煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設及未來展望

1、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設及未來展望摘要：依據(jù)國家對安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的要求，王樓煤礦對安全監(jiān)控系統(tǒng)進 行升級改造工作，通過升級改造完成了多系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)了系統(tǒng)之間聯(lián)動控制 功能；實現(xiàn)了全數(shù)字化傳輸；在設備抗干擾、防護等級、智能化及穩(wěn)定性方面也 均有較高提升，有效提升了煤礦安全生產(chǎn)整體水平，并為建設智能化礦井打下基 礎。本文首先分析了當前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設介紹，接下來詳細闡述了 智能化建設瓶頸，最后對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設未來展望，希望通過本文 的分析研究，給我國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設及未來展望的分析研究做出貢 獻，同時希望給行業(yè)內人士以借鑒和啟發(fā)。關鍵詞：安全監(jiān)控智；能化

2、引言中國煤炭資源豐富，采集的過程卻面臨重大風險，自然災害也嚴重影響采集 過程。雖說近年來生產(chǎn)形勢有所改變，但特大事故的發(fā)生還是行業(yè)內一個值得關 注的問題。為響應國家提出的煤礦生產(chǎn)智能化的要求，完善煤礦有關部門安全管 理，要加大煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控體系建設力度，增加煤礦信息交流，建立煤礦安全 信息管理系統(tǒng)，從整體上對煤礦安全進行控制。近幾年煤礦事故給社會帶來了許 多不利影響，在這種情況下，許多大中型企業(yè)開始全力以赴利用相關的信息技術， 根據(jù)企業(yè)的具體情況來建立企業(yè)安全管理體系，研究安全信息管理系統(tǒng)，從而降 低生產(chǎn)過程中的風險，幫助預測并管理隱患，采取適當措施，確保生產(chǎn)安全。煤 礦安全信息管理系統(tǒng)是煤

3、礦安全生產(chǎn)管理的重要手段，對煤礦生產(chǎn)起著非常重要 的作用，同時滿足井下生產(chǎn)安全需要和地面管理需求。煤礦安全信息管理系統(tǒng)采 用電子計算機技術處理安全生產(chǎn)信息，為煤礦管理者提供決策信息，加強礦山安 全生產(chǎn)管理和科學決策，達到減少礦山事故發(fā)生的目的。1當前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設介紹當前系統(tǒng)基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線通信架構，采用分布式控制、多系統(tǒng) 數(shù)據(jù)融合、斷線續(xù)傳、電磁兼容、設備故障診斷等技術，部分指標超過同行業(yè)水 平。作為KJ70X煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的專用主干網(wǎng)，不與其他系統(tǒng)共用環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng) 主干線纜分設兩條，從同一個井筒保持一定間距的不同位置進入井下。田莊煤礦 井下所有分站至主干網(wǎng)之間采用工業(yè)

4、以太網(wǎng)進行通訊，光纖直接進入分站。模擬 量傳感器至分站的有線傳輸采用RS485總線進行數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)所有系統(tǒng)均升級改 造后，通過相關系統(tǒng)交互協(xié)議，在地面監(jiān)控軟件或多系統(tǒng)集成平臺上實現(xiàn)安全監(jiān) 控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡系統(tǒng)、調度廣播系統(tǒng)等多種異構系統(tǒng)信息的融 合，通過GIS 一張圖、一張表展示。在瓦斯超限、火災、斷電等需立即撤人的緊 急情況下，安全監(jiān)控系統(tǒng)自動與應急廣播、通信、人員位置監(jiān)測等系統(tǒng)應急聯(lián)動。 通過井下應急廣播系統(tǒng)通知危險區(qū)域人員撤離，通過人員位置監(jiān)測系統(tǒng)雙向緊急 呼叫功能，自動通知危險區(qū)域人員進行撤離等。田莊煤礦已實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與三維 GIS技術的融合，通過三維GIS平臺的支持，可

5、直觀地看到田莊煤礦地面及井下的 空間分布，以及安全監(jiān)控系統(tǒng)重要設備的安裝位置。為了更好地實現(xiàn)安全生產(chǎn)， 更好地利用智能化為工業(yè)化服務，真正讓智能化達到隨時隨地為煤礦安全生產(chǎn)服 務。田莊煤礦在系統(tǒng)軟件聯(lián)動平臺的基礎上自主研發(fā)了安全生產(chǎn)共享數(shù)據(jù)平臺 APP軟件。此軟件集安全監(jiān)控、人員定位、礦井地圖、視頻監(jiān)控、頂板離層、廣 播、資料庫等功能于一體，可兼容不同廠家的系統(tǒng)，涵蓋煤礦生產(chǎn)過程中各個方 面。將安全生產(chǎn)共享數(shù)據(jù)下載到手機上，在井上可以實時監(jiān)控，如有危險可以及 時發(fā)現(xiàn)，及時安排處理。在井下亦可以實時監(jiān)控，及時處理危險因素，克服了井 上井下溝通不及時的缺陷，同時真正讓安全握在自己的手中。2智能化建

6、設瓶頸智能化建設一直是煤礦可持續(xù)發(fā)展的源動力。近些年來，王樓煤礦持續(xù)推進 智能化建設，建成了安全監(jiān)控、人員位置監(jiān)測、應急廣播、調度通信、無線通信、 視頻監(jiān)控等多套智能化相關系統(tǒng)。在提升礦井安全生產(chǎn)，智能管控方面發(fā)揮了積 極的作用，也為礦井高效生產(chǎn)及安全管控起到重要支撐。但隨著礦井建設系統(tǒng)逐 步增多，功能不斷加強，特別是安全監(jiān)控系統(tǒng)，也表現(xiàn)出了越來越多的使用瓶頸， 主要有以下幾個方面：（1）系統(tǒng)穩(wěn)定性、準確性有待提高。目前礦井建設的系 統(tǒng)眾多，各系統(tǒng)之間易相互干擾，特別是變頻設備的應用易干擾安全監(jiān)測，出現(xiàn) 偽數(shù)據(jù)。設備防護等級較低，在開采深部煤層后，高溫高濕易銹蝕監(jiān)控設備。（2）模擬傳輸信號不能

7、復用，每個傳感器必須通過一條獨立電纜與分站信號傳 輸，布線量大；（3）通信協(xié)議不規(guī)范，井下各系統(tǒng)單獨布線，無融合功能，重 復敷設電纜，不能共線共攬，不能進行應急聯(lián)動。（4）功能不完善，性能不高。 智能化低，不能自診斷，偽數(shù)據(jù)標注，調校提醒；容易篡改數(shù)據(jù)；備用電源時間 短；模擬量傳輸誤差大；巡檢周期長顯示數(shù)據(jù)為非實時數(shù)據(jù)；異地斷電時間2倍 巡檢周期。針對上述問題，煤礦對系統(tǒng)進行了全面升級，以KJ90NB系統(tǒng)為基礎， 通過完善功能、增加設備、接口對接等方式，實現(xiàn)了安全監(jiān)控系統(tǒng)全數(shù)字化傳輸、 高抗干擾設計、新技術的應用，同時實現(xiàn)了安全監(jiān)控與人員位置監(jiān)測、應急廣播、 調度通信等系統(tǒng)的融合聯(lián)動。升級后的

8、KJ90X系統(tǒng)功能完全滿足國家（煤安監(jiān)函20165號）文件對新系統(tǒng)的相關要求。3煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設未來展望3.1礦用物聯(lián)網(wǎng)技術煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)目前雖然已經(jīng)實現(xiàn)了與人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡系統(tǒng)、調 度廣播系統(tǒng)等多種異構系統(tǒng)信息的融合，但只是井上融合，是利用單獨建設的信 息系統(tǒng)為平臺，進行的數(shù)據(jù)集中采集后的融合，各系統(tǒng)設備井下仍獨立工作，并 未實現(xiàn)集中融合。信息數(shù)據(jù)只能達到集中，難以實現(xiàn)分發(fā)共享，特別是向井下關 鍵監(jiān)控區(qū)域安全管理人員分發(fā)綜合性的安全監(jiān)測監(jiān)控信息。未來，建立統(tǒng)一標準， 實現(xiàn)各異構系統(tǒng)井下融合將會是煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化發(fā)展的主要方向。3.2研制高可靠性的礦用傳感器研制高可靠性

9、、品種齊全的礦用傳感器。充分利用微處理的優(yōu)點，做到自診 斷、自校正、自調零、配置標準遠傳接口，以提高傳輸?shù)目煽啃?、?shù)據(jù)輸出的簡 單性和傳感器的互換性。3.3期待量子通訊技術的應用因為無線通信的特殊優(yōu)勢，在緊急情況下凸顯其重要性。但是由于無線通信 的技術依賴基站，受制于井下巷道特殊環(huán)境，通訊質量的可靠性，嚴重依賴通信 基站的密集程度。4G技術的井下應用，使井下無線通信成了形式。而據(jù)資料顯示， 目前國家大力推廣的5G通訊技術，將建設更為密集的通訊基站。這意味著，5G 通訊技術也將不會成為井下實用的無線通訊技術一一井下不需要高流量的帶寬， 需要的是可靠的通訊，是在最關鍵的時候能夠發(fā)出哪怕只有幾K字節(jié)的呼救信息。 量子通訊，由于具有眾所周知的特性，我們期待他的的成熟，期待真正的無線通 訊的技術用于礦井，無論在日常安全生產(chǎn)管理，還是應急救援通訊，成熟的量子通訊技術，都將會起到舉足輕重的作用。結語隨著科技的不段發(fā)展與進步，開采自動化程度的提高，煤礦安全監(jiān)控技術已 逐步滲透到采、掘、機、運、通、辦公管理各個環(huán)