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        南關(guān)礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)改造技術(shù)方案

        2019-06-06 02:39:44裴小剛
        山東煤炭科技 2019年5期
        關(guān)鍵詞:南關(guān)環(huán)網(wǎng)分站

        裴小剛

        (山西汾西礦業(yè)南關(guān)煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西 晉中 031304)

        1 概述

        南關(guān)礦是山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)規(guī)模較大且生產(chǎn)工藝先進(jìn)的一個(gè)生產(chǎn)單位,井田面積293km2,地質(zhì)儲(chǔ)量7770萬t,設(shè)計(jì)開采能力140萬t/a。南關(guān)礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)于其生產(chǎn)工藝還比較落后,嚴(yán)重影響其生產(chǎn)安全,威脅煤礦工人的生命安全。在分析南關(guān)礦現(xiàn)有安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出改造原則以及改造方案。

        2 現(xiàn)有安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

        2.1 環(huán)網(wǎng)

        南關(guān)煤業(yè)目前采用KJ95N安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),系統(tǒng)傳輸方式采用電纜傳輸,由于開采的年限長、采面多,因此根據(jù)煤安規(guī)程的要求安裝了較多的分站,由于采區(qū)比較分散,因此傳輸線路布置比較長,給系統(tǒng)的維護(hù)帶來了不便也影響了系統(tǒng)的抗干擾性[1-2]。同時(shí),系統(tǒng)采用巡檢的方式采集數(shù)據(jù),當(dāng)分站數(shù)量比較多的時(shí)候,巡檢時(shí)間也相應(yīng)地增加,雖然滿足了AQ的標(biāo)準(zhǔn),但是影響了系統(tǒng)反應(yīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的速率以及斷電的時(shí)間。作為一個(gè)現(xiàn)代化的大型礦井,為提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性及實(shí)時(shí)性,必須對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸通道進(jìn)行改造,來滿足煤礦安全高效生產(chǎn)的要求[3]。

        2.2 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

        南關(guān)煤礦2008年安裝并使用天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司的組件版KJ95N安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),于2012年1月底升級(jí)成NET版KJ95N安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)備主要布置在精煤筒倉頂、原煤倉頂、皮帶走廊、風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、主副斜井、行人斜井、回風(fēng)斜井、井下變電所、水倉、避難硐室、瓦斯抽放泵站、注氮泵站、采掘工作面、開拓工作面等場所,目前運(yùn)行情況基本穩(wěn)定。該系統(tǒng)的設(shè)備安裝情況如下:

        (1)監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)及服務(wù)器:3臺(tái)服務(wù)器主控機(jī)配置,CPU為X5670 3.07GHz;內(nèi)存為8GB;硬盤容量為300G;網(wǎng)卡數(shù)量:集成四口千兆以太網(wǎng)卡;顯卡為G200ev。

        (2)分站及電源:共44套,地面5套,公共區(qū)域5套,一采區(qū)4套,三采區(qū)30套。

        (3)傳感器:用于檢測(cè)溫度、煙霧、瓦斯等外部環(huán)境的傳感器多套。

        2.3 人員定位系統(tǒng)

        南關(guān)煤業(yè)于2010年5月安裝投入由太原海斯特公司研制的KJ291B型人員定位管理系統(tǒng),設(shè)備通過線纜與地面上位機(jī)通信,目前系統(tǒng)運(yùn)行正常。經(jīng)過調(diào)研溝通得知,具備與第三方廠家系統(tǒng)的融合聯(lián)動(dòng)功能,能按照第三方廠家的要求提供數(shù)據(jù)接口、通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)字典,融合后可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員定位分站的報(bào)警聯(lián)動(dòng)和人員定位卡的報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能。

        2.4 應(yīng)急IP廣播系統(tǒng)

        南關(guān)煤業(yè)于2012年8月,安裝投入由徐州江煤科技公司研制的KT183型應(yīng)急IP廣播系統(tǒng)一套,設(shè)備通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)與地面上位機(jī)通信,目前系統(tǒng)運(yùn)行正常。經(jīng)過調(diào)研溝通得知,具備與第三方廠家系統(tǒng)的融合聯(lián)動(dòng)功能,能按照第三方廠家的要求提供傳輸接口、通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)字典,融合后可實(shí)現(xiàn)對(duì)井下廣播主機(jī)及終端的應(yīng)急語音播放功能[4-5]。

        3 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)改造方案

        3.1 改造原則

        本次改造的原則以保證穩(wěn)定、安全、可靠為前提,以高水平、高質(zhì)量為目標(biāo),對(duì)南關(guān)礦現(xiàn)有安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造。

        3.2 改造后的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)

        3.2.1 系統(tǒng)簡介

        系統(tǒng)基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線通信架構(gòu),結(jié)合現(xiàn)有的礦井環(huán)網(wǎng),采用TCP/IP技術(shù)、無線傳輸技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)方案對(duì)南關(guān)礦進(jìn)行改造。改造后的南關(guān)礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能夠保證其安全、穩(wěn)定,保證安全生產(chǎn),保證工人生命安全。

        3.2.2 系統(tǒng)組成

        改造后的南關(guān)礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線架構(gòu),由監(jiān)控系統(tǒng)主備機(jī)、多系統(tǒng)融合服務(wù)器、交換機(jī)、監(jiān)控分站、傳感器、執(zhí)行器、電源等組成,如圖1所示。改造后的南關(guān)礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的功能:

        (1)傳感器以及監(jiān)控主機(jī)有分級(jí)報(bào)警功能;

        (2)具有自定義報(bào)表功能,可根據(jù)實(shí)際情況靈活定義報(bào)表;

        (3)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能;

        (4)具有數(shù)據(jù)加/解密功能;

        (5)具有電源管理功能,實(shí)現(xiàn)智能電源實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和管理;

        (6)采用B/S模式,具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁瀏覽和圖形瀏覽功能;

        (7)可實(shí)現(xiàn)與人員定位、應(yīng)急廣播、視頻的聯(lián)動(dòng)功能;

        (8)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境及設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳。

        改造后的南關(guān)礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)如表1所示。

        圖1 改造后的南關(guān)礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)組成

        表1 系統(tǒng)性能指標(biāo)

        3.2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        改造后的南關(guān)礦井下已建成百兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),但目前該環(huán)網(wǎng)已接入工業(yè)視頻系統(tǒng),嚴(yán)禁安全監(jiān)控系統(tǒng)與圖像監(jiān)視系統(tǒng)共用同一芯光纖規(guī)定,需在井下單獨(dú)建立監(jiān)控系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò);根據(jù)該次煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造方案要求,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合功能,根據(jù)該礦實(shí)際情況本方案將采用地面融合方式實(shí)現(xiàn);目前南關(guān)礦已建成人員定位、應(yīng)急廣播及視頻監(jiān)測(cè)等系統(tǒng),為提高煤礦安全,進(jìn)一步提高煤礦大數(shù)據(jù)利用,要求升級(jí)改造必須具有人員定位、應(yīng)急廣播及視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能。

        4 結(jié)語

        改造后的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合以太網(wǎng)、傳感器網(wǎng)以及光纖傳輸?shù)燃夹g(shù),符合未來安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。該系統(tǒng)的井下工業(yè)性試驗(yàn)證明,改造設(shè)計(jì)方案安全、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性好。

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