術的推動下,當前礦山中的主要設備狀態,安全指標、生產狀況都可以即時在安全監控部門得到數據,對礦井中瓦斯以及一氧化碳等有害氣體含量、風速和通風機的運行狀態、粉塵含量、電力開關狀態等數百個監測節點進行控制,并可以及時反饋給安全管理人員和一線生產的職工,使得所有人對可能出現安全隱患的點重視起來,避免安全事故。
3.4堅持預警,保持長期對安全問題的理性
安全生產是一個長期的過程,稍微的懈怠就可能導致事故的發生。預警是指通過定期的安全培訓和安全講座等活動來使所有作業人員保持對安全問題的警覺。預警的主要作用是保證礦山生產人員長期保持安全生產的警覺和理性。在關鍵的時間和位置設立警示標志,定期的安全檢測等都是預警常用的手法。
4結語
關鍵詞:煤礦;煤礦地質;地質測量
中圖分類號:TD17 文獻標識碼:A
一、概述
隨著我國社會主義經濟的發展,各個行業對煤礦的需求也越來越大,我國的煤礦產業也有了良好的發展機遇。而煤礦地質測量工作在煤礦生產中是非常重要的,關系到煤礦是否能夠安全生產,并且對煤礦的生產能力有著重要的影響。如果做不好煤礦地質測量工作,可能會阻礙煤礦行業的發展,甚至會導致生產事故的發生,影響人民的生命。
二、煤礦地質測量工作在煤礦行業的重要性
煤礦地質測量工作直接關系到煤礦行業的發展前景,更加是保障煤礦行業安全生產的重要因素。
(一)煤礦地質測量工作在煤礦生產中的重要作用
在煤礦進行開發的全部過程都需要對煤礦地質進行測量。在生產階段,要對開采所在地的地質進行測量,再根據地質決定開采所需要的設備。除此之外,還要對煤礦礦體的幾何和儲量進行管理,監測巖層的移動以及該如何在采礦時保護地面的建筑物。這些工作都是以煤礦地質的測量工作作為前提的。
進行煤礦地質測量工作,可以了解采空區的測繪、井下的所有巷道以及周圍小煤礦的開采和地表的關系情況,可以了解煤礦開采的第一手資料。只有切實的開展煤礦地質的測量工作,才能夠保證煤礦行業的安全生產,也才能夠及時的制定一些災害預防的措施和處理災害的方案,也只有這樣,煤礦行業的安全生產才有保障。
(二)煤礦地質測量工作與煤礦安全生產密切相關
在進行煤礦作業時,由于煤礦行業生產系統的復雜性,涉及的環節也比較多,再加上煤礦地質條件也是經常變化的。不斷移動的煤礦工作面,給煤礦生產帶來了很多不安全的生產因素,如水害、頂板事故、有毒有害氣體等,這些不安全的生產因素會時時刻刻威脅到煤礦工人的生命安全。通過煤礦地質的測量,可以對巷道的方向、位置、斷面規格、坡度進行跟蹤治療,這樣可以盡可能多的發現威脅煤礦生產的因素。對煤礦的地質進行測量,還可以了解煤礦周邊水源的地點和空間位置,這樣就能有效的防止由于煤礦周邊水源侵入而形成的透水事故,為煤礦的安全生產提供多一分保障。
三、煤礦地質測量工作的要點
煤礦地質測量工作在煤礦生產中是非常重要的,然而,隨著時代的進步、經濟的發展,傳統的煤礦地質測量的方法已經不能滿足煤礦生產的現代化需要。因此有必要利用更先進的技術對煤礦的地質進行測量。
(一)空間信息系統在煤礦地質測量中的應用
我國的煤礦企業與其他現代化國家相比,其信息化的基礎設備就顯得比較落后,煤礦生產的部門聯系不密切,不能及時交流發現的問題,再加上煤礦生產的動態性,導致我國的煤礦行業的信息化與網絡化的滯后。近年來,隨著信息技術的發展,煤礦行業也步入一個信息化和數字化的時代。信息化和數字化對煤礦的發展有著舉足輕重的地位。
煤礦測量的地質資料是一個與空間位置有著緊密聯系、動態變化的、活躍的信息,該信息具有不確定性。如果不弄清楚煤礦的地質,就很容易導致礦井出現淹水或者是煤塵瓦斯的爆炸事故的發生,會對煤礦企業造成很大的損失,同時也會威脅到煤礦工人的生命。如果還是使用傳統的人工檢索和處理煤礦的地質信息,就很難滿足煤礦信息化生產與現代化管理的需要。因此,應該將空間信息系統廣泛應用于煤礦地質測量的工作。空間信息系統在煤礦地質測量工作的應用主要表現在其可以在測量地質時,將煤礦測量的地質信息進行數字化,對測量部門進行信息化。空間信息系統可以對煤礦地質的測量數據進行自動化的管理,還可以自動生成煤礦地質測量所需的基礎圖件。空間信息系統可以快速的分析和決策礦井下的突發事件。
空間信息系統是由煤礦地質測量平臺、煤礦地質測量基礎數據管理系統、煤礦地質測量的圖形與數據管理系統、煤礦地質測量3D模擬系統等組成。空間信息系統可以采集煤礦生產過程中地質測量的原始數據、也可以對采集到的地質資料進行分析。因此空間信息系統在煤礦地質測量的應用已成為一種趨勢。
(二)CAD繪圖技術在煤礦地質測量工作的應用
CAD繪圖技術指利用計算機,通過算法和程序來構造圖形。其構造的圖形可以是已經存在的事物,也可以是虛擬的構造。CAD繪圖技術可以通過處理大量地質測量數據以及生產的數據資料,處理數據后系統就可以獲得地質的生產信息,進而繪制出煤礦生產的圖件,繪制出來的圖件也可以隨著地質測量信息的變化而改變。
由于煤礦行業中不嚴格的管理、不當的操作、以及低劣的工程質量,在煤礦生產中經常會發生各種各樣的事件。CAD繪圖技術可以使用計算機以一種三維的圖像再現事故發生的場景,這樣煤礦企業的管理者就可以在三維圖上尋找事故發生的原因,這樣就可以采取相應的措施對煤礦的安全生產進行管理。
(三)CGIS地理信息系統在煤礦地質測量中的應用
CGIS地理信息系統可以把煤礦地質測量的數據建立到一個數據庫,數據庫的數據可以自動生成一個生產所需的相關的圖件,比如采掘工程的平面圖、煤巖層的對比圖等。圖件可以反映煤礦工人的工作狀態以及設備實時運行的管理,對煤礦安全生產實施動態監控。
CGIS地理信息系統以地理空間的數據庫為基礎,采用三維模式,為煤礦產業提供動態的地理信息,及時的反映煤礦作業,可以及時的將檢測到煤礦地質信息記錄到數據庫。CGIS地理信息系統可以提高煤礦地質測量的現代化水平,更為煤礦的安全生產提供重要的保障,也可以減少因為煤礦事故造成的經濟損失。
(四)3D模型的構建在煤礦地質測量中的應用
在煤礦地質測量中,如果能建立一個3D模型,那么在煤礦生產中就可以對生產的全過程進行直接的觀察,如果發現問題就可以及時更正,這樣就能避免許多必要的事故。但是受數據采集、數據生成的影響,目前很多3D模型的軟件還是不能廣泛應用于煤礦地質的測量。3D模型的構建是基于點、線、面、體的設計的基礎上進行構建的。其結構示意圖如圖1所示。
由煤炭科學研究院研制的系統MSGIS.0正是基于3D模型構建的基礎上研發的,系統MSGIS.0是由基礎數據管理系統、3D模型系統、GIS平臺、圖形與數據管理系統等組成的。系統MSGIS.0可以對煤礦地質測量的數據進行采集、統計、制圖、分析等,煤礦行業通過該系統可以實現對煤礦的勘探、生產、開采的遠程管理 。
(五)數字化制圖技術在煤礦地質測量中的應用
數字化制圖技術主要是將計算機技術與信息技術同現代測繪技術進行有效的結合,最終研發出的先進技術。當前,想使各個行業實現數字化,信息化與網絡化已經成為了必要的先進手段,通過企業的合理應用能夠發揮出巨大的作用。對于數字化制圖技術而言,其主要是通過數字將地球表面的一些空間元素進行抽象化,然后利用屬性、圖像以及坐標的形式來準確地描述對象,并找到它們之間的關系,最終合理的將其聯系起來,然后直接在具有存儲性能的介質上存貯相關的數據文件,在很大程度上提高了生產的效率,并且獲得的成果精度非常安全可靠。伴隨著科學技術的快速發展,計算機技術與地質測繪儀器的應用逐漸普及,數字化制圖技術在諸多的測繪生產以及社會實踐中也越來越被廣泛的應用。
而數字化制圖技術在采礦場形狀以及其它形狀地形圖的具體應用就是合理的進行工程設計以及工程規劃,最終為組織生產提供有力的依據。并且具體需要做的就是在以礦業信息數據為依據的基礎之上,合理利用現代的空間分析技術、知識挖掘技術、數字收集技術、多媒體技術等其他技術,最終為礦產的資源進行合理的評估、并制定詳細規劃、進行全面的開拓設計、對決策進行有效的管理。因此它已經成為了仿真模擬與對煤礦地質測量過程進行分析的強大的技術平臺與工具。其最終的目標就是為了能夠在收集精確詳細地理信息的基礎之上,對臺階地形圖進行合理的驗收,有效計算出每個月的礦巖量,并制定生產驗收報表,使煤礦具有高度自動化、信息化,并有效提高工作的效率,最終實現遙控采礦或者無人采礦的高科技找礦。
當前數字化制圖技術仍然在不斷向前發展,并且全站儀也已經達到了普及,以往的三角測量已經不能滿足當今社會的種種需求,因此逐漸脫離這個舞臺,利用靈活的網或者導線網已經獲得了很多的效益,在信息獲取的角度看來,煤礦地質測量信息的采集手段也已經越來越多:已經由傳統的鉆探手段發展成為了利用高科技來進行勘探的手段,所以數字化制圖技術已經為煤礦地質測量帶來了新的生機,并加快了其發展的速度。
結語
煤礦地質測量工作直接關系到煤礦行業的發展前景,更加是保障煤礦行業安全生產的重要因素。隨著時代的進步、經濟的發展,傳統的煤礦地質測量的方法已經不能滿足煤礦生產的現代化需要。只有利用更先進的技術對煤礦的地質進行測量,才能為煤礦的安全生產提供重要的保障,也才能減少因為煤礦事故造成的經濟損失。
參考文獻
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安全管理是供電企業安全生產的命脈。長期以來,國家電網公司及其省公司每年都開展“安全年”、“規章制度執行年”等各項行之有效的活動,來提高供電企業員工的安全意識和安全能力。在安全管理工作中,通常是加強電力員工的安全意識和安全責任,從安全文化、規章制度、教育培訓、兩票三制、安全風險、危險源點等多方面進行研究和落實,從管理體系、過程控制、未端治理來加強企業的安全生產。數字化安全管理就是用直觀明顯的數字數據代替以往模糊式的定性數據,嚴格按照規章上的數字要求來履行電力企業安全職責。據了解,從2012年以來電力公司在安全管理中采用數字和日常安全管理相結合,在每月的安全月報上用數據說明安全工作的開展情況和存在的不足,讓公司各級管理人員了解公司安全生產方面的現狀與不足。結合企業的安全現狀,職能部門采取相應的工作方法和措施,促使企業安全管理良性循環,將各種安全隱患、薄弱環節消滅在萌芽狀態。
1數字化在安全管理工作的運用
1.1排大安全隱患和缺陷
在電力作業維護中,時有因為資金、地理環境、停電因素等多種原因而造成重大缺陷隱患,若得不到及時解決和消缺,久而久之,會有不少重大隱患和缺陷被遺忘。不僅影響了上報隱患缺陷人員工作的積極性,而且不便于安全管理;其次,當不少重大缺陷隱患演變成事故時,對電力公司安全生產極為不利。據此,數字安全管理部門把各方面上報的隱患缺陷經現場核實、將重大隱患缺陷統一進行編號,并在安全月報上反映。對各部門整改的情況,由安全運檢部現場核實并結束此缺陷隱患的閉環管理,整改內容時間用數據反映。對未及時整改的仍掛在每月安全月報上,匯總轉發給公司領導和各部門負責人。通過數字化在重大安全隱患、缺陷中的運用,國網公司重大安全隱患、缺陷基本能及時整改和消缺。
1.2規范“兩票”執行
在“兩票”管理工作中,總有個別班組在兩票使用過程中存在不用票、少用票的現象,特別是在日常搶修、裝表接電、儀表校驗、基建工程工作中,這種現象較為普遍。針對這一情況,企業應用數字化管理的措施有:公司通過月報和數字化理念相結合,每月把“兩票”執行數量放在月報上發給相關部門,由此公司“兩票”執行情況明顯好轉,數量大大增加。2013年2月份,某供電公司工作票為190張,操作票為285張,而8月份,該公司工作票為1251張,操作票為653張。同時,公司安全運檢部對班組兩票的使用情況進行檢查,將班組兩票的合格率用數字公布出來,對工作負責人兩票的正確使用進行嘉獎。
1.3提高安全督察效果
基層電力企業按照國家電網公司“到崗到位”制度,每周下發公司“到崗到位”表,用數字說明各部門每周的工作現場時間,施工班組及到崗到位人員名單。并在每月安全月報上反映各部門工作現場的數量、到崗到位情況和安全督察次數,通過用數字公布的形勢可以杜絕無票工作現象的發生,可以提高施工現場安全督察的次數,大大提高了施工現場的安全系數。
1.4有助于管理外包隊伍
2012年以來,由于電力公司運行模式的調整,外包隊伍進入供電企業施工的現象越來越多,如何加強外包隊伍管理是當前供電企業的一項重要工作。2012年在外包隊伍管理中,用數字列表式管理,對外包隊伍數量、安全資質、兩證情況、安規考試、車輛情況等全部用數字列表方式的列出,可以很清晰的了解外包隊伍的整體情況,便于統計和管理,可以有效地管理好外包隊伍,確保外包隊伍施工安全。
1.5加強各部門考核
在以往公司安全考核中,只對違章部門班組人員進行安全考核,不足以引起部門領導的重視。目前,供電企業已經把數字引入到部門考核中,每月對整個部門所發生的違章行為、違紀現象及安全管理不到位進行扣分,對部門人員發現的缺陷隱患進行加分,部門分數進行累計,這促進部門負責人積極加入到本部門安全管理工作中來,由以住的安全管理是安監部門的事,到現在的各部門和安監部一起抓安全管理,達到齊抓共管的良好態狀。
2數字化安全管理工作的關鍵
據以上分析以及現場實踐經驗,做好數字化安全管理工作關鍵的地方有三點:一是實是求事,任何數據力求真實,不能造假夸大其詞。在設備線路隱患方面,一定要現場核實,不能隨意判定。以線路集中巡視為例,實際執行中必須嚴格按照規程“定人、定線(段)、定周期”的要求,以每月一次的周期進行巡視,每條線路的巡視周期必須相對固定,最大誤差不得超過5天;在對長線路的巡視上,必須嚴格在規定的時間內巡視完,不得超過7天。在巡視過程中,由于線路存在分段巡視,會出現巡視人員的不同步,因此為界定職責,各段巡視記錄必須準確、真實。每一組巡視人員與對應的數字標號一一對應,防止出錯,并有本人簽名。每天巡視結束后,需由小組負責人核實數據并整理好,交班長簽字后交資料員保管。以上就是實事求是、真實數據在數字化安全管理中的典型應用,也是做好管理的關鍵之一。二是公平公正,以事實為依據,在部門考核中,要以理服人,以數字、事實為依據,獎罰分明,才能得到大家的認可。仍以線路巡視工作為例,每天的巡視記錄要求由各巡視小組回單位后自行輸入,這就必須要求巡視人員做到不弄虛作假,巡視中所記錄的任何數據都要真實地上報,與巡視記錄表一致。在日后的查詢如MIS系統中,各資料人員、部門班長以及運行專職人員應以上報記錄的數據為依據,對現場巡視人員進行督查;發現巡視記錄中有不正常之處時及時向工區反映。三是及時更新,每月定期更新數字化管理的相關內容,下發到各部門,促動各部門員工共同做好安全管理工作,共同提高公司的安全管理,做到管理針對化。數字化安全管理的核心是數據,而數據的有效性很大程度上來自于其實時性,一組數字指標若是失去了其時效性,不能對當前某一問題作出幫助,也就談不上數字化安全管理了。
3結語
關鍵詞:運行維護 智能變電站 優點
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)02(a)-0195-02
隨著智能電網概念的出現,產生了智能變電站這個概念,原因在于常規變電站和數字變電站不能滿足智能電網的需求。未來電網的發展趨勢是走向智能化,智能變電站會滲透到發電、輸電、變電、配電、用電和調度等各個環節,而在這些環節當中,智能電網無疑處于最關鍵、最核心的地位。在智能電網當中,智能變電站擔任著控制電力流行和調節電壓兩個重要的角色,因此,對智能變電站的運行維護管理對于社會發展的意義重大。
1 智能變電站優點
1.1 傳統變電站優缺點
傳統的變電站包括常規變電站和數字化變電站兩種類型。常規變電站應用的是自動化系統,常規變電站的二次系統的布置單元被分隔開來,各個裝置之間不能緊密的聯系在一起,不能確保變電站整體功能的協調與優化,裝置之間的輸入信息較為獨立,不能實現各類信息的共享,且系統接線較為復雜,系統擴展的難度也相對較大。
數字變電站比常規變電站的性能有所提升,一次設備均采用了數字化和智能化的技術,在二次設備當中利用的是數字化與網絡化技術。數字變電站之間的通信系統是統一的,具有一定的標準。相對來講,數字變電站的主要優勢在于功能的多樣化,其功能結構一共分為三個層次,分別是站控、過程和監控,管理方式利用的是以太網技術。因此,數字變電站具有遙控、遙測、遙信和遙調的功能,大大提高了變電站的工作效率。然而,從根本上來講,數字變電站仍有一定的缺陷,即不同數字變電站之間的信息模型差異較大,統一性不強,互操作性差異也比較明顯。
1.2 智能變電站優越性
相比常規變電站和數字變電站而言,智能變電站顯示出了巨大的優越性。智能變電站的各類電力設備均屬于智能設備,這些設備采用了先進的技術、可靠度高、環保經濟、集約程度也很高,運行速度快、效率高。智能變電站的基本要求是所有變電站之間的信息實現數字化、通信平臺實現網絡化、信息共享標準化。在實現變電功能的過程中,智能變電站系統能夠自動的完成對各類信息的采集、測控和保護,根據電網實際運行情況的變化,還能夠實現一些高級功能,例如對電網進行實時的自動控制,能智能化的對電網進行調節,制定應對各類突發問題的決策,同相鄰的變電站進行信息的互動并實現對電網的協調控制作用。
在數據的運行與處理方面,智能變電站完全實現了數字化功能,對全部數據的收集、處理、輸入和輸出等均采用全盤數字化的方式,數據的精確程度較以往提高了很多。數據處理數字化的實現,對于支撐整個電網意義重大,這比數字化變電站的優越程度更高,智能變電站能夠在線對電網進行監測,所有的智能設備都實現了體系化,這種體系具有緊密、可靠的優點。因此可以說,智能變電站集成了多種智能技術,還能實現高級互動,使不同型號的設備能夠高效的連接,大大提升了設備利用率。
2 智能變電站運行維護措施
智能變電站的運行維護措施建立在常規變電站的基礎之上,然后在結合智能變電站的相關特點采取針對性措施,有如下四點。
2.1 加強安全管理
安全管理是保證智能變電站安全運行的必要前提。首先,智能變電站應該建立起一套完整的安全責任制度,這個制度的建立需要對變電站的總目標和任務進行分解,分解之后將目標和任務細化,然后再將這些細化后的小目標、任務交給員工個體,同時這些員工還承擔相應的安全生產責任。對這些員工需要實行一些細化的賞罰處理措施,保證對這些員工的管理能夠有據可依,有責可究,同時還能調動員工的積極性,提高其安全生產意識。其次,智能變電站堅決執行“兩票三制”,工作票和操作票應該認真、仔細的填寫,不能偽造、編造;工作許可和監護制度,以及工作間斷轉移與終結制度必須強有力的執行。“兩票三制”的高效開展,能夠保證各項安全措施得到合理的布置,及時發現一些潛在的危險因素,做到對所有設備全面檢查,最終能夠促進智能變電站的危險處理能力,避免因管理不當而造成的人員、設備等的損傷與破壞。
2.2 加強人員管理
2011年以來,我國開始了大范圍的智能變電站的建設。隨著智能變電站的逐漸建設與運行,對變電人才的需求也不斷增強。智能變電站的工作人員主要分為兩類,一為基層技術人員,二為一線生產人員。然后無論是第一類還是第二類工作人員,都需要具備一定的專業素質,熟練掌握專業知識與技能。
對變電站工作人員的管理主要包括專業素質的提升和安全生產意識的培養,其中安全生產意識比專業素養更重要,原因在于專業素養較高的工作人員不具備安全生產一時,可能在工作中疏忽大意,引發事故。對變電站工作人員安全生產意識的培養,要加強安全生產的教育和學習,可以選用一些典型案例進行安全教育,學習的主要內容是安全生產規程。另外,對一些生產事故要及時的通報,并組織全體人員進行討論,提出相應的解決措施,要通過事故使工作人員掌握舉一反三的能力。最終,要讓智能變電站工作人員學會對安全隱患進行辨認、排查,最終提高變電站的安全生產能力。
在人員專業素養的培訓方面,智能變電站有別于常規變電站,原因在于二者運行系統的設計區別較大,技術措施等也不盡相同。因此,對智能變電站工作人員專業素養的培訓,需要更新培訓理念,需要增加對智能化技術的學習,熟練掌計算機的操作技術,同時還要掌握各類高端知識,能夠遵守智能變電站規定,應對突發事故,最終成為一名合格的智能變電站工作人員。
2.3 加強設備管理
2.3.1 設別管理策略
智能變電站的正常運行對設備的要求非常高,設備是否能夠高效運轉決定了智能變電站的運行效率,因此需要加強設備管理。智能變電站的設備分為一次設備和二次設備兩類,智能化誰一次設備的主要特點,網絡化則是二次設備的主要特點。由于智能變電站的設備普遍比較先進,特點比較突出,因此對設備的管理要結合設備的特征制定相應的管理規范,保證管理的完整性和科學性,這是提高變電站運行效率的基本要求。
2.3.2 設備管理方案及措施
在制定智能變電站管理規范的基礎上,需要嚴格按照規范來管理。智能變電站有很多關鍵性的設備,對于整個變電站的運行起到支撐作用,這些設備包括智能終端、合并單元和電子互感器等。因此,智能變電站設備管理的重點主要是針對這些設備展開的。
智能變電站應該建立一個數據資料庫,這些資料包括設備資料和一些技術資料等,這樣能夠實現對這些資料的隨時利用,增加使用便利程度;對于一些設備存在的不足,也應該納入設備管理的范疇之內,對這些設備要更加注重運行狀態的檢查與分析,并以報告的形式保存下來,為設備的檢修提供具體依據。
要加強智能變電站的操作管理,重點在于對順控造作及順控操作票的管理。順控操作票在使用之前必須現場試驗,試驗合格,經過嚴格的審批程序之后才能使用。數控操作人員要掌握好操作順序,軟硬板之間存在一定的邏輯關系,對于這個管理要清楚。在軟壓板及定值區切換操作的開始及結束時,要在監控畫面上檢查軟壓板工作狀態,還要核對定值區號碼,當定值區切換操作結束之后,要進行打印并再次核對。在這個過程當中,不能投入其他壓板,如智能終端和保測裝置的檢修壓板。
同常規變電站的巡視檢查相比,智能變電站的檢查多了一項遠程巡視。在智能變電站的遠程巡視當中,首先應該審核操作人員的權限級別,巡視應該分級進行,層層遞進,促進巡視效果的最大化發揮。對智能設備的巡視檢查應該加大力度,并增加一些額外的檢查內容。為了節省巡視檢查所花費的人力和物力成本,智能變電站還配備有輔助系統和綜合性質的監控平臺,輔助系統和監控平臺的存在,使得智能變電站不用人工操作巡視檢查,只需通過在線系統的運行即可,且巡視檢查的效率更高,運行管理管理工作更加優化。此外,遠程巡查系統中還應該包括其他內容,例如:一體化監控系統、輔助系統和在線檢測系統等,這些系統的融合能夠實現對智能變電站的全面巡視檢查。智能變電站的遠程巡查也要將軟壓板包括在內,其主要檢查方式為后臺巡視檢查。另外,對繼電保護GOOSE通信的巡視檢查也要引起足夠的重視,原因在于,GOOSE通信對保護裝置的正常、可靠運行等具有很重要的影響。
2.4 加強智能變電站運行經驗交流
智能變電站在我國的發展時間還比較短,所以發展經驗的積累也比較少,這就要求各個智能變電站之間加強交流、合作,才能促進自身運行能力、管理水平的提高。為了實現這一目標,每個智能變電站的運行管理部門要及時收集自身運行、維護和檢修當中出現的問題,并將這些問題的解決與處理方法記錄下來,同時要匯總其他的一些數據、經驗,經過整理之后與其他智能變電站進行交流。通過不同智能變電站之間的交流,能夠使我國智能變電站的運行少走彎路,提高發展速度,提升整體發展水平。
3 結語
總之,智能變電站的運行與維護管理對整個電力系統的穩固運行具有非常關鍵的作用。同常規變電站與數字化變電站相比,智能變電優點突出,例如功能齊全、效率高等。為了保證智能變電站的運行與維護工作的有效開展,首先要加強對工作人員的安全管理,發展安全文明生產。其次要加強對人員管理,注重安全意識的培養與專業素質的培訓。在設備管理方面,重點在于對一些關鍵設備進行管理,要建立有關設備信息的數據庫,方便使用。智能變電站的遠程巡視檢查應該層層遞進,促進巡視效果的提高。另外,由于我國尚缺乏智能變電站發展經驗,各個變電站要加強合作、交流,共同發展進步,保障我國電力系統的運行。
參考文獻
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關鍵詞:數字化;測量技術;技術應用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.110
0 引言
我國科學技術水平不斷提高和經濟全球化的不斷深入,礦山資源的需求量越來越大,我國礦山開采作為礦山工作的重要組成部分,需要借助科技的力量不斷提升開采水平和技術,目前礦山生產對礦山測量技術的要求不斷提高,測量工作成為礦山開采中的基礎保障,因此,以計算機技術、通訊技術和生物技術等眾多現代化技術為一體的數字化測量系統成為礦山開采中的重要手段和依據,與傳統人工測量技術相比,數字化測量有更高的科技技術做支撐,不僅提高了礦山測量的準確性和測繪效率,更進一步提高了礦山安全生產的預見性,因此企業應重視數字化測量技術的重要性,認識到數字化技術的優勢,構建科學測量體系,為礦山安全高效生產提供科學指導。
1 數字化礦山測量技術的定義
數字化測量技術是集眾多現代化技術于一體的現代化技術,可以準確的勘探礦產資源的具置,還可以實現數據的數字化管理;礦山數字化測量技術通過三維技術、GPS定位技術、視頻通信技術隊礦山資源分布和開采環境進行全方面的分析總結,數字化礦山測量技術的五大系統包括采集、調度、功能、包裝與核心技術;采集數據主要通過對礦產資料數據系統、傳感系統和勘探系統對礦山基本情況進行基本的信息采集。調度負責提供拓撲建立與維護空間分析,設置數據訪問限制和生產資料分配,以保證系統的穩定運行;整合功能則是礦山數據進行綜合分析,依靠三維建模提供數據基礎。核心功能是對礦山數據進行統一管理,并作出數據分析,各個部分相互配合,相互支撐。
2 數字化礦山測量技術的優勢
(1)數字化礦山測量系統基于仿真技術將礦山的地理環境直接顯示,更加有利的進行礦山開采指導;實現測量高效化,并針對礦山動態實時進行檢測控制,達到縮短開采周期,提高礦山生產效率的目的
(2)數字化測量技術按照礦山生產的實際情況,提取測量成果中的各個要素,獲得用途廣泛的數據資料,數字化測量技術有較高的精準度,集眾多現代科技于一體的數字化測量技術既能降低礦山的測量工作量,又能保證測量工作的及時和準確性。
3 礦山測量工作中數字化技術的應用
(1)三維可視化技術的應用。數字測量技術是基于全站儀、GPS系統的相關軟件對礦山信息進行采集和整理,三維可視化技術則主要通過對采集到的信息描述較為只管,可以通過三維立體可視化技術將礦山的空間信息、地理地貌和資源位置等數據信息呈現,為礦山測量工作提供完整可靠的數據支撐,礦山測量過程中所獲取的三維數據傳輸至三維建模軟件,通過云數據處理完成拼接工作,并利用3Dmax等三維處理軟件生成礦山的三維立體動態圖像,由此形成的立體圖像可供礦山測量人員參考和使用,基于計算機通訊網絡形成的三維可視化技術為礦山測量人員提供完整可靠的數據信息,使得礦山測量人員可以不受地域和周圍環境影響,對生產區域的相關信息進行實時查詢監測,更加有效的調控礦山資源的生產。
(2)空間信息技術的應用。在礦山測量中采用空間信息較好的先進技術一般是空間信息技術,也就是3s技術,該技術包括GPS、RS和GTS技術組成,是在礦山測量中應用廣泛的技術。GPS技術由用戶、地面監控和空間三部分組成,通過衛星導航技術演變而來的測量技術,具有高精確度、測量靈活和全方位全天候測量等特點,最大的優點是在測量中通過衛星傳輸,不會有誤差的累積。
RS即遙感技術,由傳感器技術、信息傳輸和處理、目標信息測量技術等組成,對信息進行掃描、攝影、傳輸和處理后對礦山進行測量,該技術高效準確,及時完成礦山地形的測量測繪,主要可以監測大面積的礦山監測。GTS技術是地理信息系統技術,基于地理信息空間,按照地理模型,提供多種地理形態的信息數據資料,將信息次啊及、數據化處理形成的技術體系,滿足礦產對數據資料的需求
(3)測量數據資料的數字化處理技術的應用。數據資料處理的數字化指通過計算機技術進行輔助繪圖,所處理的數據資料通過文字、圖形或圖標等多種形式,為礦山安全提供測量數據,減少數據傳輸之間的處理環節,提高了測量精度,還可以對礦產測量成果進行檢驗,及時糾正出現誤差的測量結果。按照礦山測量的實際情況和實際需要,建立完善的數字處理系統,為數字化制圖提供數據服務。
(4)數字化繪圖技術的應用。在礦山測量中,礦山的地貌地形、地下地質條件等信息存在一定的變動和客觀性,測量人員需要將這些客觀抽象的信息以圖紙的形式顯現出來,需要對不同比例的地形進行測繪,,這需要測量人員掌握專業的測繪技術,但傳統的圖形測繪技術存在誤差,無法滿足現代生產的需求,為避免影響到礦山開采的發展,而數字化管理能有效調節礦山測量與生產之間的關系,以計算機三維軟件為基礎,實現快速成圖、分析,形成的圖形快速準確,為礦山下管理人員的開采提供重要的數據支撐,數字化礦圖效率高,準確度高,可以根據地形變化實時更新,并根據需要轉換數據結構,有利于構建礦圖數據庫,為建立礦山信息管理系統提供技術支持。
4 結束語
隨著信息技術不斷發展的今天,數字化測量技術已成為礦山測量的關鍵技術之一,國家經濟發展的不斷提升,我國礦產事業也得到快速發展,在多種現代化測繪技術中,選擇適合的測量技術,是提高生產效率和產量的關鍵方式,數字化測量技術被廣泛應用于礦山測量系統中,對礦山生產效率和安全開采有很重要的指導意義,為保障數字化測量技術可以更好的應用,測量人員應掌握數字化測量技術的原理和使用方法,建立完善的數字化測量體系,確保開采順利進行。
參考文獻:
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三大策略同時推進
據了解,西安-咸陽國家級兩化融合試驗區正在按照地區抓特色、行業抓重點、企業抓示范,以點帶面、逐步深入的思路,積極推進地區、行業、企業的“兩化融合”。
首先是西安-咸陽“兩化融合”試驗區推進策略。通過“建立兩平臺、構筑三體系、打造六基地”,積極推進西安-咸陽試驗區“兩化融合”。建立兩大平臺,即信息技術改造提升傳統產業公共服務平臺,完善信息技術創新平臺;構筑三大體系,即信息技術推廣體系、信息技術服務體系和信息化人才培養體系;打造六大融合支撐基地,即西安軟件園、電子工業園、集成電路產業基地、通訊設備產業基地、光機電一體化產業基地和國家(咸陽)顯示器件產業園區。
行業推進策略包括大力發展信息產業、重點發展支柱產業、努力提升傳統產業、積極發展新興產業四大環節。大力發展信息產業首先要提升綜合信息基礎設施建設,加快通信業創新轉型,加快光纖寬帶接入建設和應用創新;重點發展支柱產業首先應明確能源化工行業“兩化融合”的目標與工作重點。通過油氣田、礦山數字化工程的實施,以空間地理信息系統為基礎,生產經營管理為主線,安全生產為中心,積極推廣實用的信息技術,加快采掘業生產過程的遠程監測、監控及油氣田、礦山、管道的數字化建設,建立井上與井下、礦區與政府間的網絡監測與管理系統;努力提升傳統產業重點圍繞食品工業“兩化融合”、醫藥工業“兩化融合”、紡織工業“兩化融合”三個行業展開。食品工業“兩化融合”應重點提升關鍵生產工藝、專用裝備及生產線的數字化控制水平,運用信息技術重點加強企業誠信體系、產品質量控制系統與可追溯系統的建設;積極發展新興產業應重點針對航空工業、太陽能光伏產業、工業軟件產業三大產業。
企業推進策略要從處于集成應用階段的大型企業和處于單項信息技術應用階段的中小型企業入手,推進“兩化融合”。具體體現在以下5個方面:以信息化創新研發設計手段,促進企業自主創新能力提升;廣泛運用信息技術,推動企業生產裝備智能化和生產過程自動化;推進企業管理信息系統的綜合集成,加快建立現代經營管理體系;利用現代信息技術改造企業的生產、經營、管理、服務流程,實施財務、采購、生產、營銷等各個流程的信息化管理,實現管理方式的網絡化、決策支持的智能化、經營管理的實時化和運作過程的規范化;以信息化推動節能減排,提高企業資源利用和安全生產水平。推動企業采用信息技術,積極發展新型業態。
七項重點工程
據介紹,為了實現總體目標,西安-咸陽國家級兩化融合試驗區從區域、行業、企業三個層面有效推進“兩化融合”,將積極實施七大重點工程。
企業生產制造數字化工程。以企業生產制造數字化為方向,大力推進大中型企業生產裝備和生產線的信息化技術改造,加強計算機集成制造(CIMS)、功能塊(FB)等先進制造技術和過程控制技術的應用,實現生產過程的信息化、自動化與柔性化;強化企業管理信息化,推廣企業資源計劃(ERP)、客戶關系管理(CRM)、供應鏈管理(SCM)等現代企業運營體系,促進企業間的信息交流和制造資源的優化配置。
產品數字化與智能化提升工程。重點提高數控機床、輸配電設備、航天設備、石油鉆采機械、冶金重型裝備、礦山機械、工程機械、輕紡印刷機械、新能源(太陽能與風能發電設備)等主要裝備產品的數字化、智能化水平和成套設備集成能力,提高產品附加值,滿足工業裝備的更新換代需求。
信息化節能減排應用工程。積極鼓勵和扶持節能減排關鍵共性信息技術與產品的研發和應用,重點在有色、冶金、建材、電力、化工等高耗能、高污染行業中推廣使用數字化、智能化生產設備,建立生產過程、環境監測、污染源監控和“三廢”的循環利用等信息系統,降低單位工業產值能耗,減少工業主要污染物排放總量,提高工業固體廢棄物綜合利用率。
信息化公共服務平臺建設工程。依托大型企業和第三方機構,進一步構建和完善行業性信息化公共服務平臺。一是鼓勵支持裝備制造、建材、能源化工、醫藥、紡織服裝等行業建設公共技術研發和應用平臺。二是構建專業咨詢服務平臺。三是建設和完善公共信息服務平臺。重點推進中試環境、物流服務、電子支付、信用服務、產權交易、認證檢測、人才中介和人事等領域第三方公共信息服務平臺建設。
油氣田礦山數字化工程。加快油氣田、礦山、管道的數字化建設,實現對石油、天然氣、煤炭、有色、黑色金屬和非金屬礦藏等不可再生資源的精準描述、科學規劃,提高資源勘探、開發能力和采收率;加快提高油氣田礦山采掘自動化水平和安全生產能力,大力推進遠程監測、監控及油氣田、礦山、管道的數字化、應急救援系統建設。在油氣生產和煉油化工過程中,積極推廣應用集散控制系統(DCS)、計算機監控系統(SCADA)、現場總線(EPA)等生產控制系統。
智能電網工程。采用寬帶無線專網、寬帶電力線通信、遠程通信、集中器、采集器、試點主站、智能用電服務以及其他附屬系統實施“全覆蓋、全采集、全費控”。以電網自動化、智能化安全運行和調度信息化、管理精益化為目標實現輸電、變電、配電的自動化和智能化,提升陜西省電網的抗災容災能力。
【關鍵詞】長慶油田;數字化管理系統
1.油田建設數字化管理系統的必要性
一是數字化管理系統順應了油田企業現代化管理的發展方向。信息化已成為現代企業的發展趨勢,集團公司也明確提出了加快信息化建設步伐,為油田建設現代化大油氣田指明了方向。
二是實施低成本發展戰略的客觀需求。原有生產管理組織模式,極大地浪費了人力、物力、財力,如:人工抄錄數據,每一級機構都要建立相應的報表和臺帳;人工巡井巡線,需要大量的人員及車輛配合等。傳統的人工抄錄數據、定點駐井看護、定期巡井巡線的生產模式已經不能適應當前油田發展的需求,必須通過生產模式創新和組織構架革新提升企業發展的內動力。
三是降低安全生產風險實現安全環保的有力保障。應用數字化管理系統實現井站的生產過程實時監測、預警報警、遠程操控等功能,使員工不深入現場就能遠程完成作業,從而保證現場生產安全平穩運行,油田開發與資源環境協調發展。
總之,數字化管理系統的建設,使油田管理模式發生了重大變革,以電子巡井報警、油井遠程啟停、水井遠程調配、站點數據采集等數字化管理核心技術的研發應用,降低了一線員工勞動強度,降低了生產作業安全隱患,為進一步優化簡化生產組織機構提供了技術支撐,為實現企業效益和員工利益的雙贏提供了保障,油田建設數字化管理系統是十分必要的。
2.油田數字化管理系統組成及功能
系統組成包括井場系統和站內系統2個部分,通過無線網橋或者光纖網絡進行通訊傳輸。井場系統分為井口、閥組間、視頻監控和井場主桿4個部分;站內系統分為儀表、PLC、站控系統3個部分。
2.1井口部分
井口部分安裝有井口采集器、載荷傳感器、角位移傳感器、電參采集器、壓力變送器、電機運行監控模塊等數字化設備,用于實現油井功圖采集、電機三相電壓采集、電機三相電流采集、油井運行狀態采集、抽油機遠程啟停控制、井場匯管壓力采集、電機故障自動報警(缺相、過載、空轉)等功能。以上所有數據都是井口采集器通過2.4G無線通訊協議與井場主RTU進行通訊。
2.1.1閥組間部分
閥組間部分安裝有閥組間RTU、壓力變送器、流量計、穩流配水儀等數字化設備,用于實現井場閥組間匯管壓力采集、瞬時流量采集、累計流量采集及注水井遠程調配等功能。通過RS485采集高壓注水流量計的注水流量數據,同時還能與壓力變送器進行通訊。以上所有數據都是閥組間RTU通過2.4G無線通訊協議與井場主RTU進行通訊。
2.1.2視頻監控部分
視頻監控部分安裝有視頻服務器和室外一體化攝像機,通過攝像機采集并傳送視頻數據到視頻服務器,再由交換機經無線網橋或光纖將實時視頻數據顯示到站內視頻監控平臺。根據每個井場的井口數量不同,安裝1至2套視頻監控設備(8口井以內含8口井使用1套視頻監控系統,9-15口井使用2套視頻監控系統),以實現對整個井場的實時視頻監控。
視頻監控設備支持云臺轉動、鏡頭預置位功能,可以實現對多個固定位置實時拍攝和截圖取證。視頻監控設備還具備智能物體行為分析功能,可以實現對井場非法闖入等事件進行廣播警告和入侵報警,同時警報提醒站內操作人員,操作人員可手動控制攝像機進行追蹤截圖取證。
2.1.3井場主桿部分
井場主桿安裝有井場主RTU、功放、喇叭、交換機、無線網橋或者光纖收發器等數字化設備,通過2.4G無線通訊協議與所屬各井口RTU、閥組間RTU進行無線通訊,以實現整個井場的數據采集和控制,并通過無線網橋或光纖網絡將所有數據上傳到站內站控系統。
2.2儀表部分
儀表部分安裝有壓力變送器、溫度變送器、流量計、液位計、可燃氣體報警儀等數字化設備,用于實現站內生產設備的壓力、溫度、流量、液位及可燃氣體濃度等數據的采集功能,以上數據通過模擬量信號或者485型號與站內PLC進行通訊。
2.2.1 PLC部分
PLC設備用于管理站點的數據采集和控制,PLC設備出廠帶有初始化程序,初始PLC程序將需要完成的控制任務根據站點管理單元劃分為多個的子模塊,然后對每個模塊進行功能編程,各子模塊程序之間相互獨立,具有清晰的結果,在不同站點使用時可根據工藝流程調整相應模塊。主要包括以太網通訊子程序、模擬量子程序、485通訊子程序、電加熱子程序、PID控制子程序、高數計數器子程序等。要求當采集數據點變化不會影響程序運行。
2.2.2站控系統部分
根據現場工藝的實際情況和油田行業的自動化標準,站點采用SCADA軟件作為站控監控系統,實現對站內及其所轄井場的數據實時采集和控制,包括站內的流程監控、生產曲線、運行報表和單元報警等功能。
流程監控主要實現了以下功能:(1)收球筒進、出口壓力和溫度的監測及超限報警;(2)站內容器(如緩沖罐、應急罐、事故罐等)液位的監測及高低限液位報警;(3)外輸管線壓力、溫度、瞬時流量、累計流量的監測及超限報警;(4)輸油泵進、出口壓力的監測及超限報警;(5)輸油泵運行狀態、運行頻率及三相電參及功率等參數的監測(6)可燃氣體濃度的監測及超限報警。
生產曲線實現了對壓力、溫度和液位的實時數據查詢和歷史數據查詢,使工作人員能夠更加科學合理地掌握生產運行并進行分析。
運行報表實現了對各監測點數據的定時記錄、歷史查詢、生成報表、報表導出和報表打印等功能。運行報表能夠真實準備的記錄各項數據,大大提供了日常生產數據統計管理的工作效率,也杜絕了人為原因導致的誤差。
單元報警分為實時報警和歷史報警兩個部分。實時報警能夠及時的顯示當前報警提示及相關報警信息;歷史報警可對所有報警信息進行存儲并查詢,同時也支持報警數據的打印功能,能夠大大降低安全風險,做到真正意義上的安全生產。
3.結語
關鍵詞:礦山建設 數字化 應用
中圖分類號:TD21 文獻標識碼:A 文章編號:1009-5349(2017)14-0198-01
一、數字化礦山概述
數字化礦山是對確實存在的礦山整體以及其相關現象的統一認識與數字化再現,是數字礦區和數字煤礦的重要組成部分,其核心是在統一的時間坐標和空間框架下,對于各類礦山信息進行科學合理的組織,將大量異質的礦山信息資源進行全面、高效以及有序的管理和整合。是建立在數字化、信息化以及集成化等的基礎上的,由計算機網絡管理的管控一體化系統,其中涵蓋了生產、管理、資源以及安全等因素,讓企業能夠真正實現整體的協調優化,并在可持續發展的前提下,使礦山企業的整體效益、市場競爭力以及適應能力得到有效的提高,以實現礦山的綜合自動化為目標。
二、數字化礦山系統的應用
1.人員考勤系統
由于大部分礦山人員結構復雜、綜合素質偏低,必須采取行之有效的考勤手段,人員考勤系統的應用正好可以很好地杜絕黑工替工這一現象的發生,并已經被多數的國有礦山所采用。
2.人員設備定位系統
礦山是一個發生安全隱患問題比較多的地方,安全生產事故頻發,既給礦工的家庭帶來了災難性的傷害,而且給社會也造成了不利的影響。近些年,科研人員加大對礦山人員設備定位系統的研究,不僅有利于機械設備實現自動化運轉,還方便于發生事故后及時開展救援活動。運用全球定位系統(GPS)對露天礦山進行人員設備的定位,另外由于地面對GPS有屏蔽的作用,所以一般情況下采用陀螺定位技術對井下開采的礦山進行定位。但當前在我國很多的礦山仍然在使用外國早期的傳輸技術,不足之處在于存在較大的定位誤差,因此最好采用基于RFID(射頻識別)技術的井下定位系統或是基于Zigbee和CAN技術的井下定位系統彌補不足,并可以通過可視化平臺精準地顯示出井下的人員設備定位情況。
3.預警救援系統
我國在礦山生產安全方面有著諸多不足之處,最為主要的就是正在使用的監測系統大部分只能報警,而做不到有效地預警提示。在這種情況下,可以選擇將人員設備定位系統、井下微震監測系統以及環境監測系統等綜合起來構建預警救援系統。另外,還可以采取加強UPS電源設計,當災害發生后導致停電的情況下仍可以接著使用,為救援行動能夠有效開展提供便利。
4.儲量管理系統
整個礦山屬于一個動態的系統,其中資源的儲備量也在隨時發生變化,而只有及時掌握礦山儲量的變化情況,才能對礦產資源進行合理的利用,另外,也有利于相關的國土資源部門了解資源變動的真實情況。例如對于金屬礦山來說,通常會運用地質統計學原理,通過礦床三維地質模型來預計礦量,具體可分為建立地質數據庫、創建三維實體線框模型、建立塊體模型、采用變異函數計算品位以及估算礦產儲量等步驟。當前,我國很多的礦山在進行三維建模時,多數都在采用國外的Surpac、Micromine等數字軟件。再通過普通克里格法或距離冪次反比法對塊體模型的塊段進行品位賦值,其區別在于兩種算法的權值不同,最后再采用地質統計學對資源儲量進行估算。采用Surpac系統輸入變化了的數據信息,通過儲量管理計算模塊就能夠對邊界進行重新的圈定,呈現變化了的儲量,并能夠輸出圖形和統計報表。儲量生產管理系統的應用改變了以往手工統計數據的方式,能夠很好地查詢以及更新修改數據,順利完成資源儲量動態檢測的工作。
5.安全監測監控系統
礦井里面存在諸多的危險成分,例如有毒有害氣體、粉塵以及超高溫度等,其中在礦井下進行礦產開采的過程中很容易產生有毒有害氣體,導致礦工等工作人員出現中毒情況,它是礦山安全事故中最為嚴重的災害事故之一。另外,高密度粉塵或是超高溫度都將給工作人員的身體造成一定程度的傷害,引發安全事故。為了避免上述等情況的發生,現有的礦井安全監測監控系統已經不只是監測生產過程當中的某一個因素,而是監測監控整個生產過程中的每個環節,具備宏觀全局性。所以對井下隨時有可能出現的各種危險因素進行實時連續無縫式的監測,可以使我國礦山安全生產水平得到有效的提高。
三、結語
數字化礦山的建設是一個長期復雜、動態持續的過程,其中涉及測量、地質、采礦以及安全等多項專業知識和技術,并在此基礎上結合相應的軟件建立起三維模擬圖形,可以充分展現出具有立體感的真實的地質形態和生產現場情況。數字化礦山建設的成功,將有利于我國礦產資源行業實現結構的優化重組,畝有效提高其在國際市場的競爭力。
參考文獻:
[1]吳文銳.基于數字化礦山戰略及技術研究[J].電子世界,2014(4).