礦山安全生產綜合調度監控系統的設計和應用

唐明光

(中煤科工集團南京設計研究院， 江蘇南京 210031)

礦山安全生產綜合調度監控系統的設計和應用

唐明光

(中煤科工集團南京設計研究院， 江蘇南京 210031)

礦山安全生產綜合調度監控系統是在運用高速發展的以太網網絡技術的基礎上建成的一套技術先進、實用性強，適于長期發展的在國內具有先進水平的監測監控系統。多個礦山的生產應用結果表明:該系統解決了礦山井上下安全監測監控、生產環境檢測、工業保安監控、安全生產指揮等方面的問題。同時實現了信息共享，使礦山調度室、各二級調度室、礦領導及業務科室、局域網內的有權用戶甚至internet有權用戶都能實時獲得所有監測監控信息，并在礦山調度室通過大屏幕直觀顯示所有安全信息和生產動態，為保障礦井安全生產提供了技術支撐。

礦山;安全生產;綜合調度;在線監控

1 礦山綜合調度監控系統組成

礦山安全生產綜合調度監控系統由安全監控系統、工業電視系統、大屏幕顯示系統、調度機系統組成(見圖1)。系統根據企業安全生產實際需求及各職能科室管理方式劃分為調度監測、安全生產、管理技術和決策分析4個模塊，同時提供統一的信息門戶以方便用戶進行綜合數據查詢，系統性能穩定、信息量豐富、圖形直觀、動感強，功能強大。

圖1 綜合調度監控系統

在棗莊礦業集團蔣莊煤礦的設計實例中，安全監控系統共設有分站17臺(最大64個)，測點240多個，每個分站可以掛接8個模擬量，20個開關量、2個標準RS485智能接口，系統最大巡檢周期為12.8 s，中心站到分站傳輸距離≦20 km，差分同步二相碼無極性傳輸，系統采用雙機熱備自動切換，具有變值變態記錄、函數運算、智能傳感器、切支技術、異地斷電、加電控制、閉鎖控制、瓦斯抽放、核子秤計量、供電監測、排水自動監控綜合保護等先進技術性能，各種傳感器測量精度高，穩定性好，并通過網絡傳輸數據。

工業電視系統共有攝像儀16臺，全部采用低照度微光攝像技術(≦0.005 LUX)，主要地點采用全方位、全天候一體化、三可變、高清晰度攝像儀，并可以通過網絡或控制鍵盤對攝像儀進行控制，所有圖像都經過網絡和閉路電視系統傳輸，實現資源共享。

大屏幕顯示系統采用2塊120英寸DNP高清晰度背投屏組成背投幕，4臺ASK投影機，每2臺為1組交替運行，采用雙反射鏡二次反射技術。大屏控制系統采用美國快思聰觸控技術，共有8路RS232端口，6路485/422雙向端口，8路 A/D端口，8路繼電器端口，可以任意編程，實現各種控制(燈光、空調、投影機、音響等)，配有VGR矩陣和視頻16畫面分割器，可以實現VGR和視頻信號的任意切換和16畫面分割，通過多屏卡，可以實現視頻圖像任意跨屏拖動和縮放，可以連接多種信號源，同時驅動多臺顯示器和投影機，分別顯示不同畫面的內容，觸摸屏控制操作簡單。

調度機系統:200門安全柵設計，防雷擊、抗靜電、扛過電壓、過電流。主機及電源全部采用雙機熱備份，保證系統的可靠性。具有數字中繼、環路中繼、2B+D、多媒體功能，具有群呼、集呼、強插、強拆、監聽等多種功能。系統穩定可靠，為礦井安全生產、調度指揮發揮了巨大的作用。

該系統依托局域網，實現了工業電視圖像和監控信息在調度室的實時顯示。通過internet網遠程傳輸可以實現信息共享。具有繪制、修改各種模擬圖形及對各種報表、數據曲線、圖形的分析、查詢功能，還有自我診斷、遠程網絡控制、設備運行狀態及累計時間等功能。

2 系統的創新點和技術特點

(1)將安全監控信息和閉路電視系統實現了二網并一，做到了資源共享。

(2)網絡支持TCP/IP互聯網協議。開放的組態接口，增強了網絡功能和遠程監控自動化。

(3)主控室投影系統實行雙機熱備用，二次反射雙屏方式，提高了系統運行可靠性和圖像清晰度。

(4)對系統軟件實行了高度集成，功能較強、開放性好，易于擴展。

(5)安全監控系統做到了常規傳感器和智能傳感器共用，擴大了控制能力。

3 系統監控手段

(1)通過對井下各工作面的瓦斯監測，有效預防了瓦斯突出、瓦斯爆炸等突發事故的發生，有力地保障了礦井的安全生產。

(2)通過對井下各工作面、機電硐室的溫度監測，有效地預防了火災的發生。

(3)通過對井下各主要巷道的風量、風速監測，使通風系統能夠更加合理的配置風量，有力地保證了安全生產。

(4)對于一氧化碳濃度較高的礦井，通過其濃度的監測，可以為有效預防發火提供可靠依據。

(5)通過對井下水倉水位、抽風機和壓風機開停情況等的監測，為安全生產提供了有力保障。

(6)通過對地面各重要崗位的監控，有效杜絕了礦山物資的流失，促進了礦區穩定。

4 系統實現的主要功能

4.1 調度監測

本部分實現了對人員定位、瓦斯監控、生產監控、皮帶運輸集控系統、視頻監控、原煤計量、選煤廠自動化系統、軌道衡系統、調度通信系統、地磅計量、原煤質量檢測系統、電力監控系統、煤礦無線通信系統、礦井電機車運輸監控系統、壓風監控系統、水位水量監控系統、污水處理系統等系統的綜合集成，對各個子系統的數據進行綜合匯總，工作人員可以直觀看到巷道圖上所顯示的各個子系統上的數據，根據這些數據對井下情況進行綜合的分析和下達生產調度指令。

4.2 安全生產

本部分實現了煤礦安全生產、調度值班、跟班上崗、煤炭產量、裝車外運、生產事故、綜合臺帳、各種工業監控系統信號集成、規章措施和安檢通報管理等功能。對于提高煤礦企業的安全生產水平和調度指揮能力，發揮了重要作用。

4.3 管理技術

實現了規章規程管理、圖紙表格管理、地質預測、測量成果、新技術應用、技術革新表彰、科技成果表彰等管理功能。

4.4 決策分析

系統通過分布數據采集，集中傳輸，信息集中融合處理，可以從安全統計、事故分析、設備狀態、生產消耗、管理實效等5個方面進行專家系統分析決策，反饋給決策者進行調度指揮。

5 結束語

該系統有效地利用先進信息網絡和計算機技術，解決了信息化在信息網絡和系統工程中的實際應用難題，使各級生產調度人員可以通過監視遠端傳送上來的現場圖像、語音和環境數據，直觀、準確和及時地了解生產區域實際工況，降低了事故報警處理時間，提高了事故處理決策的及時性和準確性，在礦山、電力、石油、化工、水泥等行業都能廣泛應用，特別是煤炭行業。棗莊礦業集團多個煤礦的應用結果表明，該系統對提高煤礦企業的安全、生產、調度和管理自動化水平起到了重要作用。

［1］ GB50581－2010.煤炭工業礦井監測監控系統裝備配置標準［S］.

［2］ 馬 莉，盧建軍，趙安新，等.煤炭企業網絡化遠程監測、專家診斷及指揮調度系統的研究與設計［J］.煤炭工程，2007，(7):99－102.

［3］ 沈 權，王年松.安全生產信息監控系統在青東煤礦的應用［J］.工礦自動化，2011，(7):108－111.

［4］ 煤炭工業部安全司.礦井安全監控原理與應用［M］.徐州:中國礦業大學出版社，1996.

［5］ 郭宗仁，李 琰.可編程序控制器的應用系統設計及其通信網絡技術［M］.北京:人民郵電出版社，2002.

2011－10－19)

唐明光(1970－)，男，山東臨沂人，高級工程師，主要從事煤礦建設工程總承包方面的工作與研究，Email:tmggcs@163.com。