山西长治襄垣七一新发煤业有限公司煤矿安全监控系统

王俊波

前言

随着技术的进步，矿井工业化、信息化建设的加快，对安全监控系统性能稳定性、可靠性、数据融合和数据智能分析等提出了更高要求。根实现全数字化传输，具有自诊断、突出报警功能，能够实现系统联动、数据融合，监控系统设备具备抗干扰能力，运行更加稳定可靠。同时《煤矿安全规程》（2016版）对安全监控系统也提出了新的更高要求，提高安全监控系统在安全生产中的作用。

1安全监控系统设计原则

根据国家《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的要求和七一新发煤业安全监控系统的实际应用状况，系统本着架构简单、稳定可靠、低成本、低维护为出发点，以高水准、高质量、高性能价格比为目标，满足高产高效的现代化矿井，对监测监控等管理信息在全方位的实时监测需求下，重点突出：“利旧换新、资源整合、实用简便、安全可靠”基本原则，同时要考虑矿井的近、远期发展，兼顾技术更新和未来发展趋势进行设计，以减少不必要的重复投资。整体方案设计遵循以下设计原则：

1、整体性原则

安全监控系统升级改造是一个系统性的工程，上至井上的系统主机，下至井下的传感器、执行器，各个设备在系统内相互配合、协调工作，从而完成系统的功能及指标，同时需要考虑整个矿井的安全类监测系统的数据融合方案，遵循整体性原则。

2、先进性原则

系统构成采用简单、成熟，具有国内外先进水平，并符合国际发展趋势的技术、软件产品和设备，并且系统应遵守国内、国际上的规范、标准，以保证系统具有较长的生命力和扩展能力。

3、针对性原则

此次监控系统升级改造的内容较多，在满足国家升级改造方案及相关标准要求的前提下，不同的系统提出了高于国家标准的性能指标，完成了多于国家标准的功能，高的指标、丰富的功能，是针对不同的需求而设计的，煤矿现场的升级改造需要针对自身的需求，有选择性的升级附加功能及指标。

4、有效性原则

监控系统升级改造是为了提高安全监测监控新技术新装备在煤矿现场的应用范围，提高安全监控系统技术性能和安全可靠性，适应煤矿安全生产的需要，所以升级改造后的监控系统要确保有效，提高其在煤矿安全生产过程中的作用，确保监测准确、控制可靠，在保证系统有效性的同时，保证升级改造投资的有效性。

5、易操作性原则

针对煤矿工作人员的技术特点，提供先进且易于维护的人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等快速工具。

6、高可靠性原则

高效稳定的系统，可提供全年365天，一天24小时的不间断运行。对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下特殊环境条件，如温度、湿度、瓦斯及其它有害气体等客观环境，以确保系统稳定。

7、标准化原则

将标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。

2安全监控系统升级改造方案

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）、山西煤矿安全监察局《关于进一步做好煤矿安全监控系统升级改造工作的通知》等文件精神，为了促进安全监测监控新技术新装备的推广应用，提高安全监控系统技术性能和安全可靠性，适应煤矿安全生产的需要;为了促进安全监测监控多元融合和信息共享，提高煤矿安全预测预警水平，实现安全监测监控信息的深度分析和综合利用;为了支持安全监管监察，促进煤矿企业合理有效使用安全监控系统，充分发挥安全監控系统在煤矿安全生产中的重要作用，提升井下日常安全生产技术保障水平。针对我矿现有安全监控系统存在问题，需要进行更新升级改造。我矿在充分调研的基础上决定采用中煤科工集团重庆研究院有限公司生产的全新KJ90X安全监控系统。该系统已经取得新的煤安标志证书，符合升级条件。安全标志编号：MFC140166。

本次系统升级改造的传输方式采用新建的工业以太网+RS485总线方式。

系统融合方式本次采用地面融合方式，按照统一的数据格式，通过联网数据接口实现与其他系统的融合，后期可以采用井下融合方式。

系统采用架构简单的网络结构，传感器（执行器）至中心站网络层级不超过3层。

七一新发煤业安全监控系统升级改造属于全部更换改造类型。

主要的改造内容主要包含：机房设备及软件改造、传感器改造、分站改造、环网平台改造、馈电断电器改造6个部分。其中：

1）机房设备及软件改造：采用设备全部更换及软件升级相结合的方式;

2）传感器改造：采用全部更换的方式;

3）分站改造：采用全部更换的方式;

4）馈电断电器改造：采用全部更换的方式;

5）环网平台改造：采用新建的方式;

6）联网上传：采用更换新联网软件方式。

2.1机房设备及软件改造

1、充分利用原有监控机房的UPS电源、打印机、机柜和网络交换机等硬件设备。

2、将监控系统软件升级改造为KJ90X，完善监控系统软件的分级报警、断电控制、灾害预警、数据加密等功能。

3、将监控系统双机热备软件更换为KJ90X最新版双机热备软件。

4、增加1台网络防火墙，防止外界网络非法访问安全监控系统网络。

5、新增2台工控机，用于替换老旧的监控主备机，为监控系统的稳定运行提供可靠保障。

6、在监控主机、监控备机上各增加1个抗干扰模块，并新增2台具备抗干扰能力的显示器。

7、新增数据服务器2台，为数据融合软件提供可靠的运行环境，和监控数据的存储提供可靠保障。

8、新增融合软件1套，提供融合及联动交互接口，与具备融合条件的系统实现联动与数据交换，如：人员定位系统、应急广播系统、供电监控系统等。通过与其他系统的融合，实现在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。

注：人员定位系统、应急广播系统、供电监控系统等的接口软件需矿方协调厂家按接口协议编制并配合实施，如厂家需要相关费用则由矿方另行支付相关费用。

2.2联网上传改造

中煤科工集团重庆研究院有限公司KJ90X煤矿监控系统严格按照《煤矿安全生产在线监测联网备查系统通用技术要求和数据采集标准（试行）》（安监总厅规划【2016】138号）文件要求采集并生成数据。

监控主机上新安装系统联网上传软件1套，实现把采集监测到的甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、局部通风机开停、主通风机开停等并实现甲烷声光报警、断电和甲烷风电闭锁等参数，按照数据契约要求转换生成标准数据，由联网集成厂家实现数据的上传、加密、解析处理。实现“七一新发煤业—长治市局--省厅”安全生产信息联网。

中煤科工集团重庆研究院有限公司KJ90X煤矿监控系统数据联网上传软件在按照安监总厅规划【2016】138号文件要求采集并生成数据的同时，兼顾了全国现有多种协议格式的数据生成。可以按照七一新发煤业现用协议格式生成数据并上传至上级监控平台。