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基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统设计尹建辉1，2，3（1. 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710065；2. 渭南陕煤启辰科技有限公司，陕西 渭南 714000；3. 煤炭绿色安全高效开采国家地方联合工程研究中心，陕西 西安 710065）摘要：目前煤矿瓦斯智能抽采管控系统存在以下问题：①系统功能局限于某一段流程管控，导致瓦斯抽采业务管理覆盖不全、措施落实不到位。
② 基于传统的“烟囱式”IT 架构，导致子系统分散、数据利用率低、协同能力差，后期子系统融合代价大、系统扩展不便。
③ 瓦斯抽采过程仍存在较多的人工环节，系统智能化、自动化能力还有待进一步提升。
针对上述问题，设计了一种基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统。
基于发布/订阅模式开发了瓦斯抽采多源异构数据采集流程，促进了数据的解耦和共享，降低了系统复杂度，实现了瓦斯抽采管网数据、钻孔作业及轨迹数据、设备工况数据、达标评判数据等多源异构数据的统一采集。
基于数字孪生技术，构建了三维抽采系统模型，达到了井上下抽采系统的立体化展示。
基于规则引擎技术，根据订阅的Topic 对经过消息中心处理后的传感器数据进行判断，可进行告警消息的推送，并将处理后的传感器数据存入数据库中，以实现瓦斯抽采达标评判的自动化、流程化运行。
利用机器视觉视频分析技术识别钻杆根数，从而实现钻孔过程的钻杆根数（钻孔深度）的自动计数和钻孔工程的信息化管理，结合钻孔测量仪器，实现了钻孔轨迹左右、上下偏差分析及可视化。
现场应用结果表明：瓦斯抽采相关管理人员通过查看瓦斯智能抽采管控系统软件，可实时快速地了解各抽采面抽采情况、抽采评判情况、钻孔工程施工情况、系统故障情况，提高了瓦斯抽采信息化和智能化管理水平。
关键词：工业互联网；煤矿瓦斯抽采；智能管控软件；机器视觉技术；数字孪生技术中图分类号：TD712 文献标志码：ADesign of coal mine gas intelligent extraction control system based on industrial Internet architectureYIN Jianhui 1,2,3(1. Shaanxi Coal Chemical Industry Technology Research Institute Co., Ltd., Xi'an 710065, China ； 2. Weinan ShaanxiCoal Qichen Technology Co., Ltd., Weinan 714000, China ； 3. National & Local United Engineering ResearchCenter of Green Safety Efficient Mining, Xi'an 710065, China)Abstract : There are currently problems with the intelligent gas extraction system in coal mines. ① The system's functions are limited to a certain process control, resulting in incomplete coverage of gas extraction business management and inadequate implementation of measures. ② Based on the traditional "chimney style" IT architecture, subsystems are scattered, data utilization is low, collaborative capabilities are poor. The cost of later subsystem integration is high, making system expansion inconvenient. ③ There are still many manual links in the收稿日期：2023-08-09；修回日期：2024-02-04；责任编辑：王晖,郑海霞。
瓦斯监控系统管理制度瓦斯监控系统是一种用于检测和监控瓦斯泄露的设备系统，广泛应用于煤矿、化工厂、石油开采等行业中。
为了保障系统的有效运行和使用，需要建立瓦斯监控系统管理制度。
该制度是为了规范瓦斯监控系统的管理、维护和使用，确保系统的高效稳定运行，保障生产安全。
一、制度目的二、制度适用范围本制度适用于所有瓦斯监控系统的管理、维护和使用。
三、责任人及职责1.系统管理员：负责瓦斯监控系统的日常管理和维护，包括系统的安装、维修、更新等。
2.使用人员：负责按照规定使用瓦斯监控系统，并在发现异常情况时及时报告管理员。
四、制度具体内容1.设备安装及验收（1）设备安装应按照相关规范进行，确保设备能够正常运行。
（2）设备验收应由专业人员进行，并开展相应的功能测试以确保设备符合要求。
2.日常维护（1）定期巡检：定期巡检瓦斯监控设备，检查设备的运行状态是否正常。
（2）定期维护：定期进行设备的保养和维修，确保设备始终处于良好的工作状态。
（3）数据备份：定期备份瓦斯监控系统的数据，以确保数据不丢失。
3.故障处理（1）故障报修：发现故障或异常情况时，及时向管理员报修。
（2）紧急处理：在紧急情况下，管理员应立即采取相应措施进行处理，并及时向相关人员报告。
4.使用规范（1）使用人员应按照相关规定使用瓦斯监控系统，不得私自更改系统设置。
（2）使用人员需要经过培训并持有相关证书，方可使用瓦斯监控系统。
（3）使用过程中，发现瓦斯泄露或其他异常情况，应立即报告管理员并采取相应措施。
五、处罚措施（1）对于违反瓦斯监控系统管理制度的人员，将给予相应处罚，包括警告、记过、降职、辞退等。
（2）对于故意破坏瓦斯监控系统设备的行为，将依法追究其法律责任。
六、监督检查公司将定期进行瓦斯监控系统的监督检查，并对系统的管理和使用情况进行评估，以确保制度的执行和有效性。
七、制度宣传公司将定期组织瓦斯监控系统的安全宣传，提高相关人员对瓦斯监控系统管理制度的认识和理解。
煤矿瓦斯抽采系统的优化与改进煤矿工业是中国的传统支柱产业之一，然而，随着煤矿开采的不断深入，瓦斯抽采问题也逐渐凸显出来。
瓦斯抽采系统的优化与改进对于提高矿工安全、降低事故风险以及提高生产效率都具有重要意义。
本文将探讨煤矿瓦斯抽采系统的优化与改进方法。
一、煤矿瓦斯抽采系统的现状分析瓦斯抽采系统是煤矿安全生产的关键环节，但目前存在的问题和挑战也不容忽视。
瓦斯抽采效率低、抽采系统运行维护困难、安全风险高等已成为制约瓦斯抽采系统发展的主要因素。
二、优化与改进方法一：技术创新研发1.新型瓦斯抽采设备开发通过研发新型瓦斯抽采设备，提高抽采效率，减少能耗，降低系统运行成本。
例如，引入高效率离心风机，充分利用负压效应，增强瓦斯抽采能力。
2.智能化监测与控制系统应用传感器、数据采集技术和云计算等先进技术，建立智能化的瓦斯监测与控制系统。
通过实时监测瓦斯浓度，自动调整抽采设备的运行参数，提高系统的安全性和稳定性。
三、优化与改进方法二：管理与培训提升1.建立健全的瓦斯抽采管理制度制定规范的操作和维护流程，并建立责任制，明确各级人员的任务和职责。
同时，加强对设备运行情况的监督和检查，及时发现和排除潜在问题。
2.加强员工培训和安全意识教育培养瓦斯抽采系统的操作和维护人员的技能，提高他们的安全意识和应急处置能力。
加强对危险源的识别和预防，降低事故风险。
四、优化与改进方法三：合理布局与系统调整1.合理设置瓦斯抽采系统布局根据矿井的地质条件和瓦斯产生的特点，合理设置瓦斯抽采系统的布局。
通过优化系统的管网布置和设备选择，减少能耗，提高瓦斯抽采效果。
2.定期进行系统的调整和维护定期检查和维护瓦斯抽采设备，确保其正常运行。
对系统中的故障设备进行及时修复或更换，提高系统的可靠性和稳定性。
综上所述，煤矿瓦斯抽采系统的优化与改进是确保矿山安全生产的重要环节。
通过技术创新研发、管理与培训提升以及合理布局与系统调整等方法，可以提高瓦斯抽采系统的效率和可靠性，降低事故风险，使矿工工作环境更加安全舒适。
焦煤集团抽采管网在线监测系统管理规定为认真贯彻贯彻《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、《河南煤业化工集团矿井瓦斯抽采管理措施（暂行）》、《焦煤集团瓦斯抽采管理规定》等，强化瓦斯抽采管网在线监测系统（如下简称抽采监测系统）管理，为采掘工作面抽采达标评价提供根据，特制定本规定。
第一章一般规定第1条抽采矿井应按规定安装抽采监测系统。
第2条各抽采矿井矿长（总经理）是本单位抽采监测系统稳定可靠运行旳第一负责人，总工程师对系统稳定可靠运行负技术责任。
第3条矿井必须建立安全监控中心，配置足够旳抽采监测系统安装、维护人员。
矿井安全监控管理人员中，至少配设1名具有瓦斯抽采和计算机专业知识旳工程技术人员（监控中心网络工程师）。
系统安装、维护及值班人员必须经培训合格持证上岗。
第4条安全监控中心必须建立抽采监测系统使用、维护、标校制度，明确管理职责。
第5条抽采监测系统必须24h持续运行，按规定对各监测点管道甲烷浓度、压力、温度、流量等参数进行实时监测，监测数据必须能就地显示，并传播到地面主机，矿井和各计量监测点抽采量以计算机自动计量和显示旳数据为根据。
第6条抽采监测系统所使用旳计量仪器仪表及各类传感器应符合国家有关计量原则规定，按规定周期进行标校，保证计量精确。
第7条抽采监测系统必须能与焦煤集团监控中心实现联网。
第二章设计和安装第8条安装抽采监测系统旳矿井编制采区设计、采掘作业规程时，必须对抽采监测系统监测点设备旳种类、数量、位置、信号电缆和电源电缆旳敷设等做出明确规定。
第9条地面中心站设备应有可靠旳安全接地装置。
传播介质为电缆旳抽采监测系统，地面应有良好旳抗干扰接地装置，接地电阻≤2Ω，必须在中心站和入井口分别设置防雷装置。
进入中心站旳所有网络传播线（金属导体）和交流电源必须采用防雷措施。
第10条所有接入抽采监测系统旳设备、电缆（井下部分），必须具有“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”以及合法旳联检证明。
瓦斯监测监控系统作业规程范本一、概述本作业规程适用于瓦斯监测监控系统的使用和维护，旨在保障系统的正常运行，提高安全性和可靠性。
二、系统使用1. 操作人员必须经过专业培训并持有相应的操作证书。
2. 在使用系统前，必须仔细阅读系统操作手册，并按照手册中的指示进行操作。
3. 操作人员应严格遵守操作流程，不得擅自改变系统设置和参数。
4. 使用时应注意观察系统的运行状态，发现异常应及时报告。
三、系统维护1. 定期进行系统巡检，发现问题及时处理。
2. 定期对系统进行维护，确保硬件设备的正常工作。
3. 维修过程中，应采取安全防护措施，避免发生安全事故。
4. 系统维修完成后，应进行测试和验证，确保系统恢复正常。
四、安全措施1. 在操作和维修过程中，严禁吸烟、使用明火或其他易燃物品。
2. 操作人员必须佩戴符合安全标准的个人防护装备。
3. 发现设备故障或异常情况时，应立即停止操作并报告。
4. 严禁擅自拆卸设备和更换关键部件，必须由经过培训的专业人员操作。
五、紧急情况应对1. 发生系统故障或报警时，操作人员应立即采取相应的应急措施，并及时通知相关责任人员。
2. 在紧急情况下，应按照预先制定的应急预案执行，确保人员安全和系统稳定。
3. 系统恢复正常后，应对故障原因进行分析和记录，以便后续处理和改进。
六、记录和报告1. 操作人员应定期填写系统使用记录，包括系统运行情况、维护记录和故障处理等。
2. 操作人员发现的问题、改进建议和系统异常情况应及时报告给上级主管。
七、培训和考核1. 操作人员在参加培训后，需进行相关知识的考核，合格后方可上岗操作。
2. 操作人员必须定期接受系统使用和维护的培训，保持相关知识和技能的更新。
八、违规处理1. 对于未经授权或违规操作系统的人员，将进行相应的违规处理。
2. 对于严重违规或造成严重后果的人员，将依法追究责任。
九、附则1. 本规程的解释权归瓦斯监测监控系统管理部门所有。
2. 对本规程的修改和更新，应经过相关管理部门的批准。
