洪繼坤 姜 濤 李 強(qiáng)

（山東能源棗礦集團(tuán)蔣莊煤礦，山東 滕州 277519）

1 礦井簡(jiǎn)介

棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司蔣莊煤礦位于滕州市西崗鎮(zhèn)和微山縣歡城鎮(zhèn)境內(nèi)，核定生產(chǎn)能力275萬(wàn)t/a，礦井為低瓦斯礦井，煤層的自燃傾向性為自燃，通風(fēng)方式為混合式。原裝備的安全監(jiān)控系統(tǒng)為重慶煤科總院生產(chǎn)的KJ90N型，礦井按規(guī)定設(shè)置了專(zhuān)職的安全監(jiān)控系統(tǒng)管理區(qū)隊(duì)，設(shè)區(qū)長(zhǎng)、技術(shù)員各1人，副區(qū)長(zhǎng)2人，系統(tǒng)維護(hù)員1人，并配有專(zhuān)職的安全監(jiān)測(cè)工10人，監(jiān)控中心室值班員5人，人員配備符合規(guī)定，全部經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)部門(mén)培訓(xùn)，持證上崗。

2 升級(jí)前情況

根據(jù)國(guó)家煤礦安監(jiān)局《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)）、《山東煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)》（魯煤監(jiān)技裝〔2017〕70號(hào)）、《山東煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于做好煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造工作的通知》（魯煤監(jiān)技裝〔2018〕24號(hào)）等文件的相關(guān)要求，蔣莊煤礦需要對(duì)在用的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

蔣莊煤礦在用安全監(jiān)控系統(tǒng)，在2009年就已搭建了以工業(yè)環(huán)網(wǎng)為平臺(tái)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，但是在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)恼w流程中，從傳感器至分站之間的傳輸環(huán)節(jié)還是采用的頻率傳輸，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，易受外界環(huán)境干擾，造成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)失真，不能保障準(zhǔn)確性。

監(jiān)控系統(tǒng)軟件、多數(shù)傳感器投入使用較早，軟件功能單一、設(shè)備防護(hù)等級(jí)低、有效傳輸距離近等因素，都是制約監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的不利因素。

3 升級(jí)改造情況

自2017年8月開(kāi)始，蔣莊煤礦積極開(kāi)展調(diào)研，確定升級(jí)方案，共投入300余萬(wàn)元對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，擬建成“管理智能化、操作便捷化、運(yùn)行穩(wěn)定化”的保障礦井安全生產(chǎn)的新型安全監(jiān)控系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)實(shí)施多系統(tǒng)融合，打造高效協(xié)同的礦井綜合安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

為保障安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造工作落實(shí)，蔣莊煤礦成立了工作領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了“三步走”的工作思路。確保升級(jí)改造工作的有序開(kāi)展。

（1）領(lǐng)會(huì)精神，制定工作方案

2017年12月至2018年2月，協(xié)調(diào)原系統(tǒng)生產(chǎn)廠家進(jìn)行詳細(xì)研判，制定了《蔣莊煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造方案》。2018年3月，確定所需的設(shè)備明細(xì)，上報(bào)集團(tuán)公司招標(biāo)采購(gòu)，2018年6月，完成招標(biāo)。

（2）細(xì)化流程，實(shí)施升級(jí)改造

2018年8月對(duì)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。一是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件升級(jí)更換，二是對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的升級(jí)。

通過(guò)對(duì)監(jiān)控主備機(jī)、監(jiān)控分站、各類(lèi)傳感器進(jìn)行升級(jí)更換，以達(dá)到數(shù)字化傳輸、提高抗干擾能力和防護(hù)等級(jí)、系統(tǒng)自診斷的目標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、具備分級(jí)報(bào)警分區(qū)域斷電、多網(wǎng)多系統(tǒng)融合的目標(biāo)。

此次監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)，對(duì)井下及地面25臺(tái)分站、199臺(tái)傳感器進(jìn)行了升級(jí)更換。

監(jiān)控設(shè)備硬件完成升級(jí)后，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)，由之前使用的KJ90N型升級(jí)為KJ90X型。系統(tǒng)升級(jí)后，實(shí)現(xiàn)了終端的可靠性與實(shí)時(shí)性；增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)可遷移性，安全性（防止修改數(shù)據(jù)、支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)）；可實(shí)現(xiàn)在線升級(jí)，維護(hù)更簡(jiǎn)單。

（3）統(tǒng)籌考慮，做好多系統(tǒng)融合

根據(jù)文件要求，為確保系統(tǒng)融合工作的順利進(jìn)行，制定了《蔣莊煤礦多網(wǎng)融合方案》，按要求滿足人員位置監(jiān)測(cè)、調(diào)度通信、應(yīng)急廣播的融合。當(dāng)安全監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到井下出現(xiàn)異常需要立即撤人時(shí)，安全監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)與應(yīng)急廣播、通信聯(lián)絡(luò)、人員位置監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)礦井應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，通過(guò)井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)通知危險(xiǎn)區(qū)域人員撤離，并利用人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雙向緊急呼叫功能，自動(dòng)通知危險(xiǎn)區(qū)域人員進(jìn)行撤離。

4 升級(jí)改造期間技術(shù)保障

為確保系統(tǒng)升級(jí)的安全正常開(kāi)展，2018年7月，提前編制了《蔣莊煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造安全技術(shù)措施》、《安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造期間安全應(yīng)急預(yù)案》，保障礦井安全生產(chǎn)。

（1）更換設(shè)備時(shí)，提前排定好作業(yè)計(jì)劃，停止前，提前做好安排，針對(duì)被停設(shè)備涉及的區(qū)域，采取好人工檢測(cè)措施。

（2）根據(jù)測(cè)點(diǎn)覆蓋的區(qū)域，提前做好瓦檢員巡查線路的調(diào)整，確保巡查路線能夠覆蓋傳感器正常監(jiān)測(cè)區(qū)域。巡查期間，要認(rèn)真檢查好現(xiàn)場(chǎng)氣體情況，每隔3h向監(jiān)控中心室匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)氣體情況，監(jiān)控值班員要實(shí)時(shí)做好記錄。

（3）現(xiàn)場(chǎng)單位的管理人員、跟班人員、放炮員、兼職瓦檢員、流動(dòng)電工等要按標(biāo)準(zhǔn)要求攜帶并使用好甲烷便攜儀，安全監(jiān)控設(shè)備停止運(yùn)行期間，動(dòng)態(tài)做好現(xiàn)場(chǎng)氣體的人工監(jiān)測(cè)。

（4）作業(yè)地點(diǎn)人工監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)氣體時(shí)，應(yīng)遵循下述預(yù)案：巡查人員及現(xiàn)場(chǎng)佩戴便攜儀人員在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)甲烷濃度大于等于1.0%時(shí)，立即通知現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)單位停止現(xiàn)場(chǎng)一切作業(yè)行為，撤出人員，并向礦調(diào)度室匯報(bào)；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)甲烷濃度大于等于1.5%（回風(fēng)側(cè)甲烷濃度大于等于1.0%）時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)單位應(yīng)安排電工切斷工作區(qū)域內(nèi)各類(lèi)非本質(zhì)安全型設(shè)備的電源，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)甲烷濃度下降到1.0%以下時(shí)，方可對(duì)工作區(qū)域送電、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

（5）礦井總回巡查時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)甲烷濃度大于等于0.75%，立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，由礦調(diào)度室組織相關(guān)區(qū)域作業(yè)單位停止現(xiàn)場(chǎng)一切作業(yè)行為，撤出人員。

（6）如更換監(jiān)控設(shè)備時(shí)造成附近作業(yè)地點(diǎn)或附近區(qū)域監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中斷上傳的，應(yīng)及時(shí)調(diào)涉及區(qū)域的瓦檢員或生產(chǎn)單位的兼職瓦檢員，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)氣體異常的，按上述第4條及時(shí)處理。

（7）設(shè)備升級(jí)更換后數(shù)據(jù)傳輸誤差超過(guò)規(guī)定的安全技術(shù)措施：

①安全監(jiān)測(cè)工或瓦斯檢查工每天應(yīng)使用光瓦或便攜儀對(duì)甲烷傳感器進(jìn)行數(shù)值對(duì)比，當(dāng)兩者誤差超過(guò)0.1%時(shí)，要以讀數(shù)較大者為依據(jù)。

② 對(duì)比人為安全監(jiān)測(cè)工時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳感器數(shù)值誤差超過(guò)0.1%的，應(yīng)立即對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)校，使兩者數(shù)值誤差符合要求。對(duì)比人為瓦斯檢查工時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳感器數(shù)值誤差超過(guò)0.1%的，應(yīng)立即向監(jiān)控中心室匯報(bào)數(shù)據(jù)對(duì)比情況，監(jiān)控值班員應(yīng)第一時(shí)間向工區(qū)值班領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)數(shù)據(jù)對(duì)比情況，由工區(qū)值班安排安全監(jiān)測(cè)工在8h內(nèi)對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)校完畢，使兩者數(shù)值誤差符合要求。

③ 當(dāng)傳感器調(diào)校后，數(shù)值誤差仍大于0.1%的，安全監(jiān)測(cè)工應(yīng)立即對(duì)故障傳感器進(jìn)行更換。

5 系統(tǒng)升級(jí)后的新功能應(yīng)用

5.1 系統(tǒng)升級(jí)后的優(yōu)點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了模擬量傳感器至分站之間的數(shù)字傳輸，增強(qiáng)了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在這個(gè)傳輸環(huán)節(jié)上的抗電磁干擾能力，可以滿足以下試驗(yàn)地面設(shè)備3級(jí)靜電抗擾度試驗(yàn)，評(píng)價(jià)等級(jí)為A；2級(jí)電磁輻射抗擾度試驗(yàn)，評(píng)價(jià)等級(jí)為A；2級(jí)脈沖群抗擾度試驗(yàn)，評(píng)價(jià)等級(jí)為A；交流電源端口3級(jí)、直流電源與信號(hào)端口2級(jí)浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)，評(píng)價(jià)等級(jí)為B。

（2）傳感器的防護(hù)等級(jí)由IP54提升到IP65，提升后，減小了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境對(duì)傳感器工作狀態(tài)的影響，避免了因淋水、磕碰造成的傳感器的誤報(bào)警。

（3）投入使用了激光甲烷傳感器、多參數(shù)傳感器等先進(jìn)傳感技術(shù)的設(shè)備。

（4）系統(tǒng)具備的分級(jí)報(bào)警、邏輯報(bào)警、區(qū)域斷電等功能，可以提高監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的智能化水平。

5.2 新功能的日常應(yīng)用

（1）傳感器自適應(yīng)功能的應(yīng)用，在傳感器調(diào)校時(shí)，將傳感器調(diào)至調(diào)校檔后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別傳感器的調(diào)校狀態(tài)，此時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)氣樣對(duì)傳感器調(diào)校造成的數(shù)據(jù)超限情況，系統(tǒng)將不會(huì)記錄為氣體超限情況，不會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警。

（2）遠(yuǎn)程控制分站備用電源測(cè)試的功能應(yīng)用，通過(guò)在系統(tǒng)軟件端手動(dòng)控制分站電源箱的放電，實(shí)現(xiàn)在地面測(cè)試井下分站的備用電源工作狀態(tài)，方便了日常的維護(hù)工作。

5.3 重點(diǎn)完善的新功能

蔣莊煤礦為低瓦斯礦井，氣體超限現(xiàn)象幾乎不存在，充分完善利用好甲烷超限分級(jí)報(bào)警、分區(qū)域報(bào)警、分區(qū)域控制斷電等新功能，將會(huì)為減少傳感器誤報(bào)警影響礦井安全生產(chǎn)的情況提供更有力的保障。