Severočeské doly a.s: Těžba uhlí po optice

Severočeské doly a.s. jsou největší hnědouhelnou těžební společností v České republice. Vznikly 1. ledna 1994 spojením Dolů Nástup Tušimice a Dolů Bílina. Zabývají se těžbou, úpravou a odbytem hnědého uhlí a doprovodných surovin. V roce 2011 dosáhly odbytové těžby 25144 mil. tun, což představuje 53,73% z produkce uhlí ČR. Zaměstnávají více než 5000 zaměstnanců a roční obrat přesahuje 10 mld. Kč.

Optická sít se postupně stala pro chod Dolů Bílina nepostradatelnou komunikační tepnou, bylo provedeno její zokruhování a v nejvytíženějších místech byl počet vláken kabelů zněkolikanásoben. Řízení provozu lomu, skrývky a úpravny uhlí bez vybudované optické sítě je dnes prakticky nepředstavitelné.Ing. Jiří Linda, technik odd. elektro správy majetku Severočeských dolů a.s.

Úkol

Vytvořit v rozsáhlém těžebním prostoru komunikační podmínky pro centralizaci řízení skrývky, těžby a odbytu uhlí. Zajistit spolehlivost přenosu dat i při výpadku typu SPOF (single point of failure). V budoucnu využít navržené komunikační cesty pro postupné rozšiřování a centralizaci řízení dalších souvisejících systémů. Zejména se jedná o :

• sběr dat a řízení jednotlivých trafostanic
• sběr dat a řízení kvality uhlí
• pokrytí celé těžební oblasti systémem radiového spojení
• přenos a možnosti postupného rozšiřování telefonních služeb
• docházkový a přístupový systém
• monitoring celého prostoru kamerovým systémem
• propojení systému EZS na dočasně odstavených poháněcích stanicích

Původní komunikační cesty byly postaveny na bázi metalických převážně klasických nebo vojenských (typ MP) telefonních kabelů. Kabely byly různého stáří, kvality a spolehlivosti. Kvůli omezené přenosové vzdálenosti musely být v komunikačních cestách instalovány opakovače a zesilovače signálů. Řízení skrývky a těžby uhlí se provádělo z několika velínů, které byly situovány v lokalitách na okraji těžebního prostoru v řádově několikakilometrových vzdálenostech od sebe. Jednotlivé trafostanice byly buďto obsluhovány přímo stálými zaměstnanci, kteří měli na těchto trafostanicích své stálé pracoviště, nebo dálkově přes radio-modemy. Stejně tak přes modemový provoz a telefonní linky byl propojen docházkový systém. Kamerový systém byl nejednotný a lokálně provozovaný na několika serverech, umístěných v různých provozech, a navzájem nepropojených.  

Řešení

Těžební oblasti lomů Severočeských dolů se vyznačují velkou variabilitou. Profil terénu se neustále mění – postup skrývky i výsypky neumožňuje umístění kabelů do výkopů. Rovněž trasy pásových dopravníků se mění podle vývoje skrývky a následné těžby. V důlním provozu se často používají silové VN kabely položené na terénu (tzv. Y-podpěry). U nich však vzniká velké riziko poškození a zejména krádeže. Výsypka a postupující rekultivace rychle rostoucích dřevin omezuje přímou viditelnost případných radiových spojů. Nejstabilnějším prvkem v terénu se tak stávají linky VN a některé klíčové trafostanice, jejichž umístění se mění relativně složitě, a tak jsou většinou jejich pozice při terénních úpravách respektovány.

Tyto aspekty vedly k rozhodnutí vybudovat moderní komunikační cesty na bázi optických kabelů závěsem po stožárech VN 35kV. Klíčové uzly optické sítě byly situovány do areálů trafostanic do speciálně upravených kontejnerů – tzv. optokiosků. Vnitřek optokiosků je vybaven řadou rámů 43U / 19“, kde jsou ukončeny optické kabely, instalovány převodníky, přepínače, technologické datové koncentrátory, komunikační zařízení pro přenos hovorů apod. Optokiosky jsou klimatizované, prachotěsné a jsou obvykle napájeny ze dvou nezávislých přívodů 230V. Napájení je navíc zálohováno UPS s výkonem, který překlene min. 8-mi hodinový výpadek obou přívodů.

Optické trasy jsou realizovány dielektrickými SM (single-mode) kabely Lucent Powerguide, které jsou konstrukčně navržené právě pro zavěšení na stožáry VN v těžkém průmyslovém prostředí.   

Aktivní prvky téměř všech technologických i datových sítí jsou sjednoceny na platformu HP. Tímto krokem se výrazně zvýšila spolehlivost a zjednodušila se logistika případných servisních zásahů.  

Výsledky

S projektem páteřní optické sítě Dolů Bílina jsme započali již v roce 1998, kdy se zrealizovaly první optické trasy po vedení 35kV na severních svazích těžebního prostoru. Tento cca sedmikilometrový zárodek dnešní již rozsáhlé sítě přinesl investorovi zefektivnění řízení skrývkových řezů a posléze i vlastní těžby uhlí. To podnítilo další rozvoj komunikace po optických vláknech. Došlo k realizaci dalších etap postupného rozšiřování optické sítě. Každá etapa byla prováděna s konkrétním záměrem převedení konkrétního systému na optiku. Postupně po optické síti začal komunikovat systém řízení a sběru dat z trafostanic, tepelné hospodářství, docházkový systém, ekonomické agendy, prodej uhlí. Pětikilometrový optický kabel mezi správní budovou v centru Bíliny a centrálními dílnami, vedený výkopem městskou zástavbou, byl pak klíčovým stavebním kamenem dalšího rozvoje komunikační a datové sítě. Společně s rozvojem kamerového systému umožnil zprostředkovat on-line informace z provozu a v oblasti telefonní techniky přinesl spolehlivé propojení telefonní ústředny s jejími vzdálenými moduly (LIMy). Protože se  budovaná optická sít postupně stala pro chod Dolů Bílina nepostradatelnou komunikační tepnou, bylo provedeno její zokruhování a v nejvytíženějších místech byl počet vláken kabelů zněkolikanásoben. 

Obchodní dopady

První optické trasy přinesli společnosti zefektivnění řízení skrývkových řezů a posléze i vlastní těžby uhlí. V dalších etapách se postupně optická síť rozšířila. Vybudování optické sítě a současný rozvoj kamerového systému umožnil zprostředkovat on-line informace z provozu a v oblasti telefonní techniky přinesl spolehlivé propojení telefonní ústředny s jejími vzdálenými moduly (LIMy). Řešení výrazně inovovalo chod Dolů Bílina a stalo se nepostradatelnou komunikační tepnou, bylo provedeno její zokruhování a v nejvytíženějších místech byl počet vláken kabelů zněkolikanásoben.