監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

申正旺

摘 要：監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦災(zāi)害事故監(jiān)測、辨識、預(yù)警以及風(fēng)險分級管控、隱患排查治理、提升煤礦管理水平等方面發(fā)揮著重要作用。本文簡單介紹了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析了煤礦在用監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題并提出了系統(tǒng)升級改造的13方面基本要求，明確監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：煤礦;監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng);升級改造;智能化

引言

監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)六大系統(tǒng)之一，是由主機(jī)、傳輸接口、監(jiān)控分站、各類傳感器、備用電源、執(zhí)行器等硬件系統(tǒng)及相關(guān)軟件等組成的有機(jī)整體，對井下瓦斯?jié)舛?、風(fēng)速、溫度、CO濃度、礦山壓力等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，對主備通風(fēng)機(jī)等機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)瓦斯電閉鎖、風(fēng)電閉鎖控制等目標(biāo)，有效降低或避免災(zāi)害事故的發(fā)生。

一、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程

國外煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)自1960年開始發(fā)展，其發(fā)展過程經(jīng)歷了四個階段。我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展較晚。1980年初，原煤炭部組織引進(jìn)第一批監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，有效地促進(jìn)了國內(nèi)安全監(jiān)控技術(shù)與裝備的起步與發(fā)展，1985年以后自主研發(fā)了第一批通過煤炭部組織鑒定的煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，90年代以后，我國先后研發(fā)出具有國際先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)。有些系統(tǒng)開始采用光纖傳輸。2001年，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井必須裝備煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。2006年國家發(fā)布實施了AQ6201-2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》，有力地規(guī)范和促進(jìn)了安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，并實現(xiàn)了設(shè)計制造的全面國產(chǎn)化。同年，國務(wù)院安委會辦公室發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)裝備聯(lián)網(wǎng)和維護(hù)使用工作的指導(dǎo)意見》，規(guī)定所有煤礦必須裝備安全監(jiān)控系統(tǒng)。2007年，國家發(fā)布實施了AQ1029-2007《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》。2015年國家煤礦安監(jiān)局提出計劃在“十三五”期間對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，并制定了總體工作方案。2016年12月國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布了《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》，明確了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的13方面主要內(nèi)容。與此同時，AQ6201《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》、AQ1029《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》列入標(biāo)準(zhǔn)制訂計劃，并在2019年完成修訂。

二、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

通過近年來監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)存在以下幾方面問題：

1、穩(wěn)定性、可靠性不高，抗干擾能力差

2、防護(hù)等級（IP54）不高，抗人為干擾能力差

3、傳感器遠(yuǎn)距離供電不足

4、對使用維護(hù)的要求高、標(biāo)校周期短、無故障自檢功能、篡改數(shù)據(jù)難防范

5、信息融合不夠，利用不充分，處于“信息孤島”的狀態(tài)。

以上問題嚴(yán)重制約了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮的作用，因此需要對其進(jìn)行升級改造。在用安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造分步實施。大型礦井、煤與瓦斯突出礦井的在用安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作應(yīng)在2018年底前完成，其他礦井應(yīng)在十三五末完成。通過技術(shù)升級，解決安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)存的突出問題，提高技術(shù)性能和安全可靠性，促進(jìn)新技術(shù)新裝備的推廣應(yīng)用，適應(yīng)科技進(jìn)步和煤礦安全生產(chǎn)的客觀需要。

三、升級改造主要內(nèi)容

1、傳輸數(shù)字化

數(shù)字化傳輸是智能化建設(shè)的基礎(chǔ)。要實現(xiàn)分站至中心站、傳感器（模擬量）至分站的數(shù)字化傳輸。

2、增強(qiáng)抗電磁干擾能力

監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備采用抗干擾技術(shù)設(shè)計，通過相關(guān)試驗

3、推廣應(yīng)用先進(jìn)傳感技術(shù)及裝備

推廣使用架構(gòu)簡單系統(tǒng)，推廣激光、紅外、自診斷、多參數(shù)、無線等傳感器。

4、提升傳感器的防護(hù)等級

將采掘面?zhèn)鞲衅鞯姆浪劳馕锏燃売蒊P54提升到IP65，適應(yīng)工作面惡劣場所。

5、完善報警、斷電等控制功能

系統(tǒng)實現(xiàn)分級報警、邏輯報警、就地斷電和區(qū)域斷電功能。

6、支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合

采用地面和井下兩種方式，實現(xiàn)融合有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，融合監(jiān)測監(jiān)控與 GIS技術(shù)。消除系統(tǒng)獨(dú)立孤島，實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)互通，增值數(shù)據(jù)利用。

7、格式規(guī)范化

支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。系統(tǒng)主干網(wǎng)應(yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng) 。

8、增加自診斷、自評估功能

實現(xiàn)系統(tǒng)定期的自診斷、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。

9、加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

應(yīng)具有偽數(shù)據(jù)標(biāo)注及異常數(shù)據(jù)分析、瓦斯和火災(zāi)等的預(yù)測預(yù)警、大數(shù)據(jù)分析以及與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù)功能。

10、應(yīng)急聯(lián)動

在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應(yīng)急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動。

11、提升系統(tǒng)性能指標(biāo)

系統(tǒng)巡檢周期不超過20s，異地斷電時間不超過40s，備用電源斷電后正常供電時間4h，具有雙機(jī)熱備自動切換。

12、增加加密存儲要求

為有利于安全監(jiān)管監(jiān)察和企業(yè)安全管理，采用加密算法對重點(diǎn)區(qū)域的信息進(jìn)行加密存儲，確保數(shù)據(jù)無法被破解篡改。

13、方便用戶使用、維護(hù)、培訓(xùn)

軟件界面友好，方便調(diào)用，強(qiáng)化幫助功能。

四、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)作為煤礦信息化的基礎(chǔ)將得到越來越多的關(guān)注和重視，作用越來越凸顯，越來越作為煤礦信息化的關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行建設(shè)和管理，將朝以下方向進(jìn)行發(fā)展：

（1）全數(shù)字化

數(shù)字化是減站減線、智能化、技術(shù)性能提升的基礎(chǔ)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模塊化、功能組合化

通過標(biāo)準(zhǔn)化提高兼容性、可互換性;規(guī)范網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式，促進(jìn)相關(guān)系統(tǒng)的互聯(lián)互通;模塊化促進(jìn)智能制造、精品生產(chǎn)，方便使用維護(hù);功能組合可減少設(shè)備資金投入，提高設(shè)備利用率。

（3）智能化

智能傳感、智能傳輸、智能控制、智能存儲、分析與應(yīng)用，可為未來智能化礦山、智慧礦山建設(shè)打下堅定基礎(chǔ)。

（4）使用傻瓜化

最大限度降低對使用者的要求，提高使用效能;設(shè)備免維護(hù)，減少維護(hù)工作量。

五、結(jié)束語

隨著科技的不斷進(jìn)步和對機(jī)器人代替人類工作的不斷需求，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)基于現(xiàn)代智慧理念，正在將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動控制、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合，形成礦山感知、互聯(lián)、分析、自學(xué)習(xí)、預(yù)測、決策、控制的完整智能系統(tǒng)，在未來的煤礦，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)都發(fā)揮著不可替代的作用。未來我們將不再看到滿面煤灰的煤礦工人們，替代他們的將是一批智能化的機(jī)器人礦工。

參考文獻(xiàn)

[1]《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函〔2016〕5號）.

[2]《國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)2018年重點(diǎn)工作責(zé)任分工的通知》（煤安監(jiān)辦〔2018〕5號）.

[3]AQ6201-2019《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》.

[4]AQ1029-2019《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》.

[5]關(guān)于印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》的通知發(fā)改能源〔2020〕283號.