煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)展望

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摘要：隨著國(guó)家對(duì)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(biāo)之一。對(duì)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級(jí)的設(shè)計(jì)及智能化建設(shè)展望進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控；融合升級(jí)；智能建設(shè)

引言

根據(jù)國(guó)家煤礦安監(jiān)局印發(fā)的《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號(hào)）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(hù)使用指導(dǎo)意見(jiàn)（修訂）》（閩煤安監(jiān)綜合〔2018〕1號(hào)）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(shè)和管理等工作發(fā)揮出較好的保障和促進(jìn)作用，全省所有煤礦（含新建、改擴(kuò)建礦井）必須建設(shè)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(shè)，必須符合新《煤礦安全規(guī)程》和國(guó)家、福建省《指導(dǎo)意見(jiàn)（修訂）》的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定的要求。通過(guò)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)和各級(jí)煤礦行業(yè)管理部門(mén)可以有效、靈活地開(kāi)展煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管和遠(yuǎn)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(jí)是必要的。

1翠屏山煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)融合升級(jí)前存在的問(wèn)題

（1）該礦升級(jí)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(yīng)急廣播系統(tǒng)，形成信息孤島，各個(gè)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的。三套系統(tǒng)需三套設(shè)備和三套備機(jī)，故障率比較高，維護(hù)量比較大。（2）升級(jí)前的系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)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(bào)警。模擬信號(hào)容易受到傳輸線路的干擾，且模擬信號(hào)傳輸不能復(fù)用。每個(gè)傳感器必須通過(guò)一條獨(dú)立電纜與分站進(jìn)行信號(hào)傳輸，井下各個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)布線，無(wú)系統(tǒng)融合功能，重復(fù)敷設(shè)電纜，不能實(shí)現(xiàn)電纜的共享，布線量大。（3）功能不完善，不能進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

2翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級(jí)設(shè)計(jì)及其優(yōu)缺點(diǎn)

2.1翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級(jí)設(shè)計(jì)的介紹

升級(jí)后的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化傳輸，具有自診斷、預(yù)警功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)融合，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備具備抗干擾能力，使數(shù)據(jù)更加具有實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性、擴(kuò)容接入能力、防護(hù)等級(jí)、數(shù)字化、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，運(yùn)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(shè)計(jì)研究院有限公司工程師及翠屏山煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理員，于2019年7月份開(kāi)始對(duì)翠屏山煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)融合升級(jí)進(jìn)行實(shí)地勘察和方案的設(shè)計(jì)。并向福建煤電股份有限公司提出升級(jí)改造一體化論證，積極響應(yīng)福建省煤監(jiān)局安全監(jiān)控升級(jí)改造的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展升級(jí)改造方案的設(shè)計(jì)。KJ90X安全監(jiān)控新系統(tǒng)是中煤科工集團(tuán)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(chǎng)總線通信架構(gòu)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(jìn)行傳輸，傳感器到區(qū)域控制器數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸，設(shè)計(jì)傳感器使用RS485總線傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸采用CRC16校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?duì)傳感器類(lèi)型自動(dòng)識(shí)別，可自動(dòng)與中心站軟件定義傳感器類(lèi)型進(jìn)行匹配比對(duì)，不匹配時(shí)進(jìn)行提示，防止傳感器錯(cuò)接引起誤報(bào)。另外，還可以對(duì)傳感器預(yù)熱、調(diào)校、自檢、故障等狀態(tài)進(jìn)行識(shí)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(gòu)如圖1所示）。通過(guò)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(shí)現(xiàn)融合聯(lián)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)參數(shù)還可以進(jìn)行設(shè)置。在瓦斯超限、火災(zāi)、斷電等需要立即撤人的緊急情況下，可自動(dòng)與應(yīng)急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。聯(lián)動(dòng)控制程序提供給用戶應(yīng)急預(yù)案的管理功能，并在后臺(tái)自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)案等相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。當(dāng)某個(gè)預(yù)案條件滿足觸發(fā)時(shí)，會(huì)自動(dòng)提醒用戶是否執(zhí)行聯(lián)動(dòng)控制，并發(fā)出聲光報(bào)警通知危險(xiǎn)區(qū)域人員撤出。當(dāng)用戶確認(rèn)執(zhí)行時(shí)，聯(lián)動(dòng)控制程序根據(jù)預(yù)案執(zhí)行聯(lián)動(dòng)，也可以通過(guò)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(jí)后的優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)與原來(lái)模擬信號(hào)的KJ90安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行比較，KJ90X安全監(jiān)控新系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是線路敷設(shè)比較清楚，便于查找和維護(hù)；每臺(tái)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(qiáng)準(zhǔn)確性高、數(shù)據(jù)更新也比較實(shí)時(shí)；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(shí)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(jìn)行系統(tǒng)的融合，井下系統(tǒng)雖然三個(gè)系統(tǒng)都接入?yún)^(qū)域控制器來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，但未能實(shí)現(xiàn)井下的融合。

3煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)展望

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

3.1利用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)實(shí)時(shí)預(yù)警

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)融合，但是只是地面的融合，井下各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備仍獨(dú)立工作，并未實(shí)現(xiàn)集中融合，未來(lái)可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。未來(lái)可以開(kāi)發(fā)一款A(yù)PP或利用微信小程序，結(jié)合短信平臺(tái)，利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，就是利用APP或微信小程序?qū)崟r(shí)查看安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并可以設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限。當(dāng)井下設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常或數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，通過(guò)移動(dòng)終端的聲光、震動(dòng)和短信的形式，來(lái)提醒相應(yīng)權(quán)限的管理人員來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。權(quán)限較高的管理人員還可以遠(yuǎn)程對(duì)調(diào)度人員和當(dāng)班安全員進(jìn)行遠(yuǎn)程安排部署，做到井上井下溝通，一有危險(xiǎn)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)安排處理。

3.2云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量比較大，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析、邏輯操作，無(wú)法對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析和評(píng)估，也不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備自調(diào)校和設(shè)備故障自檢，無(wú)法做到智能化重大隱患的預(yù)警。未來(lái)應(yīng)該將云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)里，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分析和評(píng)估智能化等，對(duì)井下重大隱患進(jìn)行預(yù)警。

4結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，相信在不久的將來(lái)，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)一定能實(shí)現(xiàn)真正的智能化，并能融入煤礦安全生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)上。

參考文獻(xiàn)

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

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

3國(guó)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