煤矿安全监控系统智能化建设及未来展望

黄祥祥 李 鹏 王桂婷

（山东能源临矿集团田庄煤矿，山东 济宁 272103）

1 煤矿安全监控系统升级改造前存在的问题

（1）系统稳定性、准确性有待提高，抗电磁干扰能力低，防护等级低，遇淋水等误报警，模拟信号易受传输线路干扰，冒大数、伪数据等。

（2）由于模拟传输信号不能复用，每个传感器必须通过一条独立电缆与分站信号传输，布线量大。

（3）通信协议不规范，井下各系统单独布线，无融合功能，重复敷设电缆，不能共享共缆，不能进行应急联动。

（4）功能不完善，性能不高。智能化低，不能自诊断、伪数据标注、调校提醒，容易篡改数据，备用电源时间短，模拟量传输误差大，巡检周期长，显示数据为非实时数据，异地断电时间2倍巡检周期。

（5）催化原件传感器性能差。

2 当前煤矿安全监控系统智能化建设介绍

为提高煤矿安全监控系统准确性、灵敏性、可靠性、稳定性和易维护性，增强煤矿安全保障能力。根据《国家煤矿安监局关于印发〈煤矿安全监控系统升级改造技术方案〉的通知》(煤安监函〔2016〕5号) 精神，按照鲁煤监技装〔2017〕70号文件《山东煤矿安全监控系统升级改造技术方案实施标准》对田庄煤矿的安全监控系统进行改造。

田庄煤矿自2017年10月开始着手准备监控升级改造项目，先后到里彦煤矿、鲁西煤矿和全省示范化矿井新驿煤矿进行调研。向集团公司提出升级改造一体化论证，积极响应省煤监局监控升级改造标准要求，开展升级改造工作。

新系统基于工业以太环网+现场总线通信架构，采用分布式控制、多系统数据融合、断线续传、电磁兼容、设备故障诊断等技术，部分指标超过同行业水平。作为KJ70X煤矿安全监控系统的专用主干网，不与其他系统共用环网。环网主干线缆分设两条，从同一个井筒保持一定间距的不同位置进入井下。田庄煤矿井下所有分站至主干网之间采用工业以太网进行通讯，光纤直接进入分站。模拟量传感器至分站的有线传输采用RS485总线进行数据传输。现所有系统均升级改造后，通过相关系统交互协议，在地面监控软件或多系统集成平台上实现安全监控系统、人员定位系统、通信联络系统、调度广播系统等多种异构系统信息的融合，通过GIS一张图、一张表展示。在瓦斯超限、火灾、断电等需立即撤人的紧急情况下，安全监控系统自动与应急广播、通信、人员位置监测等系统应急联动。通过井下应急广播系统通知危险区域人员撤离，通过人员位置监测系统双向紧急呼叫功能，自动通知危险区域人员进行撤离等。田庄煤矿已实现监控系统与三维GIS技术的融合，通过三维GIS平台的支持，可直观地看到田庄煤矿地面及井下的空间分布，以及安全监控系统重要设备的安装位置。

为了更好地实现安全生产，更好地利用信息化为工业化服务，真正让信息化达到随时随地为煤矿安全生产服务。田庄煤矿在系统软件联动平台的基础上自主研发了安全生产共享数据平台APP软件。此软件集安全监控、人员定位、矿井地图、视频监控、顶板离层、广播、资料库等功能于一体，可兼容不同厂家的系统，涵盖煤矿生产过程中各个方面。将安全生产共享数据下载到手机上，在井上可以实时监控，如有危险可以及时发现，及时安排处理。在井下亦可以实时监控，及时处理危险因素，克服了井上井下沟通不及时的缺陷，同时真正让安全握在自己的手中。

3 煤矿安全监控系统智能化建设未来展望

随着未来科技不断发展，安全监控系统智能化技术也必将长足发展，目前来看，有以下几个发展方向。

3.1 矿用物联网技术

煤矿安全监控系统目前虽然已经实现了与人员定位系统、通信联络系统、调度广播系统等多种异构系统信息的融合，但只是井上融合，各系统设备井下仍独立工作，并未实现集中融合。未来，实现各异构系统井下融合将会是煤矿安全监控系统智能化发展的主要方向。

3.2 特大事故预警技术

当前煤矿监控系统主要有报警、断电功能，一些煤矿的安全监控系统已经具备了特大事故预警的功能。但在实际应用过程中准确率不高，不能满足安全作业要求。因此，特大事故预警技术的研究是未来发展方向之一。

3.3 云计算、大数据应用

当前安全监控系统数据存储量大，只能实现简单的数据分析、逻辑控制，无法对标校信息、报警信息类型进行区分，无法根据数据库进行智能化重大隐患预警。将云计算、大数据技术应用到安全监控系统，能将存储的井下信息资源统一管理，并进行智能化数据分析。

3.4 研制高可靠性的矿用传感器

研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器。充分利用微处理的优点，做到自诊断、自校正、自调零、配置标准远传接口，以提高传输的可靠性、数据输出的简单性和传感器的互换性。

随着科技的不段发展与进步，开采自动化程度的提高，煤矿安全监控技术已逐步渗透到采、掘、机、运、通、办公管理各个环节，为煤矿安全生产和高产高效发挥了重要的作用。随着智能化技术的发展，高性能的煤矿安全监控系统在我国有着广阔的前景。