煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)及未來(lái)展望

1、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)及未來(lái)展望摘要：依據(jù)國(guó)家對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造的要求，王樓煤礦對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn) 行升級(jí)改造工作，通過(guò)升級(jí)改造完成了多系統(tǒng)的融合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)之間聯(lián)動(dòng)控制 功能；實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化傳輸；在設(shè)備抗干擾、防護(hù)等級(jí)、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(shè)智能化礦井打下基 礎(chǔ)。本文首先分析了當(dāng)前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)介紹，接下來(lái)詳細(xì)闡述了 智能化建設(shè)瓶頸，最后對(duì)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)未來(lái)展望，希望通過(guò)本文 的分析研究，給我國(guó)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)及未來(lái)展望的分析研究做出貢 獻(xiàn)，同時(shí)希望給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)。關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控智；能化

2、引言中國(guó)煤炭資源豐富，采集的過(guò)程卻面臨重大風(fēng)險(xiǎn)，自然災(zāi)害也嚴(yán)重影響采集 過(guò)程。雖說(shuō)近年來(lái)生產(chǎn)形勢(shì)有所改變，但特大事故的發(fā)生還是行業(yè)內(nèi)一個(gè)值得關(guān) 注的問(wèn)題。為響應(yīng)國(guó)家提出的煤礦生產(chǎn)智能化的要求，完善煤礦有關(guān)部門安全管 理，要加大煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控體系建設(shè)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(duì)煤礦安全進(jìn)行控制。近幾年煤礦事故給社會(huì)帶來(lái)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(guān)的信息技術(shù)， 根據(jù)企業(yè)的具體情況來(lái)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(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，幫助預(yù)測(cè)并管理隱患，采取適當(dāng)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(duì)煤礦生產(chǎn)起著非常重要 的作用，同時(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)處理安全生產(chǎn)信息，為煤礦管理者提供決策信息，加強(qiáng)礦山安 全生產(chǎn)管理和科學(xué)決策，達(dá)到減少礦山事故發(fā)生的目的。1當(dāng)前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)介紹當(dāng)前系統(tǒng)基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線通信架構(gòu)，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(shè)備故障診斷等技術(shù)，部分指標(biāo)超過(guò)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(shè)兩條，從同一個(gè)井筒保持一定間距的不同位置進(jìn)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(jìn)行通訊，光纖直接進(jìn)入分站。模擬 量傳感器至分站的有線傳輸采用RS485總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)所有系統(tǒng)均升級(jí)改 造后，通過(guò)相關(guān)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(tái)上實(shí)現(xiàn)安全監(jiān) 控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、調(diào)度廣播系統(tǒng)等多種異構(gòu)系統(tǒng)信息的融 合，通過(guò)GIS 一張圖、一張表展示。在瓦斯超限、火災(zāi)、斷電等需立即撤人的緊 急情況下，安全監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)與應(yīng)急廣播、通信、人員位置監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。 通過(guò)井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)通知危險(xiǎn)區(qū)域人員撤離，通過(guò)人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雙向緊急 呼叫功能，自動(dòng)通知危險(xiǎn)區(qū)域人員進(jìn)行撤離等。田莊煤礦已實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與三維 GIS技術(shù)的融合，通過(guò)三維GIS平臺(tái)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(shè)備的安裝位置。為了更好地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)， 更好地利用智能化為工業(yè)化服務(wù)，真正讓智能化達(dá)到隨時(shí)隨地為煤礦安全生產(chǎn)服 務(wù)。田莊煤礦在系統(tǒng)軟件聯(lián)動(dòng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)了安全生產(chǎn)共享數(shù)據(jù)平臺(tái) 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(kù)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(guò)程中各個(gè)方 面。將安全生產(chǎn)共享數(shù)據(jù)下載到手機(jī)上，在井上可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，如有危險(xiǎn)可以及 時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)安排處理。在井下亦可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)處理危險(xiǎn)因素，克服了井 上井下溝通不及時(shí)的缺陷，同時(shí)真正讓安全握在自己的手中。2智能化建

6、設(shè)瓶頸智能化建設(shè)一直是煤礦可持續(xù)發(fā)展的源動(dòng)力。近些年來(lái)，王樓煤礦持續(xù)推進(jìn) 智能化建設(shè)，建成了安全監(jiān)控、人員位置監(jiān)測(cè)、應(yīng)急廣播、調(diào)度通信、無(wú)線通信、 視頻監(jiān)控等多套智能化相關(guān)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(shè)系統(tǒng)逐 步增多，功能不斷加強(qiáng)，特別是安全監(jiān)控系統(tǒng)，也表現(xiàn)出了越來(lái)越多的使用瓶頸， 主要有以下幾個(gè)方面：（1）系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性有待提高。目前礦井建設(shè)的系 統(tǒng)眾多，各系統(tǒng)之間易相互干擾，特別是變頻設(shè)備的應(yīng)用易干擾安全監(jiān)測(cè)，出現(xiàn) 偽數(shù)據(jù)。設(shè)備防護(hù)等級(jí)較低，在開采深部煤層后，高溫高濕易銹蝕監(jiān)控設(shè)備。（2）模擬傳輸信號(hào)不能

7、復(fù)用，每個(gè)傳感器必須通過(guò)一條獨(dú)立電纜與分站信號(hào)傳 輸，布線量大；（3）通信協(xié)議不規(guī)范，井下各系統(tǒng)單獨(dú)布線，無(wú)融合功能，重 復(fù)敷設(shè)電纜，不能共線共攬，不能進(jìn)行應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。（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(biāo)注，調(diào)校提醒；容易篡改數(shù)據(jù)；備用電源時(shí)間 短；模擬量傳輸誤差大；巡檢周期長(zhǎng)顯示數(shù)據(jù)為非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；異地?cái)嚯姇r(shí)間2倍 巡檢周期。針對(duì)上述問(wèn)題，煤礦對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)，以KJ90NB系統(tǒng)為基礎(chǔ)， 通過(guò)完善功能、增加設(shè)備、接口對(duì)接等方式，實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)控系統(tǒng)全數(shù)字化傳輸、 高抗干擾設(shè)計(jì)、新技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)控與人員位置監(jiān)測(cè)、應(yīng)急廣播、 調(diào)度通信等系統(tǒng)的融合聯(lián)動(dòng)。升級(jí)后的

8、KJ90X系統(tǒng)功能完全滿足國(guó)家（煤安監(jiān)函20165號(hào)）文件對(duì)新系統(tǒng)的相關(guān)要求。3煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)智能化建設(shè)未來(lái)展望3.1礦用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)目前雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、調(diào) 度廣播系統(tǒng)等多種異構(gòu)系統(tǒng)信息的融合，但只是井上融合，是利用單獨(dú)建設(shè)的信 息系統(tǒng)為平臺(tái)，進(jìn)行的數(shù)據(jù)集中采集后的融合，各系統(tǒng)設(shè)備井下仍獨(dú)立工作，并 未實(shí)現(xiàn)集中融合。信息數(shù)據(jù)只能達(dá)到集中，難以實(shí)現(xiàn)分發(fā)共享，特別是向井下關(guān) 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(cè)監(jiān)控信息。未來(lái)，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)， 實(shí)現(xiàn)各異構(gòu)系統(tǒng)井下融合將會(huì)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(diǎn)，做到自診 斷、自校正、自調(diào)零、配置標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)傳接口，以提高傳輸?shù)目煽啃?、?shù)據(jù)輸出的簡(jiǎn) 單性和傳感器的互換性。3.3期待量子通訊技術(shù)的應(yīng)用因?yàn)闊o(wú)線通信的特殊優(yōu)勢(shì)，在緊急情況下凸顯其重要性。但是由于無(wú)線通信 的技術(shù)依賴基站，受制于井下巷道特殊環(huán)境，通訊質(zhì)量的可靠性，嚴(yán)重依賴通信 基站的密集程度。4G技術(shù)的井下應(yīng)用，使井下無(wú)線通信成了形式。而據(jù)資料顯示， 目前國(guó)家大力推廣的5G通訊技術(shù)，將建設(shè)更為密集的通訊基站。這意味著，5G 通訊技術(shù)也將不會(huì)成為井下實(shí)用的無(wú)線通訊技術(shù)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(guān)鍵的時(shí)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(wú)線通 訊的技術(shù)用于礦井，無(wú)論在日常安全生產(chǎn)管理，還是應(yīng)急救援通訊，成熟的量子通訊技術(shù)，都將會(huì)起到舉足輕重的作用。結(jié)語(yǔ)隨著科技的不段發(fā)展與進(jìn)步，開采自動(dòng)化程度的提高，煤礦安全監(jiān)控技術(shù)已 逐步滲透到采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、辦公管理各個(gè)環(huán)