李在閣 劉琛琛 趙 斌

(棗莊礦業(yè)集團田陳煤礦通防科，山東 棗莊 277523)

煤礦井下是一個特殊的工作環(huán)境，有易燃易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體，具有潮濕、淋水、礦塵大、電網(wǎng)電壓波動大、電磁干擾嚴重、空間狹小、監(jiān)控距離遠等特點。礦井監(jiān)控系統(tǒng)與一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)相比具有電氣防爆、傳輸距離遠、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宜采用樹形結(jié)構(gòu)、監(jiān)控對象變化緩慢、電網(wǎng)電壓波動大、電磁干擾嚴重、工作環(huán)境惡劣、傳感器( 或執(zhí)行機構(gòu))宜采用遠程供電、不宜采用中繼器等特點。為了促進安全監(jiān)測監(jiān)控新技術(shù)新裝備的推廣應(yīng)用，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)性能和安全可靠性，適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)的需要，促進安全監(jiān)測監(jiān)控多元融合和信息共享，提高煤礦安全預(yù)測預(yù)警水平，實現(xiàn)安全監(jiān)測監(jiān)控信息的深度分析和綜合利用，支持安全監(jiān)管監(jiān)察，促進煤礦企業(yè)合理有效使用安全監(jiān)控系統(tǒng)，充分發(fā)揮安全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的重要作用，提升井下日常安全生產(chǎn)技術(shù)保障水平，國家煤礦安監(jiān)局下發(fā)了《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號），明確要求了安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造內(nèi)容。

1 安全監(jiān)控系統(tǒng)概況

田陳煤礦原使用中煤科工集團重慶研究院生產(chǎn)的KJ90NB型安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，于2001年4月安裝運行，在2005年6月、2007年12月、2009年11月及2016年5月分別進行了技術(shù)升級改造，系統(tǒng)一直運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠。

監(jiān)控中心站設(shè)于礦調(diào)度室內(nèi)，配備主備機、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)避雷器、系統(tǒng)避雷器、接地裝置及穩(wěn)壓備用電源、錄音電話、打印機、KJ90-2008監(jiān)控中心軟件、WIN 2003 SERVER操作系統(tǒng)、SEQ SERVER2005數(shù)據(jù)庫、KJ90NB雙機熱備軟件、360殺毒軟件、網(wǎng)絡(luò)防火墻。通過局域網(wǎng)以網(wǎng)頁形式同時對外發(fā)布數(shù)據(jù)。

KJ90NB型安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)基本滿足《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）頒布之前的相關(guān)安監(jiān)標準，但隨著國家安監(jiān)標準的提高，煤礦安全監(jiān)管水平的不斷提升，在煤礦安全生產(chǎn)、安全監(jiān)控系統(tǒng)運行中逐步暴露出一些問題與《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）要求有較大差距。

2 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級內(nèi)容

2.1 傳輸數(shù)字化

原使用的監(jiān)控分站至模擬量傳感器的傳輸方式為頻率傳輸，需升級系統(tǒng)軟件和現(xiàn)有傳感器后達到數(shù)字傳輸要求。

2.2 增強抗電磁干擾能力

KJ90NB安全監(jiān)控系統(tǒng)需升級至KJ90X取得抗干擾認證，符合升級改造要求。廠家可提供礦用產(chǎn)品檢測檢驗機構(gòu)出具的抗電磁干擾能力檢測報告。

2.3 推廣應(yīng)用先進傳感技術(shù)及裝備

目前采用的架構(gòu)為傳感器→分站→交換機→中心站3層網(wǎng)絡(luò)層級，在用設(shè)備符合上述要求，本次升級改造推廣使用激光傳感器、多參數(shù)傳感器，新增了相應(yīng)傳感器的數(shù)量。

2.4 提升傳感器的防護等級

將采、掘面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o等級由IP54提升到IP65，其他傳感器優(yōu)先選用防護等級達到IP65的傳感器。

2.5 完善報警、斷電等控制功能

系統(tǒng)實現(xiàn)分級報警，推行邏輯報警，完善就地斷電功能，提高斷電的可靠性，并加強饋電狀態(tài)監(jiān)測。

2.6 支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合

監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、應(yīng)急廣播等系統(tǒng)各廠家共同配合，對各自系統(tǒng)軟件進行統(tǒng)一協(xié)議，開放數(shù)據(jù)庫接口，實現(xiàn)地面融合。

2.7 增加自診斷、自評估功能

實現(xiàn)系統(tǒng)自動判斷傳感器是否漏裝的檢測報警功能，具備定期未標校提醒功能，完善對控制器的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測功能。

2.8 加強數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

使安全監(jiān)控系統(tǒng)具有大數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用功能。

2.9 提升系統(tǒng)性能指標要求

更換部分監(jiān)控相關(guān)設(shè)備備用電源能維持斷電后正常供電時間由2h提升到4h。

2.10 增加加密存儲要求

安全監(jiān)控系統(tǒng)采用算法對數(shù)據(jù)庫加密，滿足《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）要求，數(shù)據(jù)無法被破解篡改，符合要求。

2.11 方便用戶使用、維護、培訓(xùn)

軟件界面更加友好，方便調(diào)用，強化幫助功能。

3 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造過程

（1）2017年底，與廠家聯(lián)系對原用的安全監(jiān)控系統(tǒng)進行評估，準確把握監(jiān)控系統(tǒng)升級的標準、規(guī)范、技術(shù)要求內(nèi)容，制定了《安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造實施方案》，并通過集團公司審查。

（2）為推動安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作的落實，礦成立了以礦長、總工程師為組長的領(lǐng)導(dǎo)小組，成員由各生產(chǎn)專業(yè)主要領(lǐng)導(dǎo)組成，通防科負責具體安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造項目的落實、實施。

（3）2018年初，上報監(jiān)控系統(tǒng)升級改造招標計劃，購置了網(wǎng)絡(luò)交換機、監(jiān)控分站及激光甲烷傳感器等各類設(shè)備。

（4）2018年8月設(shè)備到貨后，制定了《安全監(jiān)控系統(tǒng)升級期間運行安全措施》，安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造期間，分區(qū)域?qū)嵤?，系統(tǒng)正常運行，同時由現(xiàn)場瓦檢員和安監(jiān)員加強現(xiàn)場安全監(jiān)測管理，保障升級改造工作順利進行。

（5）參照工作方案，分別按照七二采區(qū)、七一采區(qū)、北五采區(qū)、北三采區(qū)、地面設(shè)備的順序，將各采區(qū)升級所需的監(jiān)測設(shè)備運送到位，將分站更換為滿足數(shù)字化傳輸?shù)目偩€型分站，然后將所有模擬量傳感器更換為數(shù)字型傳感器，并更改接線方式，使傳輸信號正常上傳，對監(jiān)控分站和傳感器進行調(diào)試，待信號穩(wěn)定后，完成該采區(qū)升級改造。

（6）2018年9月底，完成全礦井的監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作，實現(xiàn)系統(tǒng)整體上傳。

4 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造效果

（1）監(jiān)控設(shè)備抗干擾達到國家標準，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平, 有效避免井下復(fù)雜使用環(huán)境對設(shè)備穩(wěn)定運行的影響。

（2）傳感器的防護等級由IP54提升至IP65，可以抵御礦塵、淋水等對設(shè)備性能的影響。

（3）升級后實現(xiàn)分級響應(yīng)，系統(tǒng)具有分級報警功能，根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮?、瓦斯超限持續(xù)時間、瓦斯超限范圍等設(shè)置不同的報警級別，實施分級響應(yīng)；實行邏輯報警，根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等的內(nèi)在邏輯關(guān)系，實施邏輯報警。

（4）升級后對監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、應(yīng)急廣播等系統(tǒng)各廠家共同配合進行統(tǒng)一協(xié)議，開放數(shù)據(jù)庫接口，該礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)已具備地面融合的條件。

（5）安全監(jiān)控系統(tǒng)分站至中心站系統(tǒng)應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，實現(xiàn)系統(tǒng)主傳輸環(huán)網(wǎng)連接。

（6）環(huán)網(wǎng)交換機、分站備用電源達到4h以上的要求。

（7）升級后的安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密能夠滿足要求，數(shù)據(jù)無法被破解篡改。

（8）升級改造后軟件界面友好，方便調(diào)用，強化幫助功能強大，各功能操作的實用性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、方便調(diào)用等各項性能均能符合要求。

5 結(jié)論

通過升級、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化傳輸，實現(xiàn)全面抗干擾，系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠。田陳煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造完成后能夠完全滿足《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）文件的要求。