CN108915771B - 云控矿山综合管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种云控矿山综合管理系统，属于采矿技术领域。所述系统包括：远程指挥系统和安全监控系统，安全监控系统用于获取当前时刻之前一段时间内的运行数据和环境数据，并根据运行数据和环境数据生成预测信息；安全监控系统还用于从环境数据、运行数据和预测信息中获取目标数据，并将目标数据发送至第一终端；远程指挥系统用于将确定运行数据或环境数据中至少一项数据的实际值或预测值达到报警阈值的实际值或预测值对应的报警信息发送至第二终端；远程指挥系统还用于在接收到向第三终端发送的命令信息时，将命令信息发送到第三终端。采用本发明，可以提高矿山信息传输效率，进而提高矿井中事件的处置效率。

Description

云控矿山综合管理系统

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种云控矿山综合管理系统。

背景技术

矿山开采是指用人工或机械对有利用价值的天然矿物资源的开采。对于矿体埋藏较深的矿山，要将矿石采出来，必须开凿由地表通往矿体的巷道，如竖井、斜井、斜坡道、平巷等。由于矿井内的环境复杂，事故多发，为减少矿井事故产生的生命财产损失，需要建立监管体系，预防和降低损失。

在传统的生产管理方式中，人盯人、人盯设备的方式效率非常底下，信息流传递不畅通，随着科技的进步，在生产设备、井下安全生产、安全监控等各个方面均形成了相应的独立的生产和监管体系，在各自体系中生产和监管的系统可以有效的监控和预测该体系内的事件，提高了生产的效率和安全性。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在生产过程中，由于各个体系相互独立，各个体系的人员职能不同，获取到的信息不同，在信息传达过程中需要先将信息传达多个级别，信息传递效率低下，在出现数据异常时无法第一时间传达给现场人员和处理人员，进而无法第一时间对将要发生的事件进行有效的处置，增加了生产风险。

发明内容

为了解决信息传递效率低的问题，本发明实施例提供了一种云控矿山综合管理系统。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种云控矿山综合管理系统，所述系统包括：

远程指挥系统和安全监控系统；

安全监控系统用于获取当前时刻之前一段时间内的运行数据和环境数据，并根据运行数据和环境数据生成预测信息，环境数据包括矿井内的影响生产安全的环境信息，运行数据包括被监控设备的运行状态信息，预测信息指示运行数据和环境数据中至少一项数据将来可能达到的预测值；

安全监控系统还用于在接收到第一终端发送的目标数据获取请求时，根据获取请求从环境数据、运行数据和预测信息中获取目标数据，并将目标数据发送至第一终端；

远程指挥系统用于获取预测信息，在确定运行数据或环境数据中至少一项数据的实际值或预测值达到报警阈值时，将实际值或预测值对应的报警信息发送至第二终端；

远程指挥系统还用于在接收到向第三终端发送的命令信息时，将命令信息发送到第三终端，命令信息包括第三终端的位置信息和标识信息。

可选的，安全监控系统，包括：瓦斯监控系统，

瓦斯监控系统包括主扇监控系统和多个环境监测传感器，主扇监控系统用于采集主扇运行状态、风压和风速中的至少一项数据，多个环境监测传感器传感器用于采集瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量中的至少一项数据；

瓦斯监控系统用于基于瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量中的每项数据分别建立瓦斯浓度模型、温度模型、一氧化碳浓度模型和井下巷道含氧量模型；

瓦斯监控系统还用于监控瓦斯浓度模型、温度模型、一氧化碳浓度模型和井下巷道含氧量模型，并在瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量中任一项数据达到报警阈值时进行报警。

可选的，安全监控系统，包括：

束管监控系统，束管监控系统包括多个安装于束管内的气体检测传感器，束管监控系统用于实时采集束管中气体在监测设备中测量出来的浓度变化情况，对氧气、一氧化碳、甲烷、乙炔、氮气和二氧化碳中的至少一种气体的气体浓度数据进行采集；

束管监控系统还用于为氧气、一氧化碳、甲烷、乙炔、氮气、二氧化碳气体浓度数据分别设置规定值；

基于规定值对一氧化碳、甲烷、乙炔和二氧化碳中任一气体的浓度数据超过规定值的浓度数据进行报警；和/或，

对氧气和氮气中任一气体的浓度数据低于规定值的浓度数据进行报警。

可选的，束管监控系统还用于：

对至少一种气体的气体建立对应的气体浓度变化模型，并基于至少一种气体在的历史数据变化数据对至少一种气体的气体浓度数据进行预测，生成气体浓度预测数据。

可选的，云控矿山综合管理系统还包括办公OA系统，办公OA系统用于：

记录包括公文传阅信息、待签批信息、材料领用信息、设备申请信息和员工请假信息中至少一种文件信息。

可选的，办公OA系统包括：

材料管理系统，材料管理系统用于录入包括材料领用和消耗的动态信息中至少一种动态信息；

材料管理系统还用于结合原煤生产情况、职工出勤情况、成本控制指标中的至少一项，对材料消耗进行监控。

可选的，安全监控系统，包括：

安全生产视频监控系统，安全生产视频监控系统包括安装于井下采煤机、皮带的关键位置内关键位置的视频采集设备和监控区域的显示设备；

安全生产视频监控系统用于将煤矿井下视频采集设备采集的监控视频在显示设备上播放。

可选的，安全生产视频监控系统，还用于：

获取皮带的关键位置的监控视频数据，并提取皮带的至少一张图像；

获取皮带的标准图像；

将至少一张图像与标准图像进行对比；

如果确认皮带异常，则生成皮带报警信息，并将皮带报警信息发送给第四终端。

可选的，远程指挥系统，包括：

电子矿工管理系统，电子矿工管理系统包括矿工在井下作业时携带的视频通讯设备、瓦斯、风速、温度、定位的监测设备中的至少一种监测设备；

电子矿工管理系统用于通过监测设备实时采集各项关键安全数据；

电子矿工管理系统还用于将采集的各项关键安全数据推送至携带该检测设备的矿工携带的终端上。

可选的，安全监控系统，包括：

产量监控系统，产量监控系统实时采集煤炭产量数据；

对采集到的产量数据进行汇总分析，生成统计分析报表。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中，处于矿山生产体系中的所有一线生产人员都可以通过移动终端获取实时的矿井信息、资料信息。管理人员可以查看员工的出勤信息。技术人员可以根据一线人员返回的信息进行指导，即可以提高矿山信息传输效率，进而提高矿井中事件的处置效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种云控矿山综合管理系统框架示意图；

图2是本发明实施例提供的一种云控矿山综合管理系统的安全监控系统框架示意图；

图3是本发明实施例提供的一种云控矿山综合管理系统的远程指挥系统框架示意图装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种云控矿山综合管理系统框架示意图；

图5是本发明实施例提供的一种云控矿山综合管理系统数据架构示意图。

图中，1、云控矿山综合管理系统；11、远程指挥系统；111、电子矿工管理系统；12、安全监控系统；121、皮带集控系统；122、瓦斯监控系统；1221、主扇监控系统；123、矿压监控系统；124、排水监控系统；125、供电监控系统；126、束管监控系统；127、产量监控系统；128、运输监控系统；129、安全生产视频监控系统；13、办公OA系统；14、材料管理系统；15、大设备管理系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种云控矿山综合管理系统1，该系统应用于矿山的开发管理，具体可以应用于煤矿、铁矿等矿山的开采。本实施例主要基于煤矿的综合管理为例，通过对煤矿的综合管理对本发明进一步描述。

本发明中的云控矿山综合管理系统1主要通过移动互联网技术和煤矿生产管理方式，对各项设备、人力资源数据，矿山开采数据等进行整合，建立云控矿山综合管理系统1。主要用于监控生产过程中包括远程指挥系统11和安全监控系统12的子系统的运行数据，并对运行数据进行预测生成预测信息。

如图1所示，云控矿山综合管理系统1主要包括远程指挥系统11和安全监控系统12。

在实施中，如图2所示安全监控系统12主要通过获取皮带集控系统121、瓦斯监控系统122、矿压监控系统123、排水监控系统124、供电监控系统125、束管监控系统126等子系统中的各项实时监控数据，并根据各个子系统中获取的不同数据分别建立对应的数据模型。

可选的，安全监控系统12可以实时获取采煤机运行轨迹数据，并根据该运行轨迹数据和该采煤机的产量参数计算出采煤机原煤产量数据和工作面区域变化情况，然后将采煤过程中的煤层与采空区的动态变化情况以图形方式存储，以使终端获取到该动态变化情况时可以以图形的方式显示该动态变化情况。

具体的，安全监控系统12可以包括设置于采煤机上的监控设备，监控设备可以获取采煤机的电机转速、牵引功率、冷却水温度和采煤机位置信息等采煤机数据。安全监控系统12可以获取采煤机数据并基于位置数信息确定运行轨迹，然后根据该运行轨迹数据和该采煤机的产量参数计算出采煤机原煤产量数据和工作面区域变化情况，然后将采煤过程中的煤层与采空区的动态变化情况进行存储，例如，可以以图形方式存储，以使终端获取到该动态变化情况时可以以图形的方式显示该动态变化情况。

可选的，安全监控系统12还可以包括设置于皮带集控系统121、排水监控系统124、供电监控系统125、主扇监控系统1221、矿压监控系统123、瓦斯监控系统122等系统中的监控设备，通过这些监控设备实时获取皮带集控系统121、排水监控系统124、供电监控系统125、主扇监控系统1221、矿压监控系统123、瓦斯监控系统122等系统中的各项数据和报警情况及其对应的报警区域，以使矿山远程指挥系统11获取到该报警情况及其报警区域时，及时向在该报警区域内的终端发送报警信息，进而保障安全生产。

可选的，安全监控系统12还用于对采煤机生产的原煤产量与煤场收到的原煤的重量数据进行关联对比分析，在原煤产量与煤场收到的原煤的重量数据的差值达到预设的警戒值时向调度人员的终端发出报警信息，以提示调度人员采取措施及时解决问题，防止因井下煤仓爆仓、皮带运行故障所造成的生产事故发生。

具体的，安全监控系统12可以根据采煤机的采煤机数据，得到采煤速度，进而得到原煤产出效率和一段时间内的原煤产量，获取该段时间内煤场收到的原煤量，将原煤产量与煤场收到的原煤的重量数据进行关联对比分析，若原煤产量与煤场收到的原煤量的差值达到预警值，则向调度人员的终端发送报警信息，以使调度人员根据该报警信息及时排除故障。

可选的，安全监控系统12还用于根据获取到的原煤产量、销量等数据，自动生成生产调度日报表、月报表等各项统计报表，在接收到终端发送的目标报表获取请求时，获取目标报表并将该目标报表发给发送目标报表获取请求的终端，目标报表包括各项统计报表中的至少一种报表。

可选的，安全监控系统12还用于实时记录当班生产中的各项设备故障信息、瓦斯报警信息、矿压超限信息、产量信息等关键数据以及关键数据的处理方法，并对其进行大数据分析和存储，以便于矿工、技术人员等相关人员可以通过终端查询相关信息，并基于相关信息的处理方法及时处理对应的状况。

如图3所示，远程指挥系统11可以包括安装于井下采煤机、皮带等关键位置的摄像设备和电子矿工管理系统111，远程指挥系统11用于通过现代化的网络通讯方式，实时进行地面、井下的音视频通话，并提供现场实时影像，方便管理人员或者厂家的技术专家远程对井下作业、设备工作情况进行远程会诊，协助井下作业人员维护维修设备，避免因设备故障导致的必须移机到地面所带来的影响生产情况。远程指挥系统11还用于实时获取井下作业情况的录像、并保存视频数据，以便事故发生后对事故原因进行分析，还可以作为追责的依据。

电子矿工管理系统111包括矿工在井下作业时携带的视频通讯设备、瓦斯、风速、温度、定位等监测设备。电子矿工管理系统111用于实时采集各项关键安全数据，并将采集的关键安全数据上传到数据库中，电子矿工管理系统111还用于将采集各项关键安全数据推送至携带该检测设备的矿工携带的终端上。

远程指挥系统11在接收到专家的终端发送的包括现场矿工的目标终端标识的音视频通话请求后，将该通话请求转发至目标终端，目标终端接收该通话请求后，专家即可与井下的矿工进行音视频通话。同时，专家可以根据远程指挥系统11获取的各项数据、摄像设备采集的视频和运控矿山安全监控系统12提供的数据对矿工进行指导及时排除故障。

瓦斯监控系统122包括主扇监控系统1221和井下采集瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度、井下巷道含氧量、烟雾等数据的传感器，瓦斯监控系统122用于将包括井下瓦斯数据监控、主扇运行状态、风压、风速、风门开关、温度、一氧化碳、井下巷道含氧量、烟雾监测等各项安全生产所必须监控的数据及时的上传到安全监控系统12中的数据库中，实现数据的实时共享。使得相关管理人员、班组生产人员可在电脑、智能手机、电视等终端上随时查看到这些与安全生产密不可分的监控数据，便于及时发现安全生产隐患，可以避免只能在调度室或有限的几个区域查看监控数据导致的信息流不畅所带来的安全事故。瓦斯监控系统122还用于基于瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量等分别并建立瓦斯浓度模型、温度模型、一氧化碳浓度模型和井下巷道含氧量模型等模型，并为各自的模型设置报警阈值，以使在瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量等达到该报警阈值时，瓦斯监控系统122发出警报，提醒矿工和相关技术人员相关报警信息，以便及时作出处置，消除安全隐患。例如，瓦斯浓度在达到瓦斯浓度报警阈值时，通过瓦斯浓度模型预测瓦斯浓度变化趋势是上升趋势则发出瓦斯浓度超限的警报。

主扇监控系统1221包括设置与主扇上的检测风压、电压、电流等数据的传感器，主扇监控系统1221用于实时采集主扇系统的各项运行数据，如风压、电压、电流等关键数据。将采集到的实时基础数据保存到安全监控系统12中的数据库中；对异常数据进行报警；对实时数据进行清洗、转换、分析；在此基础上构建主扇运行情况大数据模型，并按照相关的专业理论建立数据分析预测模型，对可能的导致风机运行故障进行预报警。

主扇监控系统1221用于实时采集风压、电压、电流等风机运行关键数据，对超限数据实时报警。主扇监控系统1221还用于对采集到的基础数据进行清洗、转换、分析，构建专业的大数据分析模型，对可能发生的风机运行故障进行预报警，避免因风机故障导致的供风不足进而对井下作业人员带来伤害。

如图2所示，安全监控系统12还包括矿压监控系统123，矿压监控系统123通过安装于前梁、后梁、柱体等位置的矿压监测传感器，实时获取前梁、后梁、柱体等位置的压力数据，将实时数据保存到数据库中；对采集到的实时数据进行清洗、转换、完成大数据分析的基础数据工作；在此基础上按照各种大数据分析算法对矿压数据进行分析，以建立矿压变化模型，并在历史数据变化的基础上对未来矿压数据进行预测，可以提前预知冲击地压危害，以便于技术人员根据矿压数据采取相应的措施。

矿压监控系统123用于采集矿压实时数据，并将采集的矿压数据保存到数据库中。矿压监控系统123还用于对实时压力值以柱状图的形式显示，对24小时内的压力变化情况以曲线图的形式进行显示，并对超过规定压力上限或小于规定压力下限的值进行报警，以避免次生灾害对井下作业人员带来人身伤害。矿压监控系统123还用于对实时数据进行清洗、转换，并在此基础上构建大数据分析模型，按照历史曲线变化规律，预测未来一段时间内矿压可能的变化情况，对可能发生的冲击地压灾害进行预报警。

安全监控系统12还包括束管监控系统126，束管监控系统126通过实时采集束管中气体在监测设备中测量出来的浓度变化情况，对氧气、一氧化碳、甲烷、乙炔、氮气、二氧化碳等气体浓度数据进行采集，并将实时数据保存到数据库中；对采集到的实时数据进行清洗、转换、完成大数据分析的基础数据工作；在此基础上按照各种大数据分析算法对矿压数据进行分析，以建立对应的气体浓度变化模型，并在历史数据变化的基础上对未来气体浓度数据进行预测，提前避免因危险气体积聚所造成的次生灾害的发生。并对氧气、氮气浓度情况进行实时监测与预测，避免因浓度不足造成井下作业人员的人身伤害。

束管监控系统126可以根据实时气体浓度数据，并为所述氧气、一氧化碳、甲烷、乙炔、氮气、二氧化碳等气体浓度数据设置规定值，基于规定值对超过该规定值或低于该规定值的数据进行报警，对氧气、氮气等矿井必备气体的浓度设置最低规定值，对一氧化碳、甲烷、乙炔、二氧化碳等影响施工安全气体设置最高规定值。例如，可以根据井下氧气需求设置氧气最低的规定值，在氧气浓度值低于该规定值时，对该氧气浓度进行报警，以提示相关人员氧气浓度低于正常值。束管监控系统126还用于对采集到的气体浓度数据进行清洗、转换、分析；并按照对应的预测模型进行建模分析，对可能发生的浓度超限、或浓度低于下限情况进行预报警。

安全监控系统12还包括供电监控系统125，供电监控系统125通过实时采集供电监控系统125中的电压、电流、功率等实时数据，并将实时数据保存到数据库中；对超过规定安全运行范围的设备信息进行报警；对采集到的数据进行清洗、转换、分析，构建大数据分析模型；对电流、电压、功率等数据变化情况进行大数据分析，对可能造成的异常供电故障进行预报警。

供电监控系统125用于实时采集供电监控设备中的电压、电流、功率等基础数据，对超过规定范围的设备进行报警，防止灾害的发生。供电监控系统125还用于对采集到的基础数据进行清洗、转换、分析，构建专业的大数据分析模型，对可能发生的供电设备故障进行预报警，防止因供电设备故障导致对生产的影响及对井下作业人员带来的伤害。

安全监控系统12还包括排水监控系统124，排水监控系统124通过实时采集井下各个蓄水池的水位变化情况，对超出规定低限的蓄水池进行报警，对超过规定作业值的蓄水池进行排水作业，对超过规定上限的蓄水池进行报警，防止水患的发生。并将实时水位变化情况保存到数据库中；对实时水位变化数据进行清洗、转化、分析，完成大数据建模基础，并对历史水位变化情况进行大数据分析；对经常发生水位低于下限或超过上限的蓄水池进行提示，以便管理人员及时安排人员进行设备检修，防止灾害的发生。

具体的，排水监控系统124可以实时采集水位变化情况，对超过规定上限及低于规定下限的蓄水池进行报警。对达到排水水位的蓄水池，自动启动排水设备进行排水；对启动排水设备后的水位变化情况进行跟踪，如果在规定时间内水位没有降低到规定标准的蓄水池进行报警。排水监控系统124还用于对采集到的蓄水池水位进行清洗、转换、分析，完成大数据建模，对结合历史数据情况，对近期经常发生排水故障，或发生超过上限或低于下限频率越来越高的蓄水池进行报警，以便管理人员及时进行检修。

安全监控系统12还包括皮带集控系统121，皮带集控系统121通过实时采集主井皮带、盘区皮带的各项运行参数，并在地面设置皮带探伤设备，当工作中皮带异常停止、断裂、跑煤时进行报警；对采集到的皮带工作数据进行清洗、转换、分析，完成大数据的基础建模工作；以便相关管理人员通过专业的分析手段对皮带可能发生的故障进行预报警，然后进行维修检测。

皮带集控系统121可以实时监测皮带运行数据，对工作期间异常停止运行、断裂、跑煤故障进行报警。皮带集控系统121可以获取皮带的关键位置的监控视频数据，并获取皮带的至少一张图像；获取皮带的标准图像；将至少一张图像与标准图像进行对比；如果确认皮带异常，则生成皮带报警信息，并将皮带报警信息发送给第四终端。

具体的，皮带集控系统121还可以对采集到的皮带探伤设备中的图像数据进行数学分析，并自动与预先存储的标准照进行图像对比，对发生隐藏的钢丝绳断裂情况进行判别与对比，当发生钢丝绳断裂时及时进行报警，即生成皮带报警信息，并获取该皮带所在区域内的矿工的终端信息和预设的技术人员的终端信息等相关人员的终端信息(即第四终端的终端信息)，将该报警信息发送给包括该矿工的终端和该技术人员的终端的第四终端。皮带集控系统121还用于对皮带工作区域内的载重、烟雾、温度、瓦斯气体浓度进行判断，对超出正常规定上下限的皮带区域进行报警，以防止皮带事故的发生。皮带集控系统121还用于对采集的各项监测数据进行清洗、转换、分析，并进行大数据建模，对皮带可能发生的故障进行预报警。

安全监控系统12还包括产量监控系统127，产量监控系统127用于实时采集煤炭产量数据，并将实时值记录到数据库；对采集到的产量数据进行汇总分析，形成各种统计分析报表；对采集到的实时数据进行清洗、转换、分析，并对该事实数据进行大数据建模；在建立的大数据模型上对产量数据及皮带运行数据进行对比分析，依据历史数据变化规律，对产量与皮带故障建立对应模型关系，并基该变化规律设置产量上限，当产量超过产量上限时，进行报警，防止因短期超重所造成的皮带故障。

具体的，产量监控系统127可以获取产量数据，并根据产量数据生成产量报表。产量监控系统127还可以获取产量数据和皮带故障数据，并对产量数据和皮带数据建立产量-皮带故障模型，基于皮带故障预测产量上限，对产量超过上限的数据进行报警，以提醒相关人员处理超限事件，避免皮带故障的发生。

安全监控系统12还包括运输监控系统128，运输监控系统128用于实时采集监测煤场原煤运出数据，并将原煤运出数据保存到数据库中；结合当天原煤生产数据与运出数据进行分析，防止因煤场满仓造成的生产事故的发生；对采集到的原煤运输数据进行清洗、转换、分析，完成大数据建模工作，在此基础上按照煤矿调度给定的工作量对车辆使用数据进行预测与规划。

具体的，运输监控系统128可以获取煤场原煤运出数据和当天产量数据，并根据原煤运出数据和当天产量数据得到煤场原煤堆积数据，当该煤场堆积数据超出预设的煤场容量时，发出超容报警信息，以提醒相关人员处理该超容事件，避免因原煤堆积造成爆仓故障。运输监控系统128还可以获取原煤的销售数据、运输数据、车辆运输参数和规定的工作量数据，并根据上述参数预测车辆的使用信息。该使用信息包括车辆种类、数量和使用次数等。

安全监控系统12还包括安全生产视频监控系统129，安全生产视频监控系统129用于通过RTSP视频流技术，将煤矿井下安全生产监控视频数据同步上传到数据库中，并可在监控电脑、手机、电视上进行实时播放。对于不支持RTSP视频流的老式的监控设备，通过自行研发的视频数据接口，将实时监控画面数据转化为RTSP视频流上传到互联网中。使得管理人员、煤矿工人随时随地对井下生产情况进行监督监管，对违章违规作业现象进行及时处理，降低了因为人为原因导致的安全生产事故发生的几率。

具体的，可以在矿井内的关键位置安装视频采集设备，安全生产视频监控系统129可以获取该视频采集设备采集的视频流，对该视频流进行处理得到满足网络输出要求的RTSP视频流数据。在接收到终端发送的视频流获取请求后，将该RTSP视频流数据发送给该终端。

如图4所示，云控矿上综合管理系统还包括办公OA系统13，办公OA系统13用于记录包括公文传阅信息、待签批信息、材料领用信息、设备申请信息、员工请假信息等文件信息，并将公文传阅信息、待签批信息、材料领用信息、设备申请信息、员工请假信息等文件信息实时传递到云控矿上综合管理系统中的数据库中。方便主管领导随时进行网络办公，极大的简化了审批流程。

具体的，办公OA系统13可以接收申请终端发出的请假、公出、换休等申请信息，将该申请信息发送给对应的主管终端，将主管终端的处理结果返回给该申请终端。办公OA系统13还可以采集员工个人出勤信息、公分信息、工资信息等员工信息并获取班组材料消耗信息、培训考试资料、井下安全监控等资料信息，将该个人出勤信息和资料信息存储至云端。当接收到用户终端发送的查询信息获取请求后，根据该信息获取请求从存储的出勤信息和资料信息中获取查询信息，并将该查询信息发送至用户终端。

办公OA系统13包括安全教育及技能培训系统，安全教育及技能培训系统用于在职工在入井前的班前会上对职工进行安全培训。同时职工可以在业余时间随时通过电脑、智能手机及段队液晶电视进行专业知识学习。

具体的，可以将不同工种的试题信息和相关资料信息导入或录入安全教育及技能培训系统，并保存在云空间的题库中，以供矿工和技术人员等相关人员学习和考试，安全教育及技能培训系统还可以提供输入界面，出题人员通过终端在该输入界面输入新试题，在新试题通过审核后，保存至试题库；相关人员也可以通过该输入界面进行考试和学习。

云控矿上综合管理系统还包括材料管理系统14，材料管理系统14用于录入材料领用、消耗等动态信息，并将材料领用、消耗等动态信息及时更新到数据库中，结合原煤生产情况、职工出勤情况、成本控制指标，对材料消耗进行综合管理，以方便管理人员对库存、材料消耗的有效监控，降低了库存成本。

具体的，可以预先将物资录入材料管理系统14，然后记录出库数据、入库数据，在材料管理系统14中对应物资输入物资成本，生成材料物资才长，进而对材料物资的情况进行监控和分析。还可以提供数据查询窗口，便于管理人员通过终端对物资的使用、剩余和成本情况进行查询。防止材料消耗超标，从而以便于管理人员根据该数据合理规划材料消耗和采购。

云控矿上综合管理系统还包括大设备管理系统15，大设备管理系统15用于对大型设备管理进行全寿命管理，具体的，全寿命管理包括将日常的保养维护记录、设备大修记录均录入系统；对于到期待检修、维护、保养、大修及临报废设备及时提供报警信息，充分的对大型设备进行监控并按时处理到期任务，以减少了停机待工时间，提高设备利用率。

办公OA系统13还包括人员出勤及成本核算系统，人员出勤及成本核算系统用于对员工出勤信息进行监管，同时将出勤、井下运行轨迹、单日原煤产量等信息上传到办公OA系统13上，便于管理人员随时对成本核算，监控人工成本。

在云控矿山综合管理系统1运行过程中，矿工、技术人员、管理人员等与该云控矿山综合管理系统1相关的人员可以通过电脑、手机等终端进行登录。根据不同的职能进入各自职能对应的系统界面，例如，矿工可以在登录云控矿山综合管理系统1后进入电子矿工管理系统111的主界面，接收并显示监测设备上传的瓦斯、风速、温度等数据；管理人员可以进入远程指挥系统11的主界面，监管和调度矿山的生产工作。当然，也可以根据人员的职能设置不同的权限，例如，矿工可以设置查看办公OA系统13中的成本控制指标的权限，以使矿工不可以查看人员成本，设备成本等信息。

安全监控系统12可以获取当前时刻之前一段时间内的运行数据和环境数据，并对运行数据和环境数据进行预测，生成运行数据和环境数据的预测信息，环境数据包括矿井内的影响生产安全的环境信息，运行数据包括安全监控系统12中的子系统中的设备的状态信息。

具体的，安全监控系统12可以从采煤机、皮带、风扇等系统中获取当前时刻之前一段时间内的采煤机、皮带、风扇等设备状态信息的运行数据，从瓦斯、矿压等相关监控系统中获取包括瓦斯浓度、氮气浓度等影响生产安全的环境信息的环境数据，对获取到的运行数据和环境数据进行分析，并预测当前时刻之后一段时间内运行参数和矿山参数的变化情况得到预测信息。例如，安全监控系统12可以从瓦斯监控系统122中获取当前时刻一天内的瓦斯浓度数据，根据获取的瓦斯浓度数据绘制时间-浓度的折线图，根据变化趋势预测接下来一小时的浓度走向，得到预测浓度变化。

安全监控系统12还可以在接收到第一终端发送的目标数据获取请求时，根据获取请求从环境数据、运行数据和预测信息中获取目标数据，并将目标数据发送至第一终端。

具体的，矿工、管理人员等人员可以通过终端登录云控矿山综合管理系统1，然后在安全监控系统12的界面选择想要获取的目标数据，安全监控系统12在接收到终端发送的目标数据获取请求后，从采集的环境数据、运行数据和预测信息中获取目标数据，并将获取到的目标数据发送至该发送目标数据获取请求的终端。该终端可以是连接交换机的用户终端，或者可以是通过路由器远程连接交换机的远程终端和远程手持设备。例如，矿工需要查看未来一小时的矿井内的瓦斯浓度，可以先用手机登录云控矿山综合管理系统1，进入安全监控系统12的相关界面，选择未来瓦斯浓度，然后点击发送(或者确定)，安全监控系统12接收到“未来瓦斯浓度”获取请求后，将对应的数据发送到该矿工的手机上。

远程指挥系统11还可以获取预测信息，在确定运行数据或环境数据中至少一项安全数据达到报警阈值时，将安全数据对应的报警信息发送至第二终端。

具体的，远程指挥系统11可以周期性的获取预测信息，例如，预测信息如果是未来3小时的数据，则可以设置2.5个小时作为获取周期获取预测信息。根据获取信息中包括采煤机等设备运行信息的运行数据或者瓦斯浓度等环境数据与对应的报警阈值进行比较，在至少一项安全数据达到报警阈值时，将安全数据对应的报警信息发送至相关的终端，例如，井下某一瓦斯浓度的变化趋势为上涨趋势，并且在未来一小时处会达到报警阈值，则远程指挥系统11会获取矿工的定位信息，获取在该处矿井内作业的矿工信息，将对应的报警数据发送至该处矿工的终端上，以提示该处矿工瓦斯浓度即将上升；同时将该报警信息发送给预先设置的技术人员的终端和管理人员的终端，以便于及时分析瓦斯浓度升高原因，并提前进行处理。

远程指挥系统11还用于在接收到控制终端向第三终端发送的命令信息时，将命令信息发送到第三终端，命令信息包括第三终端的位置信息和标识信息。

具体的，矿工在井下作业过程中，会遇到一些突发的状况无法处理时，可以在远程指挥系统11中进行求助，矿山可以预先设置指定的专家用户处理各种矿井的突发状况，矿工可直接在远程指挥系统11向专家进行求助，发送求助请求，即命令信息，远程指挥系统11可以获取预先存储的专家信息，在接收到命令信息时根据命令信息中专家的标识将该命令信息转发至对应的专家。

上述第一终端、第二终端和第三终端可以是通过交换机连接矿山管理系统的用户终端，也可以是通过路由器远程连接并访问矿山管理系统的远程终端和远程手持设备。

或者，技术人员通过摄像装置采集的视频发现了安全隐患时，可以通过电子矿工系统和办公OA系统13确定出勤人员信息和出勤的矿工所在的位置，然后基于矿工的位置选择距离隐患地点比较近的矿工，然后该技术人员可以通过终端向远程指挥系统11发送包括位置信息和标识信息的命令信息，远程指挥系统11根据位置信息和标识信息，向该处矿工的终端发送命令信息，建立通信。然后技术人员可以远程指导井下的矿工处理隐患地点的安全隐患。

可选的，可以预先建立人力资源管理信息库，将部门信息、队组信息、及人员基本情况录入到数据库中，并通过二代身份证扫描仪将员工身份证信息保存到数据库中，然后将员工用工信息、合同信息、工种信息、奖惩信息、家庭成员信息等数据录入到数据库中，建立完整的个人基本信息档案。

可选的，可以预先对员工生物识别信息(如虹膜、面部特征、指纹等信息)进行注册，同时将员工的井下定位跟踪卡号同步保存到数据库中。当员工出勤时，通过生物识别设备进行身份认证，确保识别信息的唯一性，对于入井员工，通过途经的井下定位分站信息确认并形成井下运动轨迹(或者通过入井员工携带的定位设备确认并形成井下运动轨迹)，并将这些信息汇总并保存到数据库中，形成考勤记录信息。

可选的，可以预先对仓库物资信息进行盘点入库，将库存物资分门别类的录入到仓库物资管理信息库中，盘点完成后，对于材料入库、材料出库、材料领用信息等出入库数据及时录入到仓库物资管理系统中，自动形成动态的库存物资台帐。

可选的，可以预先将大型设备信息录入到数据库中，并分别对大型设备及其备件信息建立分类台帐，该台账用于记录其保养、维护、维修周期台帐信息，对于即将到达保养、维护、维修期限的设备或备件进行提示。相关人员可以根据该提示信息对设备及时保养、维护、维修，以免造成设备不必要的损坏。同时对大型设备的使用情况进行全程日志记录，形成对大型设备的全生命周期管理。

可选的，可以通过采集电子称输出的原煤动态产量信息，汇总并记录出当班原煤产量，班组作业结束后，将当班出勤工分信息、当班材料消耗信息等录入并保存到数据库中，并结合原始出勤信息动态计算出当班原煤产量/工分比值。在月底统一进行结算，汇总并计算出班组每个人员的应得工资，然后进行公示。

可选的，可以在员工入井前，根据员工工种/专业信息，通过智能终端调取培训考试数据库中的考题信息，随机抽取十道题作为员工入井前的培训考核试题，对于班前考试未达标的员工，进行强化学习及培训，专项提升员工的专业能力。

可选的，如图5所示，井下监控设备数据可以通过井下环网交换机传输到地面主控计算机，然后由主控计算机上的矿山管理综合管理系统进行数据分析，将解析完成后的数据保存到数据服务器中(即数据库)；获取到的数据可以通过web程序直接在矿内局网供用户终端调用，同时提供对外调用端口，远程用户可以通过互联网实时调取数据，如可以在Android手机、电脑等终端上调用查看。

本发明实施例中，矿山综合管理数据库中存储有完整的个人基本信息档案、环境数据和运行数据。处于矿山成产体系中的所有一线生产人员都可以通过移动终端获取并查看实时的环境数据和运行数据。管理人员可以查看员工的出勤信息。技术人员可以根据一线人员返回的信息进行指导，提高矿井中事件的处置效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种云控矿山综合管理系统，其特征在于，所述系统包括：远程指挥系统和安全监控系统；

所述安全监控系统用于获取当前时刻之前一段时间内的运行数据和环境数据，并根据所述运行数据和环境数据生成预测信息，所述环境数据包括矿井内的影响生产安全的环境信息，所述运行数据包括被监控设备的运行状态信息，所述预测信息指示所述运行数据和环境数据中至少一项数据将来可能达到的预测值；

所述安全监控系统还用于在接收到第一终端发送的目标数据获取请求时，根据所述获取请求从所述环境数据、所述运行数据和所述预测信息中获取所述目标数据，并将所述目标数据发送至所述第一终端；

所述远程指挥系统用于获取所述预测信息，在确定所述运行数据或所述环境数据中至少一项数据的实际值或预测值达到报警阈值时，将所述实际值或预测值对应的报警信息发送至第二终端，所述第二终端为预先设置的技术人员和管理人员的终端；

所述远程指挥系统还用于在接收到向第三终端发送的命令信息时，将所述命令信息发送到所述第三终端，所述命令信息包括所述第三终端的位置信息和标识信息，所述第三终端为预先设置的指定的专家的终端；

所述安全监控系统包括产量监控系统，所述产量监控系统用于获取产量数据和皮带故障数据，基于所述皮带故障数据预测产量上限，对所述产量数据中超过所述产量上限的数据进行报警。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全监控系统，包括：瓦斯监控系统，

所述瓦斯监控系统包括主扇监控系统和多个环境监测传感器，所述主扇监控系统用于采集主扇运行状态、风压和风速中的至少一项数据，所述多个环境监测传感器传感器用于采集瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量中的至少一项数据；

所述瓦斯监控系统用于基于瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度和井下巷道含氧量中的每项数据分别建立瓦斯浓度模型、温度模型、一氧化碳浓度模型和井下巷道含氧量模型；

所述瓦斯监控系统还用于监控所述瓦斯浓度模型、所述温度模型、所述一氧化碳浓度模型和所述井下巷道含氧量模型，并在所述瓦斯浓度、所述温度、所述一氧化碳浓度和所述井下巷道含氧量中任一项数据达到报警阈值时进行报警。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全监控系统，包括：

束管监控系统，所述束管监控系统包括多个安装于束管内的气体检测传感器，所述束管监控系统用于实时采集束管中气体在监测设备中测量出来的浓度变化情况，对氧气、一氧化碳、甲烷、乙炔、氮气和二氧化碳中的至少一种气体的气体浓度数据进行采集；

所述束管监控系统还用于为所述氧气、一氧化碳、甲烷、乙炔、氮气、二氧化碳气体浓度数据分别设置规定值；

基于所述规定值对一氧化碳、甲烷、乙炔和二氧化碳中任一气体的浓度数据超过所述规定值的浓度数据进行报警；和/或，

对氧气和氮气中任一气体的浓度数据低于所述规定值的浓度数据进行报警。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述束管监控系统还用于：

对所述至少一种气体的气体建立对应的气体浓度变化模型，并基于所述至少一种气体在的历史数据变化数据对所述至少一种气体的气体浓度数据进行预测，生成气体浓度预测数据。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云控矿山综合管理系统还包括办公OA系统，所述办公OA系统用于：

记录包括公文传阅信息、待签批信息、材料领用信息、设备申请信息和员工请假信息中至少一种文件信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述办公OA系统包括：

材料管理系统，所述材料管理系统用于录入包括材料领用和消耗的动态信息中至少一种所述动态信息；

所述材料管理系统还用于结合原煤生产情况、职工出勤情况、成本控制指标中的至少一项，对材料消耗进行监控。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全监控系统，包括：

安全生产视频监控系统，所述安全生产视频监控系统包括安装于井下采煤机、皮带的关键位置内关键位置的视频采集设备和监控区域的显示设备；

所述安全生产视频监控系统用于将煤矿井下视频采集设备采集的监控视频在所述显示设备上播放。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述安全生产视频监控系统，还用于：

获取所述皮带的关键位置的所述监控视频数据，并提取所述皮带的至少一张图像；

获取所述皮带的标准图像；

将所述至少一张图像与所述标准图像进行对比；

如果确认所述皮带异常，则生成皮带报警信息，并将所述皮带报警信息发送给第四终端。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程指挥系统，包括：

电子矿工管理系统，所述电子矿工管理系统包括矿工在井下作业时携带的视频通讯设备、瓦斯、风速、温度、定位的监测设备中的至少一种所述监测设备；

所述电子矿工管理系统用于通过所述监测设备实时采集各项关键安全数据；

所述电子矿工管理系统还用于将采集的各项关键安全数据推送至携带该监测 设备的矿工携带的终端上。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全监控系统，包括：

产量监控系统，所述产量监控系统实时采集煤炭产量数据；

对采集到的所述产量数据进行汇总分析，生成统计分析报表。

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