矿山安全生产综合调度监控系统的设计和应用

唐明光

(中煤科工集团南京设计研究院， 江苏南京 210031)

矿山安全生产综合调度监控系统的设计和应用

唐明光

(中煤科工集团南京设计研究院， 江苏南京 210031)

矿山安全生产综合调度监控系统是在运用高速发展的以太网网络技术的基础上建成的一套技术先进、实用性强，适于长期发展的在国内具有先进水平的监测监控系统。多个矿山的生产应用结果表明:该系统解决了矿山井上下安全监测监控、生产环境检测、工业保安监控、安全生产指挥等方面的问题。同时实现了信息共享，使矿山调度室、各二级调度室、矿领导及业务科室、局域网内的有权用户甚至internet有权用户都能实时获得所有监测监控信息，并在矿山调度室通过大屏幕直观显示所有安全信息和生产动态，为保障矿井安全生产提供了技术支撑。

矿山;安全生产;综合调度;在线监控

1 矿山综合调度监控系统组成

矿山安全生产综合调度监控系统由安全监控系统、工业电视系统、大屏幕显示系统、调度机系统组成(见图1)。系统根据企业安全生产实际需求及各职能科室管理方式划分为调度监测、安全生产、管理技术和决策分析4个模块，同时提供统一的信息门户以方便用户进行综合数据查询，系统性能稳定、信息量丰富、图形直观、动感强，功能强大。

图1 综合调度监控系统

在枣庄矿业集团蒋庄煤矿的设计实例中，安全监控系统共设有分站17台(最大64个)，测点240多个，每个分站可以挂接8个模拟量，20个开关量、2个标准RS485智能接口，系统最大巡检周期为12.8 s，中心站到分站传输距离≦20 km，差分同步二相码无极性传输，系统采用双机热备自动切换，具有变值变态记录、函数运算、智能传感器、切支技术、异地断电、加电控制、闭锁控制、瓦斯抽放、核子秤计量、供电监测、排水自动监控综合保护等先进技术性能，各种传感器测量精度高，稳定性好，并通过网络传输数据。

工业电视系统共有摄像仪16台，全部采用低照度微光摄像技术(≦0.005 LUX)，主要地点采用全方位、全天候一体化、三可变、高清晰度摄像仪，并可以通过网络或控制键盘对摄像仪进行控制，所有图像都经过网络和闭路电视系统传输，实现资源共享。

大屏幕显示系统采用2块120英寸DNP高清晰度背投屏组成背投幕，4台ASK投影机，每2台为1组交替运行，采用双反射镜二次反射技术。大屏控制系统采用美国快思聪触控技术，共有8路RS232端口，6路485/422双向端口，8路 A/D端口，8路继电器端口，可以任意编程，实现各种控制(灯光、空调、投影机、音响等)，配有VGR矩阵和视频16画面分割器，可以实现VGR和视频信号的任意切换和16画面分割，通过多屏卡，可以实现视频图像任意跨屏拖动和缩放，可以连接多种信号源，同时驱动多台显示器和投影机，分别显示不同画面的内容，触摸屏控制操作简单。

调度机系统:200门安全栅设计，防雷击、抗静电、扛过电压、过电流。主机及电源全部采用双机热备份，保证系统的可靠性。具有数字中继、环路中继、2B+D、多媒体功能，具有群呼、集呼、强插、强拆、监听等多种功能。系统稳定可靠，为矿井安全生产、调度指挥发挥了巨大的作用。

该系统依托局域网，实现了工业电视图像和监控信息在调度室的实时显示。通过internet网远程传输可以实现信息共享。具有绘制、修改各种模拟图形及对各种报表、数据曲线、图形的分析、查询功能，还有自我诊断、远程网络控制、设备运行状态及累计时间等功能。

2 系统的创新点和技术特点

(1)将安全监控信息和闭路电视系统实现了二网并一，做到了资源共享。

(2)网络支持TCP/IP互联网协议。开放的组态接口，增强了网络功能和远程监控自动化。

(3)主控室投影系统实行双机热备用，二次反射双屏方式，提高了系统运行可靠性和图像清晰度。

(4)对系统软件实行了高度集成，功能较强、开放性好，易于扩展。

(5)安全监控系统做到了常规传感器和智能传感器共用，扩大了控制能力。

3 系统监控手段

(1)通过对井下各工作面的瓦斯监测，有效预防了瓦斯突出、瓦斯爆炸等突发事故的发生，有力地保障了矿井的安全生产。

(2)通过对井下各工作面、机电硐室的温度监测，有效地预防了火灾的发生。

(3)通过对井下各主要巷道的风量、风速监测，使通风系统能够更加合理的配置风量，有力地保证了安全生产。

(4)对于一氧化碳浓度较高的矿井，通过其浓度的监测，可以为有效预防发火提供可靠依据。

(5)通过对井下水仓水位、抽风机和压风机开停情况等的监测，为安全生产提供了有力保障。

(6)通过对地面各重要岗位的监控，有效杜绝了矿山物资的流失，促进了矿区稳定。

4 系统实现的主要功能

4.1 调度监测

本部分实现了对人员定位、瓦斯监控、生产监控、皮带运输集控系统、视频监控、原煤计量、选煤厂自动化系统、轨道衡系统、调度通信系统、地磅计量、原煤质量检测系统、电力监控系统、煤矿无线通信系统、矿井电机车运输监控系统、压风监控系统、水位水量监控系统、污水处理系统等系统的综合集成，对各个子系统的数据进行综合汇总，工作人员可以直观看到巷道图上所显示的各个子系统上的数据，根据这些数据对井下情况进行综合的分析和下达生产调度指令。

4.2 安全生产

本部分实现了煤矿安全生产、调度值班、跟班上岗、煤炭产量、装车外运、生产事故、综合台帐、各种工业监控系统信号集成、规章措施和安检通报管理等功能。对于提高煤矿企业的安全生产水平和调度指挥能力，发挥了重要作用。

4.3 管理技术

实现了规章规程管理、图纸表格管理、地质预测、测量成果、新技术应用、技术革新表彰、科技成果表彰等管理功能。

4.4 决策分析

系统通过分布数据采集，集中传输，信息集中融合处理，可以从安全统计、事故分析、设备状态、生产消耗、管理实效等5个方面进行专家系统分析决策，反馈给决策者进行调度指挥。

5 结束语

该系统有效地利用先进信息网络和计算机技术，解决了信息化在信息网络和系统工程中的实际应用难题，使各级生产调度人员可以通过监视远端传送上来的现场图像、语音和环境数据，直观、准确和及时地了解生产区域实际工况，降低了事故报警处理时间，提高了事故处理决策的及时性和准确性，在矿山、电力、石油、化工、水泥等行业都能广泛应用，特别是煤炭行业。枣庄矿业集团多个煤矿的应用结果表明，该系统对提高煤矿企业的安全、生产、调度和管理自动化水平起到了重要作用。

［1］ GB50581－2010.煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准［S］.

［2］ 马 莉，卢建军，赵安新，等.煤炭企业网络化远程监测、专家诊断及指挥调度系统的研究与设计［J］.煤炭工程，2007，(7):99－102.

［3］ 沈 权，王年松.安全生产信息监控系统在青东煤矿的应用［J］.工矿自动化，2011，(7):108－111.

［4］ 煤炭工业部安全司.矿井安全监控原理与应用［M］.徐州:中国矿业大学出版社，1996.

［5］ 郭宗仁，李 琰.可编程序控制器的应用系统设计及其通信网络技术［M］.北京:人民邮电出版社，2002.

2011－10－19)

唐明光(1970－)，男，山东临沂人，高级工程师，主要从事煤矿建设工程总承包方面的工作与研究，Email:tmggcs@163.com。