鹤煤三矿工控安全建设技术方案 - 7.26.docx

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鹤煤三矿工控安全

建设技术方案

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项目概述

项目背景

随着能采集到的信息种类增加，各种信息可以实时、连续采集。随着物联网、移动互联网、大数据技术的发展，煤矿工业“两化”融合将向系统高度集成、综合应用、自动控制等方面渗透，基于信息融合技术将渗透到生产、安全与经营各个层面，利用智能专家系统、现代企业管理理论，形成针对煤矿安全、生产、管理、营销等方面的决策支持系统，大数据和云平台将承担推升煤矿管理效能的作用，逐步实现软硬件资源的高可用性，最终使矿井达到高度信息化、自动化、高安全、高可靠、高效率及高效益的目的，实现以信息技术为核心的“数字矿山”。

当前，在煤矿行业自动化、信息化建设快速发展的背景下，煤矿行业的网络安全发展速度却远远落后于信息化建设速度，国外针对工控系统的网络攻击，如“震网”病毒、“火焰”病毒，乌克兰电网被攻击事件，以及国内一些工控系统网络安全事件引起了国家的高度关注。煤矿行业的工控系统作为生产系统的核心，必须加强网络安全建设，着力提高工控系统网络安全应急处置能力，构建联防联控的工控系统网络安全体系，杜绝网络威胁攻击，实现煤矿行业工控系统的安全，进而实现煤矿生产的本质安全。

面对安全事件的频发，我国政府和有关部门给予高度重视，分别在法律法规、政策、工作要求等方面积极行动。从2011年工信部的451号文，到2016年工信部338号文，2017年6月1日正式实施的《网络安全法》，以及2019年12月1日正式实施的等保2.0，这一系列国家举措都已表明我国政府和有关部门高度重视工业信息安全，已经上升到国家的战略高度。

煤矿行业系统介绍

我国煤矿生产技术经过多年发展特别是煤矿“黄金十年”实现了跨越式的进步，煤矿生产技术装备经历了传统半机械化→机械化→综合自动化→智能化→智慧化的发展，而煤矿安全监管则向预防预控的方向发展。

同时，煤矿计算机管理得到普遍应用，建立了网络系统和视频会议系统，建立了基于网络的生产调度、财务、物资、设备、人力资源、煤矿销售、办公自动化等管理系统，并取得了较好的应用效果，一些矿业集团正在实施ERP和MES等信息系统。煤矿运营模式向信息化专业化的方向发展，实现专业化运作与一体化协同融合。

典型煤矿一体化协同融合平台结构图如下图所示。

图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11煤矿行业一体化协同融合平台结构图

业务架构

煤矿行业主要分为四个级层：基础信息化、作业信息化、管理信息化和决策信息化，每个级层中，根据处理的任务不同，又可细化为不同功能层面。

图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s12煤矿行业典型架构图

煤矿生产网络主要由工业以太网构成，分地面工业以太环网和井下工业以太环网、调度中心网络。

以上三个网络由两台核心交换机将井下和地面系统连接起来，同地面的调度中心进行数据通讯。

调度中心负责各个系统的数据采集分析、监视，以及部分辅助子系统的控制工作。

煤矿生产控制的主要控制工作在现场各个子系统的控制室完成。

煤矿生产控制系统主要控制器品牌：AB、西门子、浙江中控和和利时等。

系统主要通讯协议：OPC、MODBUS、Profinet等。

主要工控系统

煤矿行业主要工控系统如下图所示。

图1井工矿主要工控系统

图2露天矿主要工控系统

综合自动化

煤矿综合自动化系统是为了煤矿安全和正常生产进行的各种相关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制，是保护采掘、运输、通风、排水等主要生产环节安全运行的重要设施。该系统包括矿井环境安全监测和矿井生产（及设备工况等）监控，矿井环境安全监测用于监测影响生产安全和矿工人身安全的井下环境因素，矿井生产监控系统用于监控煤矿生产主要设备的工况。工业以太网系统一般由传感器、数据采集站、控制站、信号传输系统和地面中心站组成。系统拓扑图如下图所示。

图3综合平台网络拓扑图

综采工作面自动化

综合自动化系统实时采集工作面主要设备（支架、采煤机、刮板机、转载机、泵站）的运行参数，并在人机界面上动态显示，内容应包括开停指示、主电机电流、支架压力及位移、采煤机工况以及环境参数等；可实现对泵站、液压支架移架的远程控制，可实现采煤机的远程启动与停车。

系统拓扑图如下图所示。

图4综采工作面网络拓扑图

主运输系统

主运输系统的工艺流程：工作面→运输顺槽→转载皮带→大巷胶带运输机→地面控制系统。主要实现三遥控制功能，在线监测胶带机的运行状态，实现正常的顺序起、停控制，胶带机检测保护功能显示报警功能。

图5主运输系统拓扑图

电力自动化