AQ 1029-2019標準執行中存在的疑問及建議

河南能源化工集團 永煤公司車集煤礦 河南 永城 476600

安全監控系統升級改造后,一方面,通過新技術應用使得系統穩定性、可靠性顯著提高,誤報警現象大幅降低；另一方面,功能增加、多系統融合、跨系統聯動,系統的復雜性也增加,技術管理、運維難度增加。新系統為煤礦安全生產發揮了安全保障作用,。因《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》(AQ 1029-2019)公布較晚,而礦井進行煤礦安全監控系統升級改造在前(頒發MA證在前),對標檢查,部分系統還客觀存在不少問題。現結合實際工作情況,對AQ 1029-2019標準執行中存在的疑問進行說明。

1 標準執行中存在的疑問及分析

(1)采掘工作面煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖功能相關要求執行中的疑問

1.沒有考慮瓦斯流沿回風路線的遷移時間。生產過程中,不同工序,工作面瓦斯涌出不連續、不均勻,瓦斯流沿回風路線的遷移時間(傳播時間)不相同。

2.甲烷濃度變化率—迅速升高定義存在缺陷。ΔC(CH4)/Δt達到或超過設定值。(1)沒有量化指標、閾值；(2)ΔC(CH4)與Δt沒有明確,Δt幾倍巡檢周期、還是定值1min、2min、5min。

3.突出報警觸發條件沒有明確的、嚴格的規定。一是時間先后還是同時,目前只能按照同時具備去執行。二是突出報警的優先級沒有明確。分級報警直接上升到突出報警,還是先分級報警、再突出報警,監控值班員如何向上級匯報?三是回風巷甲烷傳感器的個數比較多,具體選擇哪一臺?一般按照T2位置進行設定。

4.突出報警的執行結果沒有明確的、嚴格的規定。相關區域斷電,相關區域：①掘進工作；②回采工作面；③可能波及范圍是否理解為采區?

5.突出報警的誤報警較多。一是采用RS-485或CAN傳輸,采煤工作面、掘進工作面存在1根電纜串接甲烷傳感器的數量較多,非常容易出現斷線故障,增加突出誤報警的幾率。二是現在采用皮托管式、雙向超聲波式風向傳感器,均存在低速區的風向變化,增加突出誤報警的幾率。三是“風速正常值”：因為井下開啟風門、三班不同作業工序,24小時內風量是不穩定的。風速如果按照《作業規程》或“風量分配計劃”、“測風旬報”設定,風速傳感器的數據在24h內有75%低于“應配風量”的風速。風速傳感器的安設點限制,不能代表最高風速點、不能代表平均風速。四是現有部分風速傳感器測量范圍在最低風速在0.2m/s以上時,風速傳感器現場適應性較差(受粉塵、煤塵影響較大)、誤差大；風向傳感器不靈敏,在臨時停風的掘進工作面、煤壁瓦斯涌出強度大的情況下,會出現突出誤報警,分站或地面主機軟件應有附加邏輯判斷功能,系統可增加局部通風機開停的邏輯判斷。

(2)對應急聯動相關要求執行中存在的疑問

1.應急聯動的范圍定義不嚴格。應急廣播有IP廣播、基于程控數字交換機的擴播系統；通信系統有：有線的程控數字交換機、基于Wi-Fi技術的無線通訊系統、基于4G的無線通訊系統、基于泄漏通訊技術的通訊系統、膠帶輸送機的對講擴音通訊系統。

2.應急聯動的實現方法沒有明確。地面融合多系統還是井下融合多系統決定了應急聯動的實現方法。

(3)分級報警相關要求執行中存在的疑問

1.分級報警、瓦斯突出報警、瓦斯涌出量預測預警、“突變”數據報警、火災預測預警、邏輯報警/自診斷報警、故障報警以及正常的超過門限值報警,加上風電閉鎖、甲烷電閉鎖、故障閉鎖、延遲電閉鎖、防止“一風吹”超三分甲烷風電閉鎖,控制方式有就地控制、異地控制、地面遠程控制,系統需要實現的功能非常復雜,有些需要人工輸入參數的,有些是系統事先預置的,有些需要操作人員選擇性啟用的,有些是間斷性調整的(根據工藝、工序環節變化進行邏輯編排、邏輯組態的,如涉及停風的測試項、由相對較安全區進入瓦斯異常區調整瓦斯濃度變化率、瓦斯絕對涌出量變化率等),安全監控值班員不熟悉現場、不熟悉“一通三防”或防突知識,將難以勝任。

2.分級報警的設置與現有的礦井安全管理方式,存在較多出入,例如,如何由滿足《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》(AQ 1029-2019)、《煤礦安全規程》設定的門限報警→升級到分級報警,如發生突出報警,系統如何自動升級到突出報警的級別。避免給上級匯報時產生混亂。系統生產廠家的桌面彈出窗口,要按照四色圖背景彈出報警窗口,目前不同的報警彈出窗顏色不一致,系統廠家也無法整改。

3.目前各安全監控系統的邏輯組態以及綜合報警、斷電控制五花八門,但,基本上在原有安全監控系統主程序上進行增加模塊,未做到整體設計,全部為分開設計人機交互操作模塊,設置好一項功能,退出該模塊,再操作下一個參數設置。

(4)異常數據分析功能相關要求存在的疑問

1.對于傳感器不具備標校狀態輸出的,即使鎖定在計劃/定期標校的時間段內,通過系統去主動/自動識別人工標校過程與真正地甲烷超限過程,做不到。尤其是瓦斯涌出強度比較大的、局部通風機通風的地點,在進行3分甲烷電閉鎖測試時,真超限不可避免。

2.“突變”很難以通過量化的方法在系統中實現。對于各類模擬量,系統本身設置有各種閾值,超過上限或超過下限必須實現報警功能。系統廠商按照一般的設計思路,只要有報警數據,進行報警、列表統計類型、日期、地點、最大值時刻、累計時長(開始時刻、結束時刻),并在曲線上進行標注、顯示,就滿足異常數據分析功能了。如果在系統中輸入一些量化指標,如ΔC(CH4)與Δt,或設定閾值,如門限為3.0%CH4,或設定倍數值,如前一天的平均值的3倍、10倍,當實時數據超過量化指標,系統邏輯判斷為“突變”數據。從目前看,幾乎所有系統均沒有該項功能。

2 對部分要求的建議

1.饋電狀態傳感器必須實現數字化傳輸,即1、0、故障,否則自診斷功能不完善；還有,風筒傳感器必須實現數字化傳輸；局部通風機開停傳感器必須實現數組化傳輸；

2.關于甲烷傳感器安設地點的定義復雜化。至少要求,系統必須預先定義涵蓋《煤礦安全規程》、《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》(AQ1029-2019)所要求的各類地點甲烷傳感器的模型。現場檢查：①定義方式,系統是否提供甲烷傳感器的安設地點的選擇項與比照項,如沒有,自診斷功能不完善；②傳感器MCU是否具有與地面主機建立通訊機制(地面主機是否讀取傳感器的種類、規格、型號、量程、出廠編號、報警值、斷電值、復電值)、能夠保存地面主機下發的參數,如沒有,極有可能存在：井下設置某傳感器的報警值為1.5%,地面主機可以設置為1.0%；③數字化傳輸是否還存在基于頻率計數內容、是否存在沒有鎖定傳感器的量程,即過渡期分站兼容頻率計數、電流型等模擬信號采集方式。④是否支持即插即用、自識別功能,即實現：a、系統自動識別傳感器類型與定義類型不一致；b、系統自動識別地址號重復；c、系統自動識別傳感器的工作狀態(一般采用斷線、在線來區分,僅僅實現數據傳輸/通訊的工作狀態,在系統中是分別不出來井下傳感器到底是正常工作與顯示、還是故障/物理斷線)；d、系統自動識別為井下傳感器的數據,不依賴人為修改量程大小或規格型號的變化而發生井上井下數據不一致。

3.過渡期的傳感器+信號轉換器的應全部淘汰,如繼續使用不符合AQ 6201-2019。如：傳感器(頻率信號)→外置信號轉換器(數字信號)→分站,以及傳感器(頻率信號)→外置信號轉換器(數字信號)→外置信號轉換器(數字信號轉頻率信號)→分站(頻率信號端口)

4.安全監控系統的電源必須具有通訊功能,獨占一路數字總線,監測內容包括交/直流供電狀態、電池供電電量。按照《煤礦安全規程》第四百九十二條要求,應具有遠程斷開交流、直流供電測試功能。

3 結論

AQ 1029-2019是安全監控系統管理維護的主要標準,對標準中各條款結合現場情況認真分析后,由于現場情況不同,不同型號安全監控系統各具特點,標準執行中也存在不同的疑問,只有收集不同的疑問才能用于標準細化和指導安全監控系統的完善。