礦山安全生產(chǎn)綜合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

唐明光

(中煤科工集團南京設(shè)計研究院， 江蘇南京 210031)

礦山安全生產(chǎn)綜合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

唐明光

(中煤科工集團南京設(shè)計研究院， 江蘇南京 210031)

礦山安全生產(chǎn)綜合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)是在運用高速發(fā)展的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上建成的一套技術(shù)先進、實用性強，適于長期發(fā)展的在國內(nèi)具有先進水平的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。多個礦山的生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明:該系統(tǒng)解決了礦山井上下安全監(jiān)測監(jiān)控、生產(chǎn)環(huán)境檢測、工業(yè)保安監(jiān)控、安全生產(chǎn)指揮等方面的問題。同時實現(xiàn)了信息共享，使礦山調(diào)度室、各二級調(diào)度室、礦領(lǐng)導(dǎo)及業(yè)務(wù)科室、局域網(wǎng)內(nèi)的有權(quán)用戶甚至internet有權(quán)用戶都能實時獲得所有監(jiān)測監(jiān)控信息，并在礦山調(diào)度室通過大屏幕直觀顯示所有安全信息和生產(chǎn)動態(tài)，為保障礦井安全生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

礦山;安全生產(chǎn);綜合調(diào)度;在線監(jiān)控

1 礦山綜合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)組成

礦山安全生產(chǎn)綜合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)由安全監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、調(diào)度機系統(tǒng)組成(見圖1)。系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)安全生產(chǎn)實際需求及各職能科室管理方式劃分為調(diào)度監(jiān)測、安全生產(chǎn)、管理技術(shù)和決策分析4個模塊，同時提供統(tǒng)一的信息門戶以方便用戶進行綜合數(shù)據(jù)查詢，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、信息量豐富、圖形直觀、動感強，功能強大。

圖1 綜合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)

在棗莊礦業(yè)集團蔣莊煤礦的設(shè)計實例中，安全監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)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(guān)量、2個標(biāo)準(zhǔn)RS485智能接口，系統(tǒng)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(tǒng)采用雙機熱備自動切換，具有變值變態(tài)記錄、函數(shù)運算、智能傳感器、切支技術(shù)、異地斷電、加電控制、閉鎖控制、瓦斯抽放、核子秤計量、供電監(jiān)測、排水自動監(jiān)控綜合保護等先進技術(shù)性能，各種傳感器測量精度高，穩(wěn)定性好，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。

工業(yè)電視系統(tǒng)共有攝像儀16臺，全部采用低照度微光攝像技術(shù)(≦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(wǎng)絡(luò)或控制鍵盤對攝像儀進行控制，所有圖像都經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)和閉路電視系統(tǒng)傳輸，實現(xiàn)資源共享。

大屏幕顯示系統(tǒng)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(shù)。大屏控制系統(tǒng)采用美國快思聰觸控技術(shù)，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(xiàn)各種控制(燈光、空調(diào)、投影機、音響等)，配有VGR矩陣和視頻16畫面分割器，可以實現(xiàn)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(xiàn)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(qū)動多臺顯示器和投影機，分別顯示不同畫面的內(nèi)容，觸摸屏控制操作簡單。

調(diào)度機系統(tǒng):200門安全柵設(shè)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(tǒng)的可靠性。具有數(shù)字中繼、環(huán)路中繼、2B+D、多媒體功能，具有群呼、集呼、強插、強拆、監(jiān)聽等多種功能。系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，為礦井安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮發(fā)揮了巨大的作用。

該系統(tǒng)依托局域網(wǎng)，實現(xiàn)了工業(yè)電視圖像和監(jiān)控信息在調(diào)度室的實時顯示。通過internet網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸可以實現(xiàn)信息共享。具有繪制、修改各種模擬圖形及對各種報表、數(shù)據(jù)曲線、圖形的分析、查詢功能，還有自我診斷、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制、設(shè)備運行狀態(tài)及累計時間等功能。

2 系統(tǒng)的創(chuàng)新點和技術(shù)特點

(1)將安全監(jiān)控信息和閉路電視系統(tǒng)實現(xiàn)了二網(wǎng)并一，做到了資源共享。

(2)網(wǎng)絡(luò)支持TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。開放的組態(tài)接口，增強了網(wǎng)絡(luò)功能和遠(yuǎn)程監(jiān)控自動化。

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

(4)對系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)做到了常規(guī)傳感器和智能傳感器共用，擴大了控制能力。

3 系統(tǒng)監(jiān)控手段

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

(2)通過對井下各工作面、機電硐室的溫度監(jiān)測，有效地預(yù)防了火災(zāi)的發(fā)生。

(3)通過對井下各主要巷道的風(fēng)量、風(fēng)速監(jiān)測，使通風(fēng)系統(tǒng)能夠更加合理的配置風(fēng)量，有力地保證了安全生產(chǎn)。

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

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

(6)通過對地面各重要崗位的監(jiān)控，有效杜絕了礦山物資的流失，促進了礦區(qū)穩(wěn)定。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能

4.1 調(diào)度監(jiān)測

本部分實現(xiàn)了對人員定位、瓦斯監(jiān)控、生產(chǎn)監(jiān)控、皮帶運輸集控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、原煤計量、選煤廠自動化系統(tǒng)、軌道衡系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、地磅計量、原煤質(zhì)量檢測系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦無線通信系統(tǒng)、礦井電機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、水位水量監(jiān)控系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等系統(tǒng)的綜合集成，對各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(tǒng)上的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對井下情況進行綜合的分析和下達(dá)生產(chǎn)調(diào)度指令。

4.2 安全生產(chǎn)

本部分實現(xiàn)了煤礦安全生產(chǎn)、調(diào)度值班、跟班上崗、煤炭產(chǎn)量、裝車外運、生產(chǎn)事故、綜合臺帳、各種工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)信號集成、規(guī)章措施和安檢通報管理等功能。對于提高煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)水平和調(diào)度指揮能力，發(fā)揮了重要作用。

4.3 管理技術(shù)

實現(xiàn)了規(guī)章規(guī)程管理、圖紙表格管理、地質(zhì)預(yù)測、測量成果、新技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)革新表彰、科技成果表彰等管理功能。

4.4 決策分析

系統(tǒng)通過分布數(shù)據(jù)采集，集中傳輸，信息集中融合處理，可以從安全統(tǒng)計、事故分析、設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)消耗、管理實效等5個方面進行專家系統(tǒng)分析決策，反饋給決策者進行調(diào)度指揮。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)有效地利用先進信息網(wǎng)絡(luò)和計算機技術(shù)，解決了信息化在信息網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)工程中的實際應(yīng)用難題，使各級生產(chǎn)調(diào)度人員可以通過監(jiān)視遠(yuǎn)端傳送上來的現(xiàn)場圖像、語音和環(huán)境數(shù)據(jù)，直觀、準(zhǔn)確和及時地了解生產(chǎn)區(qū)域?qū)嶋H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(zhǔn)確性，在礦山、電力、石油、化工、水泥等行業(yè)都能廣泛應(yīng)用，特別是煤炭行業(yè)。棗莊礦業(yè)集團多個煤礦的應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)對提高煤礦企業(yè)的安全、生產(chǎn)、調(diào)度和管理自動化水平起到了重要作用。

［1］ GB50581－2010.煤炭工業(yè)礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］ 馬 莉，盧建軍，趙安新，等.煤炭企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)測、專家診斷及指揮調(diào)度系統(tǒng)的研究與設(shè)計［J］.煤炭工程，2007，(7):99－102.

［3］ 沈 權(quán)，王年松.安全生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)在青東煤礦的應(yīng)用［J］.工礦自動化，2011，(7):108－111.

［4］ 煤炭工業(yè)部安全司.礦井安全監(jiān)控原理與應(yīng)用［M］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1996.

［5］ 郭宗仁，李 琰.可編程序控制器的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及其通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)［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(shè)工程總承包方面的工作與研究，Email:tmggcs@163.com。