摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的煤矿工程的发展也有了很大的提高。随着煤矿安全监控技术快速发展，新的传感技术、信号传输技术、大数据分析及多系统融合分析技术越来越成熟，为升级改造提供丰厚技术储备。以激光、光纤传感器为代表的新型传感器取代老式的电化学类传感器，解决因杂质气体干扰及电化学传感器自身不稳定性产生的经常性误报警问题；以数据传输取代模拟传输，解决因大型变频设备投入对安全监控系统信号传输的干扰问题；增加业务关联分析，解决重采集轻分析的缺陷，实现更加智能的多级报警及逻辑业务报警；增加多系统融合，实现从“事后监测”到“事前预警”。通过对安全监控系统升级改造，增强了安全监控系统的准确性、稳定性、可靠性和易维护性。当井下存在环境风险时，系统能够自动及时联动预警，故障得以快速处理，提升了煤矿安全保障能力。
关键词：煤矿安全；监控系统；升级改造
引言
自2016年12月29日国家煤矿安监局印发《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》通知后，煤矿安监局通过科学谋划部署、制定实施标准、试点探索经验、资金支持引导、开会总结推广、指导协调对接和督导推进强化应急管理等多种举措，稳步推进监控系统升级改造工作。经过升级改造，安全监控系统各项性能指标得到大幅度提高，实现了多系统信息共享融合联动，切实提高预警防灾能力。煤矿安全监控系统升级改造虽取得了可喜成绩，但在升级改造过程中也暴露了不少问题。
1系统基本结构
KJ90X系统主要由中心站部分（主机、备用机、监控软件、打印机、录音电话、UPS电源、电源避雷器）、数传部分（网络交换机）、数据采集部分（监控分站、区域控制器、防爆电源）、终端感知部分（各种传感器、报警器、馈电断电器）等设备组成。由于煤矿安全监控系统采用先进的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。地面监控中心站及网络终端，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据，监测信息可以在调度大屏上轮换显示。系统监控地面中心站采用全网络化结构，便于将监测信息、图像信息及文件进行实时共享。系列化智能监控分站主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等任务。各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器等设备，是整个监测系统最前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输，对监控分站控制指令的执行。
2安全监控系统升级要点
2.1系统组网方式升级
系统主干网应采用工业以太网，分站至主干网之间宜采用工业以太网，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus。“十三五”末应采用工业以太网，系统巡检周期不超过20s。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地面中心站增加核心交换机，用于监控系统内网和连接外网的管理；增加井下环网交换机，和地面核心交换机形成一体式冗余环网方式；安装环网交换机管理软件平台1套，用于工业以太网实时对网络设备的配置。
2.2提升传感器防护等级
鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司唐家会煤矿升级改造前使用的是KJ90NB型分站，分站与传感器通信采用频率/电流模式。为满足RS485智能传感器的接入，提高设备抗干扰能力、信号传输可靠性及稳定性，并增加传感器自识别功能。分站升级后，与传感器之间全部采用数字信号进行数据通讯。可实现对传感器远程参数设置、远程查看设备状态信息等功能，有效提升传感器、断电器等设备数据传输的抗干扰能力，解决了安全监控系统的“误报、误控”现象。
2.3电源箱升级
备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h；更换电池要求由仅能维持1h时必须更换，提高到仅能维持2h时必须更换；分站的最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）实行分级管理，分别为2km、3km、6km。电源箱具备通信网络的工作状态显示。
2.4推广应用先进技术及装备
推广使用架构简单系统以及激光、红外等低功耗传感器、自诊断型传感器，鼓励使用多参数传感器。突出矿井的采煤工作面进、回风巷、煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中，采区回风巷、总回风巷瓦斯传感器推荐使用激光、红外等全量程传感器。在采煤工作面和掘进工作面分阶段、分批次更换GJG100J激光甲烷传感器，利用甲烷特征气体对应的独立的吸收波长进行测量，本身不受水汽的影响，利用光路可分特性，实现了传感器实时自校准功能，调校周期长，适于井下工作面或含有硫化氢气体的矿井使用。
2.5支持多网多系统融合、应急联动
多系统采用地面融合方式，由于各系统属于不同厂家，需要各厂家共同配合，对各自软件进行统一协议，开放数据库端口，增加部分设备，并在公司调度指挥中心建立多系统融合平台，从而达到系统多网、多系统融合及应急联动的功能。工控机共计2台，型号：研华工控610/i7/8G/1T/1G独立显卡；2×1000网卡；数字转接板；24寸显示器（2台）。软件接口：定制版，内含报警电话联动模块（实现区域报警电话联系）、人员定位联动模块（实现区域报警时人员收到信息双向紧急呼叫功能）、应急广播联动模块（实现区域报警时广播播放通知）。安装辅材：硬件防火墙一套（信息中心要求增加硬件防火墙（华为F100-M-G2）；铠装尾纤60根、MHYVR1×4×7/0.52电缆300m。
结语
安全监控系统升级改造是实现矿井安全生产的的必要手段，通过升级改造可以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。同时还能实现多系统融合和信息共享，提高煤矿安全预测预警水平，能够充分发挥安全监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，也为通防工作提供更加准确的数理依据，为煤矿灾害预控系统的有效构建奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]梁博森.煤矿安全监测监控技术现状及发展趋势[J].内蒙古煤炭经济，2017（12）：71-72.
[2]汪丛笑．煤矿安全监控系统升级改造及关键技术研究[J].工况自动化，2017，43（02）：1-6.
论文作者:刘光亚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
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