山西長治襄垣七一新發煤業有限公司煤礦安全監控系統

王俊波

前言

隨著技術的進步，礦井工業化、信息化建設的加快，對安全監控系統性能穩定性、可靠性、數據融合和數據智能分析等提出了更高要求。根實現全數字化傳輸，具有自診斷、突出報警功能，能夠實現系統聯動、數據融合，監控系統設備具備抗干擾能力，運行更加穩定可靠。同時《煤礦安全規程》（2016版）對安全監控系統也提出了新的更高要求，提高安全監控系統在安全生產中的作用。

1安全監控系統設計原則

根據國家《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》的要求和七一新發煤業安全監控系統的實際應用狀況，系統本著架構簡單、穩定可靠、低成本、低維護為出發點，以高水準、高質量、高性能價格比為目標，滿足高產高效的現代化礦井，對監測監控等管理信息在全方位的實時監測需求下，重點突出：“利舊換新、資源整合、實用簡便、安全可靠”基本原則，同時要考慮礦井的近、遠期發展，兼顧技術更新和未來發展趨勢進行設計，以減少不必要的重復投資。整體方案設計遵循以下設計原則：

1、整體性原則

安全監控系統升級改造是一個系統性的工程，上至井上的系統主機，下至井下的傳感器、執行器，各個設備在系統內相互配合、協調工作，從而完成系統的功能及指標，同時需要考慮整個礦井的安全類監測系統的數據融合方案，遵循整體性原則。

2、先進性原則

系統構成采用簡單、成熟，具有國內外先進水平，并符合國際發展趨勢的技術、軟件產品和設備，并且系統應遵守國內、國際上的規范、標準，以保證系統具有較長的生命力和擴展能力。

3、針對性原則

此次監控系統升級改造的內容較多，在滿足國家升級改造方案及相關標準要求的前提下，不同的系統提出了高于國家標準的性能指標，完成了多于國家標準的功能，高的指標、豐富的功能，是針對不同的需求而設計的，煤礦現場的升級改造需要針對自身的需求，有選擇性的升級附加功能及指標。

4、有效性原則

監控系統升級改造是為了提高安全監測監控新技術新裝備在煤礦現場的應用范圍，提高安全監控系統技術性能和安全可靠性，適應煤礦安全生產的需要，所以升級改造后的監控系統要確保有效，提高其在煤礦安全生產過程中的作用，確保監測準確、控制可靠，在保證系統有效性的同時，保證升級改造投資的有效性。

5、易操作性原則

針對煤礦工作人員的技術特點，提供先進且易于維護的人機界面功能，提供信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等快速工具。

6、高可靠性原則

高效穩定的系統，可提供全年365天，一天24小時的不間斷運行。對于安裝的服務器、終端設備、網絡設備、控制設備與布線系統，必須能適應嚴格的工作環境，特別考慮要適應煤礦井下特殊環境條件，如溫度、濕度、瓦斯及其它有害氣體等客觀環境，以確保系統穩定。

7、標準化原則

將標準化、結構化、模塊化的設計思想貫徹始終，奠定系統開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經濟性的基礎。

2安全監控系統升級改造方案

根據《國家煤礦安監局關于印發〈煤礦安全監控系統升級改造技術方案〉的通知》（煤安監函〔2016〕5號）、山西煤礦安全監察局《關于進一步做好煤礦安全監控系統升級改造工作的通知》等文件精神，為了促進安全監測監控新技術新裝備的推廣應用，提高安全監控系統技術性能和安全可靠性，適應煤礦安全生產的需要;為了促進安全監測監控多元融合和信息共享，提高煤礦安全預測預警水平，實現安全監測監控信息的深度分析和綜合利用;為了支持安全監管監察，促進煤礦企業合理有效使用安全監控系統，充分發揮安全監控系統在煤礦安全生產中的重要作用，提升井下日常安全生產技術保障水平。針對我礦現有安全監控系統存在問題，需要進行更新升級改造。我礦在充分調研的基礎上決定采用中煤科工集團重慶研究院有限公司生產的全新KJ90X安全監控系統。該系統已經取得新的煤安標志證書，符合升級條件。安全標志編號：MFC140166。

本次系統升級改造的傳輸方式采用新建的工業以太網+RS485總線方式。

系統融合方式本次采用地面融合方式，按照統一的數據格式，通過聯網數據接口實現與其他系統的融合，后期可以采用井下融合方式。

系統采用架構簡單的網絡結構，傳感器（執行器）至中心站網絡層級不超過3層。

七一新發煤業安全監控系統升級改造屬于全部更換改造類型。

主要的改造內容主要包含：機房設備及軟件改造、傳感器改造、分站改造、環網平臺改造、饋電斷電器改造6個部分。其中：

1）機房設備及軟件改造：采用設備全部更換及軟件升級相結合的方式;

2）傳感器改造：采用全部更換的方式;

3）分站改造：采用全部更換的方式;

4）饋電斷電器改造：采用全部更換的方式;

5）環網平臺改造：采用新建的方式;

6）聯網上傳：采用更換新聯網軟件方式。

2.1機房設備及軟件改造

1、充分利用原有監控機房的UPS電源、打印機、機柜和網絡交換機等硬件設備。

2、將監控系統軟件升級改造為KJ90X，完善監控系統軟件的分級報警、斷電控制、災害預警、數據加密等功能。

3、將監控系統雙機熱備軟件更換為KJ90X最新版雙機熱備軟件。

4、增加1臺網絡防火墻，防止外界網絡非法訪問安全監控系統網絡。

5、新增2臺工控機，用于替換老舊的監控主備機，為監控系統的穩定運行提供可靠保障。

6、在監控主機、監控備機上各增加1個抗干擾模塊，并新增2臺具備抗干擾能力的顯示器。

7、新增數據服務器2臺，為數據融合軟件提供可靠的運行環境，和監控數據的存儲提供可靠保障。

8、新增融合軟件1套，提供融合及聯動交互接口，與具備融合條件的系統實現聯動與數據交換，如：人員定位系統、應急廣播系統、供電監控系統等。通過與其他系統的融合，實現在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統的應急聯動。

注：人員定位系統、應急廣播系統、供電監控系統等的接口軟件需礦方協調廠家按接口協議編制并配合實施，如廠家需要相關費用則由礦方另行支付相關費用。

2.2聯網上傳改造

中煤科工集團重慶研究院有限公司KJ90X煤礦監控系統嚴格按照《煤礦安全生產在線監測聯網備查系統通用技術要求和數據采集標準（試行）》（安監總廳規劃【2016】138號）文件要求采集并生成數據。

監控主機上新安裝系統聯網上傳軟件1套，實現把采集監測到的甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、溫度、煙霧、饋電狀態、風門狀態、局部通風機開停、主通風機開停等并實現甲烷聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖等參數，按照數據契約要求轉換生成標準數據，由聯網集成廠家實現數據的上傳、加密、解析處理。實現“七一新發煤業—長治市局--省廳”安全生產信息聯網。

中煤科工集團重慶研究院有限公司KJ90X煤礦監控系統數據聯網上傳軟件在按照安監總廳規劃【2016】138號文件要求采集并生成數據的同時，兼顧了全國現有多種協議格式的數據生成。可以按照七一新發煤業現用協議格式生成數據并上傳至上級監控平臺。