制定監(jiān)控系統(tǒng)升級改造標(biāo)準(zhǔn)加快煤礦信息化建設(shè)步伐

山東煤礦安全監(jiān)察局 田學(xué)起

為深入貫徹落實《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》，加快推進(jìn)升級改造工作，根據(jù)《國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)〈煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案〉的通知（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）》《國家安全監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于印發(fā)〈煤礦安全生產(chǎn)在線監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)備查系統(tǒng)通用技術(shù)要求和數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)（試行）〉的通知（安監(jiān)總廳規(guī)劃〔2016〕138號）》和《煤礦安全規(guī)程》的等有關(guān)規(guī)定，山東煤礦安全監(jiān)察局編制了《山東煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案實施標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《實施標(biāo)準(zhǔn)》），旨在規(guī)范山東煤礦安全監(jiān)控升級改造工作，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)性能性，增強(qiáng)煤礦安全保障能力。同時，借助升級改造，推進(jìn)煤礦安全生產(chǎn) “一張網(wǎng)、一張圖、一張表、一盤棋” 信息化建設(shè)，促進(jìn)煤礦運行信息化手段提高安全生產(chǎn)技術(shù)水平，加快煤礦數(shù)字化、信息化、智能化建設(shè)。

1 出臺背景

國家煤礦安監(jiān)局印發(fā)了《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作方案》后，山東煤礦安全監(jiān)控局召開專題會議研究，成立了升級改造領(lǐng)導(dǎo)小組，對全省煤礦開展了一次以安全監(jiān)控、人員位置監(jiān)測和應(yīng)急廣播三大系統(tǒng)為主要內(nèi)容的專項監(jiān)察，到中國礦業(yè)大學(xué)、重慶、河南等地專題考察調(diào)研安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下通訊融合等方面的先進(jìn)技術(shù)和裝備，清楚掌握了山東煤礦安全監(jiān)控使用現(xiàn)狀、存在問題和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。

經(jīng)認(rèn)真調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)在升級改造技術(shù)方案13個方面中，存在深化、量化不夠明確，升級改造后易出現(xiàn)“八國九制”，不利于系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一，不易于與山東煤礦事故風(fēng)險分析平臺對接。需結(jié)合山東安全信息化建設(shè)和煤礦實際，在國家局技術(shù)方案基礎(chǔ)上，制定出臺符合滿足山東需求的升級改造實施方案。針對這一情況，山東煤礦安全監(jiān)察局成立了監(jiān)控系統(tǒng)升級改造專業(yè)技術(shù)小組，明確了總體思路、遵循原則和技術(shù)保障。

2 總體考慮

2.1 《實施標(biāo)準(zhǔn)》制定思路

密切結(jié)合煤礦實際，著眼煤礦信息發(fā)展趨勢，以推廣新裝備應(yīng)用、推動系統(tǒng)融合、滿足信息化建設(shè)為重點，提升安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)性能和安全可靠性，提升煤礦安全技術(shù)水平，拓展煤礦安全監(jiān)察執(zhí)法方式，督促煤礦主體責(zé)任落實，滿足安全生產(chǎn)需要。

2.2 《實施標(biāo)準(zhǔn)》制定原則

以“政府主導(dǎo)、企業(yè)協(xié)助、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實用、可操作強(qiáng)、符合實際”為原則，編寫了實施標(biāo)準(zhǔn)初稿，與煤礦企業(yè)、生產(chǎn)廠家座談討論征求意見，多次修改形成《實施標(biāo)準(zhǔn)》，試點試行后，發(fā)布推廣實施?！秾嵤?biāo)準(zhǔn)》編制要求：按照相關(guān)安全規(guī)程和規(guī)定，在保證可操作性的前提下，盡可能采用目前先進(jìn)適用的技術(shù)，并適度超前，同時充分考慮利用現(xiàn)有設(shè)備、數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)等資源，避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)約資金。使采用《實施標(biāo)準(zhǔn)》新建的系統(tǒng)在煤礦煤礦安全生產(chǎn)的同時能夠最大限度適應(yīng)煤礦長遠(yuǎn)發(fā)展需要。

2.3 《實施標(biāo)準(zhǔn)》推進(jìn)重點

（1）促進(jìn)新裝備新技術(shù)推廣應(yīng)用。目前安全監(jiān)控系統(tǒng)所參考的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是2006年頒布的，至今已有十多年時間，隨著科技技術(shù)發(fā)展和煤礦現(xiàn)代化水平的提高，標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備和系統(tǒng)均已落后，存在檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、傳輸信號不穩(wěn)定等諸多問題。而在這十多年里，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。先進(jìn)的激光檢測技術(shù)，以其精準(zhǔn)的檢測特性、更長的使用壽命，在各行業(yè)均已普遍應(yīng)用?！按髷?shù)據(jù)分析”作為一種科學(xué)的分析方法，整合數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)背后的價值信息，為理性判斷和決策提供依據(jù)，并已開始在醫(yī)療、交通等領(lǐng)域得到應(yīng)用并發(fā)揮了重要作用。煤礦企業(yè)，作為高危行業(yè)，作為能源供應(yīng)的基礎(chǔ)，更應(yīng)該提供標(biāo)準(zhǔn)，盡快推廣應(yīng)用數(shù)字傳輸、大數(shù)據(jù)分析和激光傳感器等新技術(shù)、設(shè)備，盡早享受新技術(shù)所帶來的方便和安全，讓人們徹底擺脫“談礦色變”的傳統(tǒng)思想。

（2）促進(jìn)系統(tǒng)融合聯(lián)動信息共享。以安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造為切入點，首先實現(xiàn)安全監(jiān)控、人員位置監(jiān)測和應(yīng)急廣播三系統(tǒng)有機(jī)融合，再根據(jù)安全需要，實現(xiàn)礦井各子系統(tǒng)的整體有機(jī)融合，實現(xiàn)地面中心站分析控制的預(yù)測預(yù)警及相應(yīng)子系統(tǒng)的互聯(lián)互通互動，按照礦井災(zāi)害性預(yù)防計劃的預(yù)案，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

（3）拓展執(zhí)法方式實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)察。借助升級改造，做到安全監(jiān)控和人員位置監(jiān)測數(shù)據(jù)信息上傳至山東煤礦事故風(fēng)險分析平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)察，拓展監(jiān)察執(zhí)法手段。通過登錄山東煤礦事故風(fēng)險分析平臺，遠(yuǎn)程查看兩系統(tǒng)運行狀況和數(shù)據(jù)。通過查看系統(tǒng)運行狀況，督促煤礦企業(yè)加強(qiáng)兩系統(tǒng)管理和維護(hù)，減少漏報、誤報、中斷等現(xiàn)象，提高系統(tǒng)運行的可靠性。通過對煤礦井下瓦斯、一氧化碳濃度升高甚至超限報警等異常情況的處理跟蹤，監(jiān)察煤礦企業(yè)應(yīng)急處置情況。通過人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)察煤礦領(lǐng)導(dǎo)帶班下井制度落實情況和煤礦生產(chǎn)組織情況。通過對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行適時遠(yuǎn)程監(jiān)察，即履行了國家監(jiān)察職責(zé)，更督促了煤礦企業(yè)落實安全生產(chǎn)主體責(zé)任。

3 主要內(nèi)容

《實施標(biāo)準(zhǔn)》從“傳輸數(shù)字化、采用先進(jìn)傳感器技術(shù)及裝備、防護(hù)等級、完善報警斷電等控制功能、多網(wǎng)多系統(tǒng)融合、格式規(guī)范化、數(shù)據(jù)應(yīng)用分析和聯(lián)網(wǎng)要求”等14項內(nèi)容明確了要求，進(jìn)行了細(xì)化、量化。主要體現(xiàn)在九方面：

3.1 傳輸數(shù)字化方面

要求所有模擬量傳感器至分站的傳輸必須是數(shù)字化，分站連接模擬量傳感器的接口必須為數(shù)字接口，對智能傳感器、非數(shù)字化傳輸傳感器的數(shù)字化改造提出了明確要求，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化，促進(jìn)智能傳感器發(fā)展。尤其是對智能傳感器要求具有故障自診斷功能，同時并建議煤礦企業(yè)優(yōu)先采用具有在線標(biāo)校、即插即用、地址重復(fù)提醒功能的智能傳感器。

3.2 采用先進(jìn)傳感器技術(shù)及設(shè)備方面

要求采用低功耗激光傳感器、自診斷型傳感器和多參數(shù)傳感器，根據(jù)礦井類型對上述傳感器配置位置和安裝數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。比如“省屬低瓦斯礦井至少2個采煤工作面回風(fēng)隅角、工作面、回風(fēng)巷和4個掘進(jìn)工作面及回風(fēng)流安裝使用低功耗激光甲烷傳感器。核定能力120萬t/a及以上的市縣屬低瓦斯礦井至少2個采煤工作面回風(fēng)隅角、工作面、回風(fēng)巷和4個掘進(jìn)工作面及回風(fēng)流安裝使用低功耗激光甲烷傳感器。核定能力120萬t/a以下的市縣屬低瓦斯礦井至少1個采煤工作面回風(fēng)隅角、工作面、回風(fēng)巷和2個掘進(jìn)工作面及回風(fēng)流安裝使用低功耗激光甲烷傳感器。礦井安裝使用的多參數(shù)傳感器應(yīng)不少于2臺”等等。

3.3 完善報警斷電等控制功能方面

一是要求實現(xiàn)分級報警。根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮?、瓦斯超限持續(xù)時間、瓦斯超限范圍等或兩種及以上組合進(jìn)行設(shè)置分級報警，發(fā)出不同等級聲光報警，以更準(zhǔn)確通知井下人員當(dāng)前危險程度，級數(shù)不低于四級。同時，井上下報警要保持一致，語音報警器通過語音提示報警區(qū)域、報警參數(shù)、報警級別等信息，監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)報警信息欄按顏色進(jìn)行等級區(qū)分。提出各級的報警濃度、持續(xù)時間可根據(jù)煤礦實際情況設(shè)置，并給出了實現(xiàn)示例效果表。

二是推行邏輯報警。根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等內(nèi)在邏輯關(guān)系，實施邏輯報警，促進(jìn)各類傳感器的正確安裝、設(shè)置、維護(hù)，監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用。要求根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井實際設(shè)置具體邏輯關(guān)系，系統(tǒng)軟件具備邏輯報警設(shè)置界面，且能同時配置不少于 3 組邏輯關(guān)系。如進(jìn)風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛雀哂诨仫L(fēng)巷的瓦斯?jié)舛?，有違正常邏輯，應(yīng)報警。

三是完善就地斷電功能。加強(qiáng)饋電狀態(tài)監(jiān)測，推行區(qū)域斷電。要求系統(tǒng)必須按照《煤礦安全規(guī)程》《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求AQ6201》提供完善的本地斷電、異地斷電、風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖、煤與瓦斯突出報警及斷電閉鎖功能，系統(tǒng)應(yīng)使用性能可靠的饋電檢測傳感器，能實時顯示當(dāng)前饋電狀態(tài)。要求根據(jù)瓦斯涌出、超限發(fā)展的態(tài)勢，由局部斷電延展到區(qū)域性斷電。

四是增加一氧化碳報警。結(jié)合山東煤礦實際，要求系統(tǒng)可根據(jù)一氧化碳濃度、超限持續(xù)時間、超限范圍等，設(shè)置不同的報警級別，實施不同的分級響應(yīng)，有效預(yù)警采空區(qū)自燃。

3.4 支持多系統(tǒng)多網(wǎng)融合方面

要求實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術(shù)有機(jī)融合的同時，規(guī)定了在地面統(tǒng)一平臺上必須融合的系統(tǒng)有：環(huán)境監(jiān)測、人員位置監(jiān)測、調(diào)度通信和應(yīng)急廣播，同時規(guī)定更換新的安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先采用井下融合方式和新建礦井必須采用井下融合方式。

3.5 格式規(guī)范化方面

要求系統(tǒng)主干網(wǎng)應(yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)，主干線纜分設(shè)兩條從不同井筒或者一個井筒保持一定間距的不同位置進(jìn)入井下，嚴(yán)禁安全監(jiān)控系統(tǒng)與圖像監(jiān)視系統(tǒng)共用同一芯光纖。同時，系統(tǒng)升級改造后，應(yīng)符合《煤礦安全生產(chǎn)在線監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)備查系統(tǒng)通用技術(shù)要求和數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（安監(jiān)總廳規(guī)劃〔2016〕138 號）和《山東煤礦安全監(jiān)察局煤礦事故風(fēng)險分析平臺項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范》，提供數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)接口，滿足山東省煤礦安全生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)要求，并按統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式進(jìn)行上傳。

3.6 增加自診斷自評估功能方面

要求系統(tǒng)定期自診斷和自評估，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用中存在的問題，規(guī)定了自診斷內(nèi)容，包括：傳感器和控制器的設(shè)置、定義診斷和評估功能，氣體類模擬量傳感器維護(hù)、定期未標(biāo)校提醒功能，模擬量傳感器、控制器、電源箱、分站等設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)檢測功能，中心站雙機(jī)熱備、數(shù)據(jù)庫存儲、模塊通信等自診斷功能。

3.7 加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析方面

要求系統(tǒng)升級改造后必須具備數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用功能，對傳感器間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，對偽數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)分類匯總統(tǒng)計，包括：傳感器標(biāo)校期間的數(shù)據(jù)分析功能、異常數(shù)據(jù)分析功能、瓦斯涌出和火災(zāi)等的預(yù)測預(yù)警功能、根據(jù)融合系統(tǒng)情況提供綜合數(shù)據(jù)分析、顯示功能和能與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù)功能。

3.8 應(yīng)急聯(lián)動方面

要求在瓦斯超限、火災(zāi)、斷電等需立即撤人的緊急情況下，應(yīng)自動與應(yīng)急廣播、通信、人員位置監(jiān)測等系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動。通過井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)通知危險區(qū)域人員撤離；通過人員位置監(jiān)測系統(tǒng)雙向緊急呼叫功能，自動通知危險區(qū)域人員進(jìn)行撤離等。為提升應(yīng)急聯(lián)動效果，提出了礦井應(yīng)在采掘工作面人員活動區(qū)域增加人員位置監(jiān)測讀卡器。

3.9 聯(lián)網(wǎng)要求方面

對聯(lián)網(wǎng)上傳網(wǎng)絡(luò)鏈路性能指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)上傳硬件設(shè)備提出了明確要求。比如：網(wǎng)絡(luò)鏈路（VPN或?qū)＞€）性能指標(biāo)不低于上傳帶寬〉 20M、到省級數(shù)據(jù)中心服務(wù)器延遲≤100ms、服務(wù)質(zhì)量（QoS）≥20M、到省級數(shù)據(jù)中心服務(wù)器丟包率≤3‰等，還應(yīng)滿足聯(lián)網(wǎng)主機(jī)雙機(jī)熱備。

4 實施效果

《實施標(biāo)準(zhǔn)》出臺后，山東煤礦安全監(jiān)察局選定14處煤礦進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)示范試行。14處煤礦共安裝激光甲烷傳感器232臺、多參數(shù)傳感器共計20臺、12處實現(xiàn)地面融合聯(lián)動、2處實現(xiàn)井下融合聯(lián)動。在示范試行中推廣應(yīng)用了低功耗激光甲烷傳感器等新技術(shù)裝備，實現(xiàn)了數(shù)字傳輸和系統(tǒng)間應(yīng)急聯(lián)動，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳，提高了防護(hù)等級和系統(tǒng)性能指標(biāo)，增強(qiáng)了抗電磁干擾能力，達(dá)到了監(jiān)控系統(tǒng)升級改造目標(biāo)，為安全生產(chǎn)提供了更可靠保障，有力證明了《實施標(biāo)準(zhǔn)》先進(jìn)性、適用性和可操作性。后在2018年3月份召開的山東省煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造推進(jìn)會上進(jìn)行了全面推廣實施。從實施效果來看，《實施標(biāo)準(zhǔn)》不僅滿足了山東煤礦監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需要，更加快山東煤礦信息化建設(shè)步伐。

5 幾點體會

通過《實施標(biāo)準(zhǔn)》起草初稿、征求意見、修改下發(fā)、實行實施到全面推廣，困難重重，廠家之間協(xié)議接口的爭論與協(xié)商，煤礦企業(yè)長遠(yuǎn)投資的不解與困惑，歷歷在目?！秾嵤?biāo)準(zhǔn)》出臺并進(jìn)行實施，從長遠(yuǎn)看還有不少需要補(bǔ)充完善的地方，但收到預(yù)期效果，主要有三方面體會：一是制定《實施標(biāo)準(zhǔn)》對監(jiān)控系統(tǒng)升級改造和煤礦信息化建設(shè)至關(guān)重要。沒有《實施標(biāo)準(zhǔn)》對新技術(shù)、新設(shè)備使用要求的細(xì)化量化，就沒有新技術(shù)新設(shè)備的推廣應(yīng)用。沒有《實施標(biāo)準(zhǔn)》對融合聯(lián)動的強(qiáng)制要求，升級改造后，還是多處“信息孤島”，應(yīng)急響應(yīng)無法落實?！秾嵤?biāo)準(zhǔn)》對升級改造進(jìn)行了規(guī)劃統(tǒng)一，為煤礦信息互聯(lián)互通和共享打下堅實基礎(chǔ)。二是《實施標(biāo)準(zhǔn)》制定實施過程是監(jiān)察機(jī)構(gòu)、煤礦企業(yè)和生產(chǎn)廠家三方溝通交流相互加深理解的過程。在制定過程中，生產(chǎn)廠家希望出售更多設(shè)備獲取更大利潤，煤礦企業(yè)希望滿足生產(chǎn)減少投資，監(jiān)察機(jī)構(gòu)希望推廣先進(jìn)安全理念實現(xiàn)安全生產(chǎn)，體現(xiàn)在《實施標(biāo)準(zhǔn)》細(xì)節(jié)內(nèi)容的爭論上，最后在各方充分交流的基礎(chǔ)上，各方統(tǒng)一了思想，形成了共識。三是《實施標(biāo)準(zhǔn)》是一個動態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。在不斷實施實踐中，會遇到新的問題，需要新的標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)不斷更新中，會有更先進(jìn)成熟技術(shù)需要補(bǔ)充完善，制定、執(zhí)行和不斷完善的過程，就是不斷提高科技水平、提高管理水平、提高經(jīng)濟(jì)效益和提高安全保障的過程。