煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

1、煤礦平安監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀與進展 1、國內(nèi)煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)概況 1.1 國內(nèi)政策環(huán)境 為全面提高企業(yè)平安生產(chǎn)水平，國務(wù)院發(fā)布關(guān)于進一步加強企業(yè)平安生產(chǎn)工作的通知，強制推行先進適用的技術(shù)裝備。煤礦、非煤礦山要制定和實施生產(chǎn)技術(shù)裝備標準，須安裝監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)等技術(shù)裝備，并于3年之內(nèi)完成。逾期未安裝的，依法暫扣平安生產(chǎn)許可證、采礦許可證。 另外，依據(jù)國務(wù)院關(guān)于連續(xù)深化開展“平安生產(chǎn)年”活動的通知和關(guān)于進一步加強企業(yè)平安生產(chǎn)工作的通知的具體要求，煤礦企業(yè)必需依據(jù)煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求和煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范的要

2、求，建設(shè)完善平安監(jiān)控系統(tǒng)，確保設(shè)備性能完好、系統(tǒng)靈敏牢靠，充分發(fā)揮其平安避險的預警作用。 這些政策的出臺，將為煤礦企業(yè)的平安生產(chǎn)水平帶來一次大的提升，同時給設(shè)備制造商也帶來巨大的商機。 1.2 國內(nèi)市場需求 截止2021年底，國內(nèi)共有各類煤礦超過18000座，基本都已安裝了煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)。共有在建煤礦項目7039個，按規(guī)模劃分，120萬ta以上大型項目315個、4590萬ta中型項目614個、45萬ta以下小型項目6110個。可見已裝備數(shù)量和在建數(shù)量都相當之大。 目前使用的平安監(jiān)控系統(tǒng)多為2021年以前安裝，部分系統(tǒng)的性能指標已不能滿足新的平安規(guī)范要求，同時煤礦平安監(jiān)控設(shè)備的平安使用壽命基本

3、為35年，而瓦斯監(jiān)測類設(shè)備的平安使用壽命多為12年。因此，估量每年在建及在產(chǎn)礦井更新改造的煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)量約占總量的20以上(約為4000套以上)，各類監(jiān)測儀器儀表超過40萬臺(套)。 據(jù)此分析，截至2021年底，全國在建、在產(chǎn)礦井更新改造以及基建礦井新配備平安監(jiān)控系統(tǒng)的市場需求總量達15000套以上，市場總值達35億元以上。將來3年內(nèi)，每年市場需求將達5000套以上，年市場總值達12億元以上。 按國務(wù)院關(guān)于進一步加強企業(yè)平安生產(chǎn)工作的通知(國發(fā)202123號)中“全部的非煤礦山必需在2021年底前安裝平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)裝備”的明確要求，目前全國非煤礦山共計10萬余個，絕大部分都未安裝

4、平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)裝備，估量3年內(nèi)將新增市場需求總額達300億元，將來市場需求空間巨大。 1.3 國內(nèi)主要煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品 我國煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過了20多年的進展，產(chǎn)品漸漸成熟，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的設(shè)備制造商，有國家級的科研院所，也有民營高科技企業(yè)。這些廠商在研發(fā)力氣、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量和專業(yè)服務(wù)力氣等方面均具有較強實力。從產(chǎn)品質(zhì)量、專業(yè)技術(shù)服務(wù)力氣、企業(yè)實力和生產(chǎn)規(guī)模等方面來看，有國家級爭辯機構(gòu)生產(chǎn)的產(chǎn)品，如kj90nb型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，由煤炭科學爭辯總院重慶爭辯院生產(chǎn)，2021年實現(xiàn)銷售95億元，其中礦用測控類產(chǎn)品產(chǎn)值約4億元；kj95n型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由天地(常州)自動化股份有限

5、公司(煤炭科學爭辯總院常州分院)生產(chǎn)，2021年礦用測控類產(chǎn)品產(chǎn)值約為35億元；kj4n型煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)，由北京瑞賽長城航空測控技術(shù)有限公司(原航天工業(yè)部634所)生產(chǎn)，2021年測控類產(chǎn)品實現(xiàn)銷售約4500萬元。也有一些民營高科技企業(yè)，如kj27型礦山壓力位移監(jiān)測系統(tǒng)和kj385礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)以及kj599煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)，由山東科大中天電子有限公司生產(chǎn)。這些企業(yè)基本代表了我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的行業(yè)技術(shù)水平。 上一頁1 2下一頁 2、目前煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題 2.1 主通訊傳輸速率照舊偏低，系統(tǒng)響應(yīng)時間長 由于煤礦井下環(huán)境惡劣、巷道距離長，多年來在系統(tǒng)傳輸速率上始終沒有大的突破。為

6、了保證長距離牢靠傳輸，大部分系統(tǒng)接受2400 bps或4800bps傳輸速率。一些接受9600 bps傳輸速率的系統(tǒng)，為達到超過15 km傳輸距離的要求，需要增加中繼器，而中繼器往往會被認為是通訊牢靠性的瓶頸。 部分廠家在傳輸鏈路中增加礦用光端機，接受光纖傳輸方式實現(xiàn)高速率遠距離信號傳輸，提高了信號傳輸?shù)睦慰啃?，尤其是在抗雷擊性能方面有極大的優(yōu)勢。 2.2產(chǎn)品易用性增加，但關(guān)鍵傳感器技術(shù)仍需提高 眾多廠商的參與使產(chǎn)品功能更完善、性能也得到提升。尤其是監(jiān)控分站功能方面，除平安生產(chǎn)行業(yè)標準名目(aq)要求的功能外，部分產(chǎn)品具有液晶漢字顯示界面、rs485智能通訊口等。在分站處理力氣方面，接受了ar

7、m處理器、雙cpu等技術(shù)，使分站的處理力氣大大增加。但是，在傳感器性能方面，由于甲烷熱催化敏感元件技術(shù)水平限制，使得甲烷傳感器在壽命、穩(wěn)定性和耐用性上照舊沒有得到本質(zhì)性改善，在這一點上與國外技術(shù)也存在較大差距。雖然近年來紅外甲烷傳感器開頭在部分煤礦投入使用，但從檢測原理上打算了它抗惡劣環(huán)境的力氣有限。 2.3 系統(tǒng)抗干擾力氣有待提高 目前煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在抗干擾性弱的問題，最典型的現(xiàn)象就是“冒大數(shù)”，造成系統(tǒng)誤告警。干擾源主要來自傳感器本身和傳輸線路。在煤礦所使用的傳感器當中，最易受干擾的要屬co傳感器。由于co敏感元件為電化學原理，輸出信號很微弱，幾乎全部廠家選用的敏感元件靈敏度都不到

8、01 tlappm，很簡潔被干擾造成輸出信號特殊。另外，傳感器輸出信號接受最多的2001000 hz頻率信號也是主要的干擾侵入點。 3、煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)的進展方向 3.1 統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，規(guī)范通訊協(xié)議 目前大部分型號煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)在原理上是相同的，但接口協(xié)議的統(tǒng)一是困擾多年的問題。要解決這個問題，需要做大量的基礎(chǔ)爭辯工作，如對接口的電氣特性、時域特性和平安特性進行爭辯。電氣特性和時域特性都可以通過發(fā)布標準來商定，但只有找出設(shè)備關(guān)聯(lián)平安性的評判方法才能解決不同廠家間產(chǎn)品的互聯(lián)問題。 3.2進展高牢靠性的礦用傳感器 高牢靠性的傳感器是煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保障。提高傳感器的牢靠性應(yīng)從兩方

9、面人手。一是提高傳感器的電磁兼容性，煤礦電子產(chǎn)品更多的留意平安性設(shè)計，在電磁兼容性方面考慮不足，特殊是co傳感器。二是研制新型傳感器，改善現(xiàn)有傳感器，從原理上解決穩(wěn)定性差的問題。 3.3提高數(shù)據(jù)應(yīng)用水平，建立專家分析系統(tǒng) 煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析只是簡潔的閥值超限推斷，缺少對數(shù)據(jù)的深化發(fā)掘和綜合應(yīng)用。雖然近年很多煤礦都在配備綜合信息平臺，但大都停留在數(shù)據(jù)信息匯總層面上，還達不到綜合應(yīng)用的效果。對數(shù)據(jù)的深化分析挖掘方面，重慶梅安森科技在煤與瓦斯突出實時預警系統(tǒng)上的思路值得借鑒。 3.4提高監(jiān)控系統(tǒng)整體反應(yīng)速度 aq6201標準中對煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)時間要求是小于30 s，在試驗室環(huán)境下測

10、試或許都能達到標準要求，但在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，由于受到信號傳輸干擾，響應(yīng)時間可能會遠超出30 s。有的產(chǎn)品通過以太網(wǎng)網(wǎng)橋方式傳輸數(shù)據(jù)，表面上看鏈路數(shù)據(jù)達到百兆甚至千兆，但串口網(wǎng)橋的低速瓶頸制約了傳輸速度，而且以太網(wǎng)的非實時特性還可能造成比直接傳輸更加延時的后果。因此有必要對系統(tǒng)的傳輸模式做深化的爭辯，提高系統(tǒng)整體反應(yīng)速度。 企業(yè)介紹： 山東科大中天位于中國院士泰山創(chuàng)業(yè)基地，注冊基金1150萬元，由中國科學院宋振騏院士匯聚多位院士等業(yè)內(nèi)高端專家，充分依托山東科技高校聯(lián)合中國礦業(yè)高校與山東高校等多所高校院所組建而成。 以煤礦平安監(jiān)控預警與智能化平安開采成套技術(shù)及其全過程實施管理信息化為主導產(chǎn)業(yè)，強力打造專家服務(wù)團隊、技術(shù)研發(fā)團隊與現(xiàn)場實施團隊，不斷拓展了有用礦山壓力把握等理論與爭辯方法體系，確保公司的產(chǎn)品研制與現(xiàn)場應(yīng)用始終處于領(lǐng)先水平。 以井下巖層運動為中心，自主研發(fā)了“礦山壓力位移監(jiān)測系統(tǒng)（kj385/kj27）”“煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)（kj599）”等硬件系統(tǒng)，并通過“煤礦重大事故遠程預警與實施管理信息系統(tǒng)”將礦壓、瓦斯、水文等數(shù)據(jù)進行實施分析，實現(xiàn)了煤礦平安高效開采的信息化、智能化、可視化。產(chǎn)品均已通過is09001認證、煤礦安標認證、“雙軟”認證等，