雅矿井下矿网络数字化综合监控系统应用

张新胜

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

雅矿井下矿网络数字化综合监控系统应用

张新胜

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

文章主要介绍雅矿井下矿以数字化综合监控系统为平台，实现井下矿监测监控、人员定位、通讯联络功能及应用。采用综合监控系统是确保井下矿安全生产的基础，也是确保井下作业人员生命安全的重要措施，为矿井的自动化系统提供一个高速、安全、可靠的信息传输平台。

监控监测；人员定位；通信联络

联系人：张新胜，男，31岁，本科，自动化工程师，哈密（839000）新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司

E-mail：zhangxs1@bygt.com.cn

1 前言

雅满苏铁矿井下矿隶属于新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司，设计能力为30万t/a，设计开采垂深180m，中段高度 60m，分别为 820m、760m和 700m三个中段。根据国家相关规定要求，矿井建设必须建设监测监控系统、人员定位系统、通信联络系统。为保障矿井安全及为井下人员提供必需的安全条件，在雅矿井下开采系统建设了网络数字化结合监控系统。

2 数字化综合监控系统概述及网络结构架

数字化综合监控系统基于矿井工业以太环网为数字通讯网络结构，能够将矿井各环节系统的工作状态信息、安全信息实时传递到矿井生产安全调度指挥中心，为矿井的自动化系统提供一个高速、安全、可靠的信息传输平台，为各级管理提供充分的、实时的信息依据，为矿井建设自动化平台提供基础平台。“数字化综合监控系统”平台其主要任务之一是建立高速的工业以太环网络，解决所有子系统传输物理通道。具有数字化、高速化、智能化、标准化，安全可靠、易扩充升级的特点，以此保障生产活动的正常进行和井下工作人员的生命安全。因此要确保网络设备的冗余性以及所组网络的稳定性，同时要能够适应井下恶劣工作环境的要求。井下数字综合监控系统结构见图1。

随着网络技术的迅速发展，工业以太网+现场总线的自动控制网络结构正受到广泛的应用，以工业环网为架构，确保光纤网络中的任何位置发生一个断点事故均可在瞬间内完成链路通信的恢复。具体的组网方式见图2。

图1 雅矿井下数字化综合监控系统结构图

图2 井下工业环网结构图

3 综合监控系统

综合监控系统由监测监视、工业电视监控、井下广播、无线通信及人员定位等组成，采用温度、压力等传感器现实井下环境实时监测，采用高清网络摄像头实现全面直观的了解掌握井下作业情况，采用IP网络广播及无线通讯，实现无障碍全方位沟通联系及生产调度，采用ZigBee技术实现井下作业人员实时动态定位，确保矿井安全。

3.1 监测监控系统简述

监控系统采用集散式控制体系结构，配置灵活，可满足矿井不同情况的需要。矿井监测监控部分采用三级结构：第一级为地面监控中心；第二级为数据传输链路；第三级为前端数据采集、控制部分，包括各类传感器、控制器等设备。

地面监控中心由1台工控机作为主控机，1台热备，主机通过环网平台地面、井下传感器通讯。地面、井下传感器总线分别就近接入环网交换机实现与监控主机通讯。为了防止意外停电对整个系统的影响，在监控中心设置不间断电源1台。中心站可在监控主机实时显示环境参数、生产工况参数，动、静态图形，数据，曲线，采掘工程平面图，模拟量配置图等。安全监测监控设备安装地点见表1。

表1 安全监测监控设备安装地点

3.2 工业电视系统简述

工业电视井下视频信号就近接入的工业以太环网交换机，通过划分的独立工业电视监控环网VLAN，传输到地面核心交换机进入管理网；地面工业电视信号光纤直接接入核心交换机。所有视频信号进入中心机房的网络视频管理服务器（服务器+磁盘阵列柜）进行录像存储，网络用户通过授权访问服务器能够监控图像定点、循环或选择循环显示,还能够控制全方位摄像仪的动作（云台的上、下、左、右旋转，镜头的变焦大小、调焦远近、光圈明暗等），并可通过网络对录像文件进行查询回放。

3.3 无线通信及人员定位管理系统

该系统采用标准工业以太网结构，TCP/IP协议，WiFi协议，能够实现矿区井上与井下系统的语音、数据、图像传输等功能。KT130R型矿用无线通信系统由SIP软交换系统、环网平台、矿用光网络终端、KTW139C矿用无线基站、KTW140B矿用 WiFi手机、监测分站、无线接收器、无线编码发射器及其它配套设备组成。无线通信服务器作为系统的软交换中心，采用IP语音通信，集成了全套的语音、数据、互联网服务及多种整合通信功能，满足矿方的调度通信要求，并能适应未来的发展。主机支持多种信令，包括七号、PRI、一号；IP协议支持SIP协议和H.323协议，并具备多种接口，包括FXS模拟用户线接口、FXO模拟外线接口、IP电话接口、E1数字中继等。矿用无线基站作为无线收发单元，从用户到网络以及从网络到用户之间的通信传输站，实现无线通信和人员定位功能，含工业级、网管级、冗余以太网交换机（可选）及不间断电源。

4 结束语

雅矿井下监测监控系统实现了对井下CO浓度、温度、风速的动态监控，并制定了紧急情况下及时断电撤人制度，为矿井安全管理和避险救援提供决策、调度和指挥依据。系统配置人员定位系统，实现对入井人员的动态管理，可以准确掌握各个区域作业人员的情况，加强了对人员的安全管理并及时有效避险。通信联络系统的投入，实现井上下和各个作业地点通信联络，为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确的信息。

[1]中华人民共和国安全生产行业标准.金属非金属地下矿山通讯联络系统建设规范.AQ2036-2011.

[2]中华人民共和国安全生产行业标准.金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范.AQ2032-2011.

[3]中华人民共和国安全生产行业标准.金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范.AQ2031-2011.

Application of Integrated Digital Synthesize Supervisory Network System in Underground of Yamansu Mine

ZHANG Xin-sheng
（Xinjiang Iron&SteelYamansu Mining Co.Ltd）

This paper introduces the integratedmonitoring system for digitalplatforms,realization ofundergroundmine monitoring and controland personnel fixed position and communication.The system is to ensure that fundamentalbasis forundergroundmine safety production，alsoensure safety ofoperator.Mineautomationmessaging platform system is fast and secureand reliable.

supervisory control;personnel fixed position;communication

TP277

A

1672—4224（2014）01—0044—03