安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)

關(guān)鍵詞：智能化;煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng);新技術(shù);統(tǒng)一規(guī)劃;系統(tǒng)升級(jí)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD76 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）06-0117-03

Abstract：With the acceleration of mine information，intelligence and automation construction，many problems existing in the original coal mine safety monitoring system can not meet the needs of coal mine safety production. It is necessary to upgrade and reform the safety monitoring system，apply more new technologies to the system，and improve the stability of the system operation. Yankuang Group in accordance with the requirements of the national and Shandong upgrading and transformation standards，reasonably formulates upgrading and transformation plans，unifies planning，and steadily advances. The company has quickly and efficiently completed the upgrading and transformation of the coal mine safety monitoring system.

Keywords：intellectualization;coal mine safety monitoring system;new technique;unified planning;system upgrade

0 ?引 ?言

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)中最早使用的信息化系統(tǒng)，也是煤礦安全生產(chǎn)最基本、最重要的安全保障技術(shù)裝備。在煤礦災(zāi)害事故監(jiān)測(cè)、辨識(shí)、預(yù)警以及隱患排查治理等方面發(fā)揮著重要作用。隨著礦井信息化、智能化、自動(dòng)化建設(shè)的加快，原安全監(jiān)控系統(tǒng)存在傳感器防護(hù)等級(jí)低、抗環(huán)境干擾性能差、不能實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警的問(wèn)題，而且巡檢周期、異地?cái)嚯姇r(shí)間、備用電源續(xù)電能力等技術(shù)指標(biāo)已不適應(yīng)現(xiàn)代化礦井的需求。為了將更多的新技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，企業(yè)急需對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

自2017年1月開(kāi)始，兗礦集團(tuán)各生產(chǎn)礦井按要求逐步推進(jìn)安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造工作，其中興隆莊煤礦作為國(guó)家試點(diǎn)單位，率先于2017年年底完成了安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造，為公司其余礦井升級(jí)改造工作起到了示范帶頭作用。公司省內(nèi)外19對(duì)礦均在2018年底前全部完成了升級(jí)改造工作。

1 ?安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造的經(jīng)驗(yàn)做法

1.1 ?吃透標(biāo)準(zhǔn)

2016年12月29日，國(guó)家煤礦安監(jiān)局下發(fā)了《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》，明確了升級(jí)改造的要求。

集團(tuán)公司興隆莊煤礦作為試點(diǎn)單位，依據(jù)國(guó)家要求率先開(kāi)展了升級(jí)改造工作，從2017年1月開(kāi)始，歷經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)、系統(tǒng)調(diào)研、方案制定、審核、實(shí)施，到2017年7月底順利完成了新舊系統(tǒng)交割。2017年8月～10月，完成工業(yè)性測(cè)試及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，并于年底通過(guò)了驗(yàn)收。

2017年8月8日，山東煤礦安全監(jiān)察局在充分調(diào)研和聽(tīng)取各礦業(yè)集團(tuán)及煤礦意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，制定下發(fā)了《山東煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)》，細(xì)化了標(biāo)準(zhǔn)，明確了實(shí)施細(xì)則。

文件下發(fā)后，公司先后組織了兩期培訓(xùn)班，同時(shí)邀請(qǐng)常州所等專(zhuān)家來(lái)公司，到礦上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行培訓(xùn)和詳解;興隆莊煤礦根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)匯報(bào)，使公司相關(guān)人員徹底學(xué)透、吃透標(biāo)準(zhǔn)和要求，為升級(jí)改造工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 ?充分調(diào)研

為開(kāi)展系統(tǒng)升級(jí)改造工作，公司采取走出去與請(qǐng)進(jìn)來(lái)相結(jié)合的方式，組織公司相關(guān)部室與試點(diǎn)單位興隆莊煤礦共同組成調(diào)研組，先后赴多家公司學(xué)習(xí)調(diào)研。同時(shí)，將經(jīng)驗(yàn)豐富的常州所、重慶院等專(zhuān)家請(qǐng)到公司，通過(guò)聽(tīng)取介紹、現(xiàn)場(chǎng)參觀、座談交流的形式，掌握各家監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)，為系統(tǒng)選型及升級(jí)改造工作提供了指導(dǎo)思路。明確集公司全力抓好興隆莊煤礦試點(diǎn)示范礦井建設(shè)活動(dòng)，其余礦井參考示范礦井經(jīng)驗(yàn)，先建設(shè)示范采區(qū)，然后全礦井推廣升級(jí)改造的工作原則。

1.3 ?安全第一

系統(tǒng)升級(jí)改造是為了更加安全可靠，因此，公司要求各礦根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)和工作量進(jìn)行安排，本著系統(tǒng)穩(wěn)定、安全可靠、分布實(shí)施的原則，提前謀劃施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，制定保障應(yīng)急措施，精細(xì)排定系統(tǒng)升級(jí)改造進(jìn)度，采用新舊兩套系統(tǒng)并列運(yùn)行的方式，分采區(qū)、分地點(diǎn)進(jìn)行升級(jí)改造工作，要求在新系統(tǒng)未安設(shè)完成前確保舊系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)做好新舊系統(tǒng)切換時(shí)的應(yīng)急預(yù)案，避免數(shù)據(jù)斷檔，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平滑過(guò)渡。

1.4 ?合理規(guī)劃

升級(jí)改造工作具有相對(duì)集中、時(shí)間緊、任務(wù)重、設(shè)備供貨緊張、頭緒繁多的特點(diǎn)，同時(shí)各礦安全監(jiān)控系統(tǒng)類(lèi)型、運(yùn)行年限、運(yùn)行狀況各不相同，按期安全高效完成此次升級(jí)改造工作的難度非常大。

公司及時(shí)召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議，提前謀劃部署，按照一礦一策的方法。本著升級(jí)目標(biāo)不能動(dòng)，能升級(jí)的優(yōu)先選用升級(jí)方案，不能適應(yīng)國(guó)家及省要求的重新選系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)礦井制定完善切實(shí)可行的升級(jí)改造方案。各礦按照方案認(rèn)真梳理工作內(nèi)容，優(yōu)化安裝路線，合理規(guī)劃安裝流程，制定詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃，并嚴(yán)格落實(shí)考核，確保了升級(jí)改造工作的高質(zhì)高效完成。

1.5 ?抓好示范

興隆莊煤礦作為試點(diǎn)單位，公司明確要求，升級(jí)改造工作必須一次安全到位，必須具備良好的示范作用，真正提煉經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，達(dá)到項(xiàng)目示范帶頭效果。公司從資金、技術(shù)、人員、設(shè)備、機(jī)構(gòu)、制度等方面全方位給予支持，要求廠家24小時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，集團(tuán)、煤業(yè)兩級(jí)公司指定專(zhuān)人進(jìn)行工作協(xié)調(diào)，切實(shí)抓好示范試點(diǎn)工作。

試點(diǎn)工作中，本著充分暴露和解決問(wèn)題的態(tài)度，對(duì)出現(xiàn)的每一個(gè)問(wèn)題，無(wú)論大小，一律不放過(guò)。升級(jí)改造過(guò)程中先后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了四次更新，改進(jìn)問(wèn)題三十余處，對(duì)傳感器進(jìn)行了十余次改進(jìn)，確保了系統(tǒng)升級(jí)改造后安全可靠運(yùn)行，也為公司后續(xù)升級(jí)改造礦井積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1.6 ?著眼未來(lái)

此次安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造做了一些多元化的嘗試。一是應(yīng)用不同廠家多元化的先進(jìn)技術(shù);二是在濟(jì)二煤礦實(shí)現(xiàn)了井下的一個(gè)綜合分站多系統(tǒng)的融合;三是激光、多參數(shù)以及無(wú)線等多種新式傳感器的應(yīng)用，新式傳感器如圖1所示。

新技術(shù)新裝備的推廣應(yīng)用提高了系統(tǒng)的技術(shù)性能和安全可靠性，提高了煤礦安全預(yù)測(cè)預(yù)警水平，提升了災(zāi)害應(yīng)急處置能力，實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)融合和信息共享，為煤礦建設(shè)“自動(dòng)化、用人少、高可靠性”的災(zāi)害預(yù)控系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造后，新系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，部分指標(biāo)更加凸出。

2.1 ?傳輸數(shù)字化

傳感器全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化傳輸，實(shí)現(xiàn)了傳感器故障診斷、即插即用、在線標(biāo)校、地址重復(fù)提示等功能。多臺(tái)傳感器共同用一芯電纜，有效減少了井下布線數(shù)量，傳感器模塊化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程，數(shù)字化傳輸系統(tǒng)布置圖如圖2所示。

系統(tǒng)不受變頻器、無(wú)功功率補(bǔ)償器等啟停時(shí)的電磁干擾，有效解決了運(yùn)行不穩(wěn)定、冒大數(shù)等問(wèn)題。

2.3 ?應(yīng)用新式傳感器

在采掘工作面及回風(fēng)安設(shè)低功耗激光甲烷傳感器，提高傳感器響應(yīng)速度和穩(wěn)定可靠程度;使用多參數(shù)傳感器，減少了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量，單一傳感器與多功能傳感器對(duì)照?qǐng)D如圖3所示。

傳感器防護(hù)等級(jí)由IP54提升到IP65，并且進(jìn)行了二次儀表統(tǒng)一設(shè)計(jì)，變送器小型化設(shè)計(jì)，使安裝、使用、維護(hù)更方便。

2.5 ?完善報(bào)警斷電功能

實(shí)現(xiàn)了分級(jí)報(bào)警、邏輯報(bào)警、就地?cái)嚯?、區(qū)域斷電，可通過(guò)系統(tǒng)軟件遠(yuǎn)程設(shè)置，軟件與傳感器門(mén)限配置一致。

2.6 ?多系統(tǒng)融合

實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語(yǔ)音廣播系統(tǒng)的融合，并將安全監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度通訊、人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過(guò)GIS實(shí)現(xiàn)“一礦一圖”信息綜合顯示，方便應(yīng)急救援指揮人員更直觀、便捷地了解井下情況。

2.7 ?傳輸格式化

規(guī)范上傳格式，完成與集團(tuán)公司、省局的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳工作。系統(tǒng)支持聯(lián)網(wǎng)，并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。

2.8 ?自診斷功能

實(shí)現(xiàn)了分站、傳感器、電源箱、控制器自診斷功能，幫助維修人員快速判斷故障原因，縮短排查和解決問(wèn)題的時(shí)間，提升井下安全生產(chǎn)技術(shù)保障水平。

2.9 ?異常數(shù)據(jù)分析

加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析、偽數(shù)據(jù)標(biāo)注及異常數(shù)據(jù)分析，加強(qiáng)對(duì)瓦斯涌出、火災(zāi)等的預(yù)測(cè)預(yù)警。

2.10 ?系統(tǒng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)

在氣體超限、停風(fēng)等需立即撤人的緊急情況下，通過(guò)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)平臺(tái)、短信報(bào)警平臺(tái)，手機(jī)客戶(hù)端的使用，有效提升礦井事故防控預(yù)警和應(yīng)急處置能力，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控信息的深度分析和綜合利用

2.11 ?提升響應(yīng)效率

極大地提高了系統(tǒng)性能，系統(tǒng)巡檢周期不超過(guò)10秒，新系統(tǒng)最短巡檢周期為2.05秒;異地?cái)嚯姇r(shí)間不超過(guò)5秒，新系統(tǒng)最短時(shí)間1.6秒;備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r(shí)間由2小時(shí)提升到4小時(shí)。

2.12 ?數(shù)據(jù)安全性

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、歷史數(shù)據(jù)的加密存儲(chǔ)，以防止違規(guī)刪除、篡改監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警和斷電等重要數(shù)據(jù)。分站實(shí)現(xiàn)了斷線續(xù)傳功能，分站傳輸中斷后能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并在通訊正常后上傳，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

2.13 ?方便用戶(hù)使用、維護(hù)和培訓(xùn)

軟件界面友好，方便調(diào)用，強(qiáng)化幫助功能，降低使用門(mén)檻，設(shè)備即插即用，標(biāo)校自動(dòng)識(shí)別、提醒，故障診斷精確，用戶(hù)體驗(yàn)良好。增加了遠(yuǎn)程放電維護(hù)管理功能及電壓、電流、電池容量的數(shù)字化上傳功能，大大增加了電源壽命，有效減少因檢修停電造成的系統(tǒng)故障。

3 ?安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造的感悟

3.1 ?符合國(guó)家科技興安與安全發(fā)展戰(zhàn)略的要求

系統(tǒng)新技術(shù)、設(shè)備新性能的應(yīng)用，使煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)更加的快速高效、安全可靠，大大提升了災(zāi)變應(yīng)急處置能力。

3.2 ?“三減三提”為企業(yè)帶來(lái)效益

3.2.1 ?減設(shè)備

多參數(shù)傳感器、分體式傳感器、多系統(tǒng)一體式融合分站大大減少了設(shè)備數(shù)量;多臺(tái)傳感器共線共纜，大幅減少了布線數(shù)量。

3.2.2 ?減人員

多系統(tǒng)的融合，設(shè)備數(shù)量的減少，系統(tǒng)維護(hù)周期的增長(zhǎng)，安全可靠性的能力增強(qiáng)，使系統(tǒng)維護(hù)工作量和人員減少。

3.2.3 ?減故障

光纖數(shù)字化的傳輸，先進(jìn)的激光甲烷傳感器，傳感器防護(hù)等級(jí)由原來(lái)的IP54提升至IP65，系統(tǒng)由原來(lái)巡檢數(shù)據(jù)采集升級(jí)為主動(dòng)傳輸采集，備用電源電力支持由原來(lái)的2小時(shí)升級(jí)到4小時(shí)，這些改變大大提升了系統(tǒng)整體的精準(zhǔn)性、穩(wěn)定性和可靠性，大大減少了系統(tǒng)的故障。

3.2.4 ?提效率

光纖數(shù)字化的傳輸大大提高了系統(tǒng)傳輸效率，傳感器數(shù)據(jù)采集由原來(lái)秒級(jí)提升至毫秒級(jí)，新系統(tǒng)最短巡檢周期由原來(lái)的10秒縮短至2.05秒，異地?cái)嚯姇r(shí)間由5秒縮短為1.6秒。各類(lèi)設(shè)備接入實(shí)現(xiàn)即插即用和故障自診斷，維護(hù)方便快捷，提高了工作效率。

3.2.5 ?提精準(zhǔn)

數(shù)字化傳輸實(shí)現(xiàn)了傳感器故障診斷、即插即用、在線標(biāo)校、地址重復(fù)提示、防護(hù)等級(jí)的提升等功能，解決了傳輸干擾、冒大數(shù)的問(wèn)題，大大提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_能力和精準(zhǔn)度。

3.2.6 ?提安全

增強(qiáng)了抗干擾能力，具備強(qiáng)大的自診斷功能，傳輸精準(zhǔn)快，系統(tǒng)穩(wěn)定性業(yè)得到了提高，安全可靠性有了質(zhì)的飛躍。

3.3 ?立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，展望未來(lái)，全面推進(jìn)智慧礦山建設(shè)

安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造具有劃時(shí)代意義，多廠商進(jìn)入形成良性競(jìng)爭(zhēng)，促使設(shè)備生產(chǎn)廠商增加研發(fā)力度，保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精準(zhǔn)、快速地進(jìn)行傳輸以及系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的提升，使精準(zhǔn)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)替代人工瓦斯檢查成為可能。未來(lái)更多系統(tǒng)科學(xué)化的技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，將提升礦井自動(dòng)化、智能化水平，為構(gòu)筑煤礦災(zāi)害預(yù)警、預(yù)測(cè)、預(yù)控、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)綜合平臺(tái)打下基礎(chǔ)，將會(huì)實(shí)現(xiàn)從“事后監(jiān)測(cè)”到“事前預(yù)警”的質(zhì)的飛躍。

4 ?結(jié) ?論

根據(jù)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》的要求，兗礦集團(tuán)各煤礦對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)，采用全新的系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等多系統(tǒng)的融合及聯(lián)動(dòng)，提升了礦井裝備水平，為礦井安全生產(chǎn)提供了更加科學(xué)、穩(wěn)定、可靠的保障。

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作者簡(jiǎn)介：王永勝（1967-），男，漢族，遼寧凌源人，碩士研究生，工程技術(shù)應(yīng)用研究員，工程師，畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，現(xiàn)任公司通防部副主任，從事礦井通風(fēng)工作多年。