煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設展望

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摘要：隨著國家對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)要求的不斷提升和煤礦企業(yè)自身發(fā)展的需要，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)已成為安全生產(chǎn)的重要指標之一。對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級的設計及智能化建設展望進行了闡述。

關鍵詞：安全監(jiān)控；融合升級；智能建設

引言

根據(jù)國家煤礦安監(jiān)局印發(fā)的《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）和福建煤監(jiān)局、省經(jīng)貿(mào)委、省安監(jiān)局聯(lián)合印發(fā)的《福建省煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備聯(lián)網(wǎng)和維護使用指導意見（修訂）》（閩煤安監(jiān)綜合〔2018〕1號）等規(guī)范性文件要求，為規(guī)范煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)建設和管理等工作發(fā)揮出較好的保障和促進作用，全省所有煤礦（含新建、改擴建礦井）必須建設安全監(jiān)控系統(tǒng)，作為頒發(fā)（變更、延期）煤礦安全生產(chǎn)許可證的必備條件之一。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設，必須符合新《煤礦安全規(guī)程》和國家、福建省《指導意見（修訂）》的有關標準及規(guī)定的要求。通過煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，煤礦安全監(jiān)察機構和各級煤礦行業(yè)管理部門可以有效、靈活地開展煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管和遠程監(jiān)察工作。為了提高煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)，所以煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級是必要的。

1翠屏山煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)融合升級前存在的問題

（1）該礦升級前在用井下安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)和井下應急廣播系統(tǒng)，形成信息孤島，各個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)都是獨立的。三套系統(tǒng)需三套設備和三套備機，故障率比較高，維護量比較大。（2）升級前的系統(tǒng)穩(wěn)定性和準確性差，抗電磁干擾能力較低且在井下潮濕的環(huán)境下容易出現(xiàn)誤報警。模擬信號容易受到傳輸線路的干擾，且模擬信號傳輸不能復用。每個傳感器必須通過一條獨立電纜與分站進行信號傳輸，井下各個系統(tǒng)單獨布線，無系統(tǒng)融合功能，重復敷設電纜，不能實現(xiàn)電纜的共享，布線量大。（3）功能不完善，不能進行應急聯(lián)動。智能化程度低，不能自診斷、調(diào)校提醒，模擬量數(shù)據(jù)傳輸誤差大，顯示數(shù)據(jù)非實時數(shù)據(jù)等。

2翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級設計及其優(yōu)缺點

2.1翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級設計的介紹

升級后的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化傳輸，具有自診斷、預警功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)融合，監(jiān)控系統(tǒng)設備具備抗干擾能力，使數(shù)據(jù)更加具有實時性、可靠性、穩(wěn)定性、擴容接入能力、防護等級、數(shù)字化、數(shù)據(jù)分析應用，運行更加穩(wěn)定可靠。福建煤電股份有限公司信息中心人員和福建省華廈能源設計研究院有限公司工程師及翠屏山煤礦監(jiān)測監(jiān)控管理員，于2019年7月份開始對翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級進行實地勘察和方案的設計。并向福建煤電股份有限公司提出升級改造一體化論證，積極響應福建省煤監(jiān)局安全監(jiān)控升級改造的標準，開展升級改造方案的設計。KJ90X安全監(jiān)控新系統(tǒng)是中煤科工集團重慶研究院新研發(fā)的，基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場總線通信架構的，采用分布式控制和多系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合的系統(tǒng)。新系統(tǒng)主干網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，區(qū)域控制器到主干網(wǎng)采用以太網(wǎng)或RS485總線進行傳輸，傳感器到區(qū)域控制器數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)數(shù)字化傳輸，設計傳感器使用RS485總線傳輸技術，數(shù)據(jù)傳輸采用CRC16校驗，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。對傳感器類型自動識別，可自動與中心站軟件定義傳感器類型進行匹配比對，不匹配時進行提示，防止傳感器錯接引起誤報。另外，還可以對傳感器預熱、調(diào)校、自檢、故障等狀態(tài)進行識別，為數(shù)據(jù)的分析和故障的處理提供了依據(jù)（系統(tǒng)結(jié)構如圖1所示）。通過融合接口及協(xié)議規(guī)范，安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和調(diào)度廣播系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)按照協(xié)議要求實現(xiàn)融合聯(lián)動，聯(lián)動參數(shù)還可以進行設置。在瓦斯超限、火災、斷電等需要立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)應急聯(lián)動。聯(lián)動控制程序提供給用戶應急預案的管理功能，并在后臺自動監(jiān)測預案等相關監(jiān)測點的數(shù)據(jù)。當某個預案條件滿足觸發(fā)時，會自動提醒用戶是否執(zhí)行聯(lián)動控制，并發(fā)出聲光報警通知危險區(qū)域人員撤出。當用戶確認執(zhí)行時，聯(lián)動控制程序根據(jù)預案執(zhí)行聯(lián)動，也可以通過人員定位系統(tǒng)雙向緊急呼叫功能撤人（如圖2所示）。

2.2翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級后的優(yōu)缺點

通過與原來模擬信號的KJ90安全監(jiān)控系統(tǒng)進行比較，KJ90X安全監(jiān)控新系統(tǒng)的優(yōu)點是線路敷設比較清楚，便于查找和維護；每臺區(qū)域控制器都有自己的IP地址，便于查找和判斷故障；新系統(tǒng)主干網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，數(shù)據(jù)的抗干擾性強準確性高、數(shù)據(jù)更新也比較實時；新系統(tǒng)將安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)在地面集中到一套軟件系統(tǒng)里實現(xiàn)地面的融合，界面也比較直觀便于操作。新系統(tǒng)的不足是地面用軟件進行系統(tǒng)的融合，井下系統(tǒng)雖然三個系統(tǒng)都接入?yún)^(qū)域控制器來傳輸數(shù)據(jù)，但未能實現(xiàn)井下的融合。

3煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設展望

隨著科技的不斷發(fā)展，安全監(jiān)控系統(tǒng)的技術也會得到不斷的更新。本人對安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化發(fā)展有一些設想。

3.1利用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+技術實時預警

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)雖然實現(xiàn)多系統(tǒng)融合，但是只是地面的融合，井下各個系統(tǒng)設備仍獨立工作，并未實現(xiàn)集中融合，未來可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術來實現(xiàn)。未來可以開發(fā)一款APP或利用微信小程序，結(jié)合短信平臺，利用互聯(lián)網(wǎng)+技術，就是利用APP或微信小程序?qū)崟r查看安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并可以設置相應的權限。當井下設備運行出現(xiàn)異?；驍?shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，通過移動終端的聲光、震動和短信的形式，來提醒相應權限的管理人員來進行實時預警。權限較高的管理人員還可以遠程對調(diào)度人員和當班安全員進行遠程安排部署，做到井上井下溝通，一有危險可以及時發(fā)現(xiàn)，及時安排處理。

3.2云計算和大數(shù)據(jù)技術的應用

目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲量比較大，只能實現(xiàn)簡單的數(shù)據(jù)分析、邏輯操作，無法對整個數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的分析和評估，也不能實現(xiàn)設備自調(diào)校和設備故障自檢，無法做到智能化重大隱患的預警。未來應該將云計算和大數(shù)據(jù)技術應用到煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)里，實現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分析和評估智能化等，對井下重大隱患進行預警。

4結(jié)語

隨著科學的不斷進步，相信在不久的將來，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)一定能實現(xiàn)真正的智能化，并能融入煤礦安全生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)上。

參考文獻

1孫守輝，李治緯.安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設及未來展望［J］.山東煤炭科技，2018，11：88-89，92.

2王世雅，高文靜.推進安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造［N］.中國煤炭報，2018-11-20（2）.

3國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2016.

作者：黃淮彩 單位：福建煤電股份有限公司