矿井安全监控系统升级改造与应用

矿井安全监控系统升级改造与应用
赵 永 郑随生
（新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿通风防尘部，山东 泰安 271000）
摘 要 为促进安全监测监控新技术、新装备的推广应用，提高安全监控系统技术性能和安全可靠性，满足煤矿安全生产的需要，对安全监测监控系统进行升级改造。

关键词 煤矿 安全监控系统 升级改造 多网融合
中图分类号 TD76 文献标识码
A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2018.11.027收稿日期
2018-09-20作者简介 赵永（1980-），男，山东泰安人，进修于山东科技大学采矿工程专业，现在泰山能源有限责任公司翟镇煤矿通防防尘部工作。

1 系统概况
翟镇煤矿于2003年安装使用山东淄博瑞安特自动化有限公司生产的KJ76N 安全监控系统，本系统共能容纳128个监测分站，该矿目前所用分站为KJ76N-F 。

监测分站为8端口通用分站，分站端口模拟量和开关量可以端口互换；分站具有开机自检和本机初始化、通信测试功能；分站具有瓦斯超限报警、断电功能；KJ76N 系统能够实时监测瓦斯、风速、负压、一氧化碳、温度、风门、风压、设备开停等。

目前，井下共安装285个测点，其中模拟量195个，开关量90个。

2 KJ76N 安全监控系统存在的问题
（1）传输非数字化。

目前安全监控系统传感器至分站使用频率信号，按照国家煤监局最新要求应使用数字信号。

（2）抗干扰能力差。

目前安全监控系统易受井下特殊环境影响，抗干扰能力较差，出现误报警概率较高。

（3）巡检周期长，传输距离短。

安全监控系统的系统参数指标有待提高，如系统的巡检周期、异地断电时间、工作面甲烷传感器的传输距离等。

（4）现场适应能力差。

安全监测监控系统均为有线传输，受生产环境条件影响，在采掘面等生产空间有限的区域，布线困难，线缆极易受到损坏。

（5）传感器寿命短。

目前安全监控系统配套的甲烷传感器敏感元件多为载体催化原件，使用寿
命有限，测量量程仅为4%，标校周期短，维护管理难度较大。

（6）防护等级低。

目前安全监控系统传感器防护等级为IP54，矿井皮带机头、综采工作面、掘进工作面粉尘浓度较大，喷水除尘、清洗现象普遍，造成传感器故障和数据不准确，传感器的防护等级也亟需提高。

（7）电池续航能力不足。

电源后备电池的续航能力有待提升。

（8）不能多系统融合。

安全监测系统不能实现与人员定位、广播系统等多个系统的融合。

3 安全监控系统升级方案
3.1 升级改造原则
按照煤安监函〔2016〕5号文件的要求制定升级改造方案，结合现状，根据升级改造方案制定计划。

在不影响目前安全监控系统监测、传输和安全生产的基础上，逐个监测地点、工作面、采区进行升级改造。

先按照新标准安装新系统安全监测设备与原系统设备并列运行。

待新系统设备运行正常通过上级部门验收后，再拆除老系统设备。

3.2 安全监控系统升级改造方案
（1）升级地面中心站服务器。

提升系统中心站硬件配置，提高系统处理数据的速度，减少系统卡顿、不稳定的问题。

（2）升级中心站系统软件。

软件升级主要是在现有软件的基础上进行功能升级改造，保留以往的功能，新增加系统分级报警功能、逻辑报警功能、标校提醒网络监测功能、数据加密功能和系统融合接入数据端口功能等。

（3）更换传感器、分站。

现用频率信号传输分站、频率信号传输传感器全部更换为数字信号传
（下转第68页）
输分站、数字信号传输传感器。

（4）监控环网的改造。

将监控分站的百兆光信号接入，并通过千兆环网进行系统传输，并上传至监控中心。

（5）多系统融合。

系统融合后，能够实现各子系统之间的应急联动，安全监控系统将报警数据进行正常存储、报警及分析，一旦达到应急联动要求，立即产生联动文件。

由人员定位系统厂家、语音广播系统厂家读取报警信息，相应地做出紧急呼叫及语音广播任务。

（6）系统测试。

重点对系统的稳定性、可靠性和功能进行全面测试。

4 结论
目前翟镇煤矿KJ76X 安全监控系统地面机房主机服务器及井下各类监控设备已安装调试完毕。

新系统在具备老系统所有功能的基础上，传感器传输
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（4）各单位要制定系统升级改造期间的安全技术措施，确保监控到位。

5 监控系统升级改造进展
5.1 升级进展完成情况
目前安全监控系统正在与人员定位、应急广播、调度通信等系统的厂家联系，但因跨部门协调，需各厂家公司提供数据资料，目前正在积极地开展多网融合的准备工作，预计10月底完成。

5.2 存在问题
（1）多网融合工作，因厂家不同，数据传输接口不能对接，影响进展，
（2）多系统验收、评估因没有正式的规范依据，没有进行。

（3）新软件功能扩展比较大，技术人员、值班员掌握不全面，操作不熟练，出现问题时应急处置能力不足。

5.3 下一步措施
（1）积极联系和沟通不同系统的厂家，进一
步开放系统数据格式和通信协议，达到无障碍融合。

（2）加强对监控系统管理人员及安全监测工、系统值班员的培训，熟练掌握相关知识，及时处理系统运行中出现的常见问题，保障系统的正常运行。

（3）通过技术升级，提升传感器的环境适应性，降低水分、粉尘及操作不当等对传感器运行稳定性的影响，利用监测数据预测、预警及决策，提高应急处置的及时性和准确性。

6 结语
结合煤矿实际应用和国家煤矿安全监察局对煤矿安全监控系统升级改造的要求，重点介绍了滨湖煤矿升级改造情况及系统存在的问题。

经现场应用验证，系统运行稳定、可靠，能够满足各类规程、标准及升级要求，能够较好地保证煤矿开采的安全性。

因此，各矿都应及时对安全监测监控系统进行升级改造，确保监控系统的稳定正常运行,为矿井的安全生产保驾护航。

采用数字传输，实现了一条四芯通讯线缆最多可带
12台传感器，单个传感器传输最大距离为3km ，均是老系统的2倍。

所有传感器防护等级均达到IP65要求，淋水地点能够正常使用。

系统具有分级控制功能，可自由设置多级报警，由用户根据现场需要进行设置。

同时实现了区域断电设置功能，用户可根据需要对控制区域进行关联设置，当出现异常时，根据设置对关联区域进行快速断电。

多网融合可显示监控系统、定位系统及广播分站的实时数据，以及监控系统历史数据查询、定位系统轨迹查询等功能。

应急联动实现了与人员定位系统及语音广播、调度通讯系统的应急联动与控制。

当安全监控系统监测到井下传感器数值达到触发逻辑报警的条件，或是根据大数据预测火灾及瓦斯涌出报警时，主动向人员定位系统推送报警信息及联动控制信息，以实现预警区域人员定位系统报警信息传送及语音广播系统的应急广播功能，并在调度台电脑联动软件中提示出报警信息,由调度台进行应急呼叫。