隨著煤炭行業向智能化、自動化方向加速轉型，安全生產與高效運營成為核心訴求。山西新元煤礦作為現代化礦井的代表，通過引入力控科技研發的安全生產綜合自動化系統，并結合先進的計算機系統集成與綜合布線技術，構建了一套穩定、可靠、高效的智能管控平臺，為煤礦的安全生產與集約化管理樹立了典范。

一、項目背景與建設目標

山西新元煤礦地質條件復雜，生產環節多，安全風險較高。傳統的人工監控與分散控制系統已難以滿足當前對生產安全、設備效率及信息集成的嚴苛要求。為此，煤礦決定建設一套集數據采集、過程控制、視頻監控、安全預警與調度管理于一體的綜合自動化系統。主要目標包括：實現井下關鍵設備（如通風機、排水泵、提升機、皮帶運輸機等）的遠程集中監控與自動化控制；建立統一的數據平臺，整合安全生產、環境監測、人員定位等各類信息；通過可靠的網絡架構，確保數據實時、準確傳輸；最終達到減員增效、預防事故、提升管理精細化水平的目的。

二、系統整體架構與集成方案

本系統采用分層分布式架構，由設備層、控制層、監控層與管理層組成。

1. 設備層與綜合布線：在井下采掘面、運輸巷、機電硐室等關鍵區域，部署了各類傳感器（如瓦斯、一氧化碳、風速、溫度傳感器）、智能控制設備及高清攝像儀。通過工業以太網與現場總線（如Profibus、Modbus）相結合的方式，構建了高冗余、抗干擾的綜合布線網絡。布線嚴格遵循煤礦防爆、防火標準，采用鎧裝光纜與阻燃電纜，確保在惡劣環境下通信的穩定性與安全性。

1. 控制層與計算機系統集成：在井上、井下設置多個控制分站，采用PLC（可編程邏輯控制器）與RTU（遠程終端單元）對現場設備進行實時數據采集與邏輯控制。這些控制單元通過工業以太網交換機接入核心網絡。系統集成實現了多廠商、多協議設備的互聯互通，將原本孤立的子系統（如電力監控、排水自動化、瓦斯抽采監控等）整合到一個統一的控制平臺中。

1. 監控層與管理層：在煤礦調度中心部署了力控監控組態軟件SCADA平臺及高性能服務器。該平臺具備強大的圖形展示、數據處理、報警管理與歷史存儲功能。通過集成GIS（地理信息系統），實現了井下人員與設備的精準定位與軌跡回放。開發了綜合信息門戶，為管理層提供包含生產統計、安全分析、設備狀態在內的決策支持看板。各功能模塊通過標準的OPC、數據庫接口進行數據交換，體現了高度的系統集成性。

三、核心功能與應用成效

1. 安全生產集中監控：調度人員可在電子大屏上實時查看全礦設備運行狀態、環境參數及視頻畫面。系統對瓦斯超限、風機停轉、跑偏堆煤等異常情況實現毫秒級報警與聯動控制（如自動啟動備用設備、切斷電源），極大提升了應急響應速度。

1. 生產過程自動化：實現了主煤流運輸系統的智能調速、井下排水系統的“無人值守”自動啟停、通風機的在線監測與風量自動調節。這不僅降低了工人的勞動強度與危險區域暴露時間，還優化了能耗，提高了生產效率。

1. 數據融合與智能分析：系統將安全監控數據、設備運維數據與生產數據進行關聯分析，可生成趨勢曲線、報表，并對設備故障進行早期預測，為預防性維護提供依據。管理人員可通過電腦或移動終端隨時隨地掌握礦井動態。

1. 可靠的網絡與系統基礎：專業的綜合布線設計與計算機系統集成為上層應用提供了高速、穩定的“信息高速公路”。網絡具備冗余環網結構，關鍵服務器采用雙機熱備，確保了系統7x24小時不間斷運行。

四、與展望

山西新元煤礦安全生產綜合自動化系統的成功實施，是計算機系統集成技術、工業自動化技術與煤礦安全生產需求深度融合的典型案例。它通過科學的綜合布線奠定了物理基礎，通過高效的系統集成打破了信息孤島，最終通過力控軟件平臺實現了“監、控、管”一體化。該系統不僅顯著提升了煤礦的本質安全水平與生產效率，也為行業智能化建設提供了可復制、可推廣的實踐經驗。隨著大數據、人工智能等技術的進一步融入，該系統將持續演進，向更加智能的災害預警、自主決策方向邁進。