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        紅嶺礦監(jiān)控升級改造分析

        2020-03-17 09:37:34劉智力
        關(guān)鍵詞:監(jiān)控系統(tǒng)

        劉智力

        【摘 要】為了實現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化,逐一對紅嶺礦原有舊監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、傳感器等組成分析,得出了舊監(jiān)控系統(tǒng)不具備分級報警、多網(wǎng)融合等功能,通過統(tǒng)籌統(tǒng)籌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)軟件更新、高技術(shù)指標(biāo)硬件設(shè)備三方面,可以實現(xiàn)礦井舊監(jiān)控系統(tǒng)的全面升級改造,進(jìn)而可以保證礦井實現(xiàn)分級報警、多網(wǎng)融合等功能,實現(xiàn)安全高效生產(chǎn),為相似條件礦井提供了有效經(jīng)驗。

        【關(guān)鍵詞】監(jiān)控系統(tǒng);分級報警;多網(wǎng)融合;改造升級;

        1礦井監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

        1.1工作面概況

        目前紅嶺煤礦開拓區(qū)域為17采區(qū),其中-445m回風(fēng)大巷剩余工程量87m,-445m膠帶大巷剩余工程量為250m。系統(tǒng)形成后,布置首采面底抽巷。

        1.2監(jiān)控系統(tǒng)概況

        紅嶺煤礦現(xiàn)安裝有北京仙島新技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的KJ66NB型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)一套,監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在調(diào)度室,從主副井鋪設(shè)兩趟光纜進(jìn)入井下形成環(huán)網(wǎng),地面安裝一臺交換機(jī),-140大巷安裝一臺交換機(jī),二平巷安裝兩臺交換機(jī),共計4臺交換機(jī)。

        2礦井原監(jiān)控系統(tǒng)缺陷分析及升級改造方案

        2.1原監(jiān)控系統(tǒng)缺陷分析

        依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》2016修訂版及《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)》的相關(guān)要求對紅嶺煤礦現(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)以下幾個方面與規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)不符:

        系統(tǒng)巡檢周期大于20s。各類傳感器與分站采用頻率或電流信號傳輸數(shù)據(jù),應(yīng)該更換為數(shù)字傳感器,實現(xiàn)數(shù)字化傳輸。過抗電磁干擾差,系統(tǒng)存在誤報警、誤斷電現(xiàn)象。

        安全監(jiān)控系統(tǒng)無應(yīng)急聯(lián)動功能,在瓦斯超限、斷電等需要立即撤人的緊急情況下,不能自動與應(yīng)急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動。

        監(jiān)控系統(tǒng)軟件未實現(xiàn)分級報警,系統(tǒng)未實現(xiàn)分級報警,不能根據(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)。

        目前使用電源不具備電源信息管理及抗干擾功能。

        采掘面使用的傳感器防護(hù)等級較低,采掘面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o(hù)等級為IP54,需提升到IP65。

        2.2 監(jiān)控系統(tǒng)升級改造方案

        為實現(xiàn)模擬量傳感器至分站數(shù)字化傳輸;采掘工作面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o(hù)等級由IP54提升到IP65;系統(tǒng)主傳輸提升為千兆以太環(huán)網(wǎng);完善報警、斷電等控制功能;數(shù)據(jù)存儲采用RSA加密算法,防止數(shù)據(jù)被破解篡改;備用電源斷電后正常供電時間提升到4h,雙機(jī)熱備實現(xiàn)自動切換;升級監(jiān)控系統(tǒng)軟件,完善監(jiān)控系統(tǒng)軟件的自診斷、自評估功能、分級報警、斷電控制、雙機(jī)熱備份等功能。依托4臺千兆核心環(huán)網(wǎng)交換機(jī)通過光纜傳輸形成一個千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)傳輸平臺;共更換IP65防護(hù)等級的監(jiān)控分站共計40臺。

        3 礦井監(jiān)控系統(tǒng)改造方案實施概況及結(jié)果分析

        3.1 監(jiān)控系統(tǒng)升級改造方案實施概況

        本次改造方案監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的分布式處理模式,充分發(fā)揮各部分設(shè)備的性能優(yōu)勢,結(jié)構(gòu)簡潔,可操作性強(qiáng),便于系統(tǒng)的日常維護(hù)及管理。系統(tǒng)主干連接為樹型結(jié)構(gòu),安裝擴(kuò)展簡單。

        A.網(wǎng)絡(luò)終端完成系統(tǒng)監(jiān)測信息異地實時共享,將以文本或圖形方式顯示安全生產(chǎn)信息,支持查詢各類報表數(shù)據(jù)顯示。

        B.智能監(jiān)控分站負(fù)責(zé)對所監(jiān)測的傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、分類顯示、報警、斷電控制、與地面監(jiān)控中心站的數(shù)據(jù)通訊、所接傳感器的集中供電等;

        C.各類模擬量、開關(guān)量傳感器及斷電控制器等設(shè)備負(fù)責(zé)對各監(jiān)測點的物理數(shù)據(jù)采集、就地顯示、超限報警、信號傳輸、對監(jiān)控分站控制指令的執(zhí)行等。

        3.2 監(jiān)控系統(tǒng)改造方案實施結(jié)果分析

        1分級報警功能

        根據(jù)甲烷濃度大小、甲烷超限持續(xù)時間、甲烷超限范圍等,可以實現(xiàn)不同報警級別、實施分級響應(yīng),且報警級數(shù)應(yīng)不低于四級。

        (1)Ⅳ級:礦井根據(jù)監(jiān)控重點,設(shè)定監(jiān)控區(qū)域甲烷傳感器的預(yù)警、斷電值,但甲烷傳感器實時數(shù)據(jù)不超過《煤礦安全規(guī)程》及AQ 1029-2019標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的報警值。實行藍(lán)色預(yù)警。

        (2)Ⅲ級:報警持續(xù)時間小于10min,且最高甲烷濃度小于1.5%、相繼報警的傳感器臺數(shù)不超過2臺(含2臺),實行黃色報警。

        (3)Ⅱ級:(1)30min>報警持續(xù)時間≥10min,最高甲烷濃度小于1.5%,且一起超限、相繼報警的傳感器臺數(shù)不超過2臺(含2臺);(2)3.0%>甲烷超限濃度≥1.5%,且一起超限、相繼報警的傳感器臺數(shù)不超過2臺(含2臺)。達(dá)到二個條件之一為Ⅱ級。實行橙色報警。

        (4)Ⅰ級:(1)報警持續(xù)時間≥30min;(2)超過2臺以上傳感器相繼報警;(3)甲烷傳感器的甲烷濃度≥3%。達(dá)到三個條件之一為Ⅰ級。實行紅色報警。

        2煤與瓦斯突出等重大風(fēng)險報警

        (1)掘進(jìn)工作面:①掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)分風(fēng)口處風(fēng)向傳感器監(jiān)測到風(fēng)流逆轉(zhuǎn);②掘進(jìn)工作面甲烷傳感器故障,且掘進(jìn)工作面內(nèi)其它甲烷傳感器有1臺及1臺以上甲烷濃度突然升高;③掘進(jìn)工作面內(nèi)有2臺及2臺以上甲烷傳感器甲烷濃度突然升高;④掘進(jìn)工作面風(fēng)速傳感器超上限報警。出現(xiàn)以上情況之一,系統(tǒng)發(fā)出煤與瓦斯突出報警。

        (2)采煤工作面:①采煤工作面進(jìn)風(fēng)風(fēng)向傳感器監(jiān)測到風(fēng)流逆轉(zhuǎn);②風(fēng)速傳感器超上限報警;③工作面或回風(fēng)隅角處甲烷傳感器故障,且該工作面內(nèi)其它任一甲烷傳感器的甲烷濃度突然升高;④工作面內(nèi)有2臺及2臺以上甲烷傳感器甲烷濃度突然升高。出現(xiàn)以上情況之一,系統(tǒng)發(fā)出煤與瓦斯突出報警。

        4 結(jié)論

        1通過實地查看及對比資料,有總站到分站等逐一分析礦井原有監(jiān)控系統(tǒng),得出了原有礦井監(jiān)控系統(tǒng)不具備分級報警、不能實現(xiàn)融合等缺陷;

        2井下監(jiān)控系統(tǒng)在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了針對性的改造升級,主要是采用更換高技術(shù)指標(biāo)設(shè)備及傳感器實現(xiàn)了分級報警功能。

        3統(tǒng)籌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)軟件更新、高技術(shù)指標(biāo)硬件設(shè)備三方面,可以實現(xiàn)礦井舊監(jiān)控系統(tǒng)的全面升級改造,進(jìn)而可以保證礦井實現(xiàn)分級報警、多網(wǎng)融合等功能,實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]河南省煤田地質(zhì)局. 安陽鑫龍煤業(yè)(集團(tuán))紅嶺煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井生產(chǎn)地質(zhì)報告[R].鄭州,2014

        [2]紅嶺煤業(yè)監(jiān)控中心. 安陽鑫龍煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司紅嶺煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案[R].安陽,2017

        [3]國家安監(jiān)總局. 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案 . 北京

        (作者單位:安陽鑫龍煤業(yè)(集團(tuán))紅嶺煤業(yè)有限責(zé)任公司 監(jiān)控中心)

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