煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用管理

煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

應(yīng)用管理

主講人：劉照鵬

E-mail:scdlzp@163.com

電話于“安全”的豐富內(nèi)涵一、漢語之安全二、英文之安全（safety）漢語之安全安全是指人的身體不受傷害、心里有保障感、太平、圓滿等的事物存在與變化狀態(tài)?！鞍踩倍郑ǔＪ侵父鞣N事物(指天然的或人為的)對人不產(chǎn)生危害、不導(dǎo)致危險、不產(chǎn)生損失、不發(fā)生事故、運行正常、進(jìn)展順利等安順樣和、國泰民安之意。漢語之安全

從文字構(gòu)成來看，“安”字實際上是一張畫面十分簡潔的古人的生活“照片”，或者是一幅概括性很強的古代婦女肖像，她安祥地坐在家中，一副恬然自得的樣子。家中(房中)有女子則安?，F(xiàn)在老百姓還把“老婆孩子熱炕頭”當(dāng)做人生的一大目標(biāo)。即家有女子，男人才能心安，才有安樂和穩(wěn)定。漢語之安全

從詞典中求證，“安”字有不受威脅、沒有危險、太平、安全、安適、安逸、安穩(wěn)、安康、安樂、安祥、安心、穩(wěn)定、習(xí)慣、妥善、徐緩……等含義，可謂無危為安?！叭弊钟型隄M、完整、完好、完備、整個，、保全或指沒有傷害、無殘缺、無損壞、無損失等，可謂無損則全。漢語之安全

安全與否是從人的身心需要的角度或著眼點提出來的，是針對與人的身心存在狀態(tài)(包括健康狀況)直接或間接相關(guān)的事或者物講的。這里所指“相關(guān)的事或者物”的外延，包括人的軀體和心理存在狀態(tài)，也包括造成這種存在狀態(tài)的各種外界客觀事物的保障條件?！叭说能|體和心理存在狀態(tài)”的著眼點在外界客觀事物(或稱環(huán)境因素)作用下的存在狀態(tài)。如果只是單純著眼于人體自身的話，它屬于醫(yī)學(xué)的討論范疇，醫(yī)學(xué)界定時所使用的詞語為“健康”。

漢語之安全

隨著認(rèn)識的不斷加深，人們對安全一詞的理解已不再停留在望文生義的字面上，而是從概念的本質(zhì)上去認(rèn)識它的內(nèi)涵。人們逐漸認(rèn)識到，安全不僅是大家所希望出現(xiàn)的一種好的狀態(tài)，而且應(yīng)該是一種積極的能力，也就是管理風(fēng)險，或是對普遍存在于人們周圍的，對人的利益產(chǎn)生威脅的因素的控制能力。英文之安全

Safety

英文中的安全，safety至少由6個單詞的第一個大寫字母組成，即

S、A、F、E、T、Y它包含著豐富的安全哲理和安全內(nèi)容，靠多種因素協(xié)調(diào)、配合才能完美地進(jìn)入理想的安全境地。

S

“S”，是英文Sense的第一個字母，其含義是：感覺、意識、見識、知覺、概念等。它表明，要保障安全，首先要靠人自身的能力，靠人的敏感、知覺、見識；靠人對周圍環(huán)境的直覺反應(yīng)和判斷；靠人具有的安全知識、安全經(jīng)驗；靠人的安全意識和安全的應(yīng)急能力及敏銳性；靠人的正確思維和采取的自我保護行為（知識呵護生命）。

A“A”，是英文Attitude的第一個字母，其含意是：態(tài)度。它表明安全與人對安全的認(rèn)識及所持的態(tài)度直接相關(guān)。因為積極的態(tài)度就會產(chǎn)生主動而靈活的保障安全的行動，才會有嚴(yán)肅、認(rèn)真、警惕、預(yù)防的態(tài)度，才會有科學(xué)、自律態(tài)度的行動，才會真正樹立起“安全第一，預(yù)防為主”和“防患于未然”的思想。

F“F”，有其十分豐富的含義，至少有三方面的內(nèi)容，人要保障安全必須有以下最基本的素質(zhì)?！癋1”，這是英文Fit的第一個字母，其含義是：合適、協(xié)調(diào)、恰到好處。它表明人在從事任何活動時都要重視和保障實現(xiàn)安全度。在勞動(工作)和生活中要保障人的身心安全與健康，就要保持和維護安全、健康、協(xié)調(diào)、舒適、無害的環(huán)境和狀態(tài)。這說明保障人民身心的安全狀態(tài)和安全環(huán)境是必不可少的先決條件。

“F2”，它是英文Foresight的第一個字母，其含義是：有遠(yuǎn)見、有先見之明、深謀遠(yuǎn)慮。它表明人在從事任何活動時，對保障其身心安全與健康要有預(yù)見性，采取任何行動都要三思而行，不要憑一時沖動、憑義氣、憑感情處理問題，在采取行動前，要防患于未然，提前有防備、有對策、有措施。鼠目寸光，只顧眼前得失，必然釀成大禍。

“F3”，它是英文Familiarity的第一個字母，其含義是：熟悉、精通、熟練、有把握。它表明人在從事任何活動中，要熟悉安全知識，精通技能，對所使用的工具、設(shè)備及操作規(guī)程要了如指掌，運用自如，一旦有意外情況，能果斷排除，化險為夷。這三個“F”的含義可見，從人的安全文化素質(zhì)提高的角度來考慮，要求每個人都必須具有正確的安全觀點、安全思維、安全道德、安全行為，才能真正實現(xiàn)人們追求的安全目標(biāo)。E“E”，是英文Education的第一個字母，其含義是：教育、訓(xùn)導(dǎo)、教化、熏陶、培養(yǎng)、陶冶等。它強調(diào)教育、教化、訓(xùn)練的重要性，為了人的身心安全必須通過教育的途徑和手段向人們傳播、訓(xùn)導(dǎo)、培養(yǎng)、熏陶安全知識、安全技能，通過教育、訓(xùn)練，形成安全的意識、安全的思維、安全的行為及道德規(guī)范、安全科技知識和安全的價值觀。也就是不斷提高人的安全文化素質(zhì)。教育又必須是全員、全民、全社會的，要從孩童幼兒、從中小學(xué)生、從整個下一代抓起，一代一代地抓下去，通過安全的教化、倡導(dǎo)及弘揚，來實現(xiàn)全民安全文化素質(zhì)的不斷提高。T

“T”，至少表示兩方面的內(nèi)容，一個“T”的含義是英文的Talk，詞義是交流、交談、商議、討論之意。另一個“T”是英語的一句話，即Takethetimetodoitright

這句話的意思是：從容不迫地把工作做好。它表明要做好安全工作，一方面是要注意交流，包括交談、信息和思想三種形式；另一方面是要有計劃、有準(zhǔn)備、保持有條不親，精力充沛，時間充分地從事各項活動。

Y

“Y”，是You的第一個字母，意思為你、你們，泛指人、人群，指每個人、每個群體、每個企業(yè)、每個公司、任何集團、任何階層。說明安全是每個人的事，是全民、全社會的事，從上到下、從老到幼、全國乃至全世界的人都與安全休戚相關(guān)，沒有安全就沒有和平，沒有安全就沒有社會和世界的文明與進(jìn)步。

綜上所述，安全(Safety)包含的內(nèi)容如下。

(1)人們所處的環(huán)境是可以通過人的感觀、見識和知覺的檢測，或通過人所積累的安全經(jīng)驗和知識做出比較和判斷的，或借以自然現(xiàn)象或科學(xué)儀表、設(shè)備來反映或預(yù)示是否安全。

(2)人們對待安全應(yīng)具有嚴(yán)肅、認(rèn)真、警惕、預(yù)防的態(tài)度；具有超前、主動、積極的態(tài)度；具有科學(xué)的、自律的態(tài)度。有了正確意識和科學(xué)的態(tài)度，人們才會主動地采取保障安全的行動，才能牢固地樹立“安全為天”、“安全第一，預(yù)防為主”的觀念。

(3)人們對待安全必須要有預(yù)見性，要從長計議，防患于未然；必須使人們熟悉安全知識，精通安全技能，具有救災(zāi)應(yīng)急本領(lǐng)；人們要不斷地創(chuàng)造和維護，保障人從事任何活動的身心安全與健康的環(huán)境和條件，形成一種和諧、協(xié)調(diào)、舒適、高效、健康的生產(chǎn)、生活、生存的安全大環(huán)境。

(4)安全是通過對人們的教育、訓(xùn)練、培養(yǎng)、熏陶，使人們懂得安全知識、掌握安全技能，樹立安全意識、養(yǎng)成安全思維習(xí)慣，形成安全的道德觀、價值觀和行為規(guī)范；通過各種教育形式和手段，傳播安全知識和技術(shù)，倡導(dǎo)、弘揚安全文化，提高全民安全文化素質(zhì)；通過安全文化深刻影響人、教育人、啟迪人、造就人，以社會文明和科技進(jìn)步的標(biāo)準(zhǔn)來塑造新時代的安全觀，塑造新時代的安全人。

(5)人們要充分利用安全信息的交流和反饋，通過周密的計劃和科學(xué)的安排，做到合理高效，安全運轉(zhuǎn)。依靠建立可靠的預(yù)警系統(tǒng)，采取保障安全的應(yīng)急防損措施，借以現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)，處理各方面的信息并做出正確判斷，提供科學(xué)的決策，并建立完善的安全系統(tǒng)工程，以保障人的身心安全與健康。

(6)安全是全人類的最崇高目標(biāo)，是人類的共同利益所在。人人需要安全，安全與每個人緊密相關(guān)，安全是全員的大事，社會穩(wěn)定、國家昌盛及世界和平都依賴于安全。安全大事需要大眾創(chuàng)造、奉獻(xiàn)，安全要從每個人做起，提高全人類安全文化素質(zhì)，共建安全文化是全球大事，沒有時間、地點的限制，也不分民族和國界。安全是各國人民生存和人權(quán)的基本需求，是人類發(fā)展、社會文明探索的永恒主題。

簡而言之，狹義的安全就是無危為安，無損為全。廣義的安全，是站在人類生存和繁衍的高度，以人類身心需要為著眼點，從確保社會可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，使人們進(jìn)行生產(chǎn)、生活、生存活動的一切領(lǐng)域，免受任何危險和傷害，并使人身心獲得安全健康、舒適高效、快樂長壽的一種狀態(tài)。實現(xiàn)安全是一項巨大的系統(tǒng)工程，是人類最崇高的偉業(yè)。安全是各國人民生存和人權(quán)的基本需求，是人類發(fā)展、社會文明探索的永恒主題。

安全的相對性

絕對的安全或理想的安全，是指永遠(yuǎn)對人的身心無損無害，絕對保障人能安全、舒適、高效地從事一切活動的狀態(tài)。顯然這種狀態(tài)實際上是不存在的；也就是說，要實現(xiàn)絕對安全是不可能的。其原因如下：安全的相對性

人類的認(rèn)識能力不斷提高；各類事物和周圍環(huán)境在不斷的變化；安全科學(xué)技術(shù)進(jìn)步；公共安全和社會文明逐漸形成氛圍；國家經(jīng)濟不斷好轉(zhuǎn)，有一定的財力和物質(zhì)基礎(chǔ)；人民生活水平不斷提高，國家優(yōu)生優(yōu)育人口政策法制化；學(xué)習(xí)國外的安全衛(wèi)生立法經(jīng)驗。安全的相對性

為了達(dá)到理想的安全，必須不斷地對安全的各類因素進(jìn)行深入研究，同時弄清楚各因素的相互影響或作用產(chǎn)生的偶合效應(yīng)?？傊?，要把握安全的本質(zhì)即運動規(guī)律是十分復(fù)雜的，要靠社會科學(xué)和自然科學(xué)在安全領(lǐng)域的交叉、綜合的巨系統(tǒng)工程才行。這就決定了對安全的認(rèn)識和追求，離不開社會、時代、經(jīng)濟基礎(chǔ)和科技水平。每個時代都有與其時空、社會背景相對應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，這就是安全的相對性。本質(zhì)安全化

安全不是絕對的，多數(shù)人認(rèn)為或能接受的危險性，就成了當(dāng)代社會(公眾)允許的(可接受的)安全水平。是安全還是危險，是由當(dāng)代的科技進(jìn)步、經(jīng)濟基礎(chǔ)、人們的安全心理素質(zhì)和公眾承受的事故危害的水平來判斷和決定的。人們總是不斷地發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)新，其目的在于使各種事物不產(chǎn)生危害，有效地控制或消除不安全因素，人們把這種尋求理想安全的整個過程稱為本質(zhì)安全化。本質(zhì)安全化

實際上，對物而言，局部的本質(zhì)安全化有可能實現(xiàn)，但萬物或系統(tǒng)全面的達(dá)到本質(zhì)安全化是不可能的，只存在離理想安全越來越近的可能，通過不斷的努力，可最大限度地實現(xiàn)本質(zhì)安全化。這必須靠人們在不同時期、不同階段，用不同方法去創(chuàng)造。而對人本身來說，是根本無法去實現(xiàn)本質(zhì)安全化的，絕對的安全人是不存在的。

本質(zhì)安全化

人可以盡可能地去實現(xiàn)理想安全，發(fā)揮和充分利用人體潛能，即對危害的承受或忍耐能力，但又不超過對人身心安全與健康的有害閾值，最大限度實現(xiàn)人的安全。人不能達(dá)到本質(zhì)安全化的奧秘就在于，人既是自然生理的人，又是社會心理的人，是有思維、有理想和各種觀念的人，也就人們常說的文化的人。用安全文化教育人、塑造人、規(guī)范人，是提高社會安全意識和全民安全素質(zhì)的當(dāng)務(wù)之急、長遠(yuǎn)之計。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)

是指利用信息管理、計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)對礦井甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機開停、主要通風(fēng)機開停等實施遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)控管理，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等功能的系統(tǒng)。煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)有關(guān)問題瓦斯治理十二字方針：“先抽后采,監(jiān)測監(jiān)控,以風(fēng)定產(chǎn)”?！跋瘸楹蟛伞笔峭咚狗乐蔚幕A(chǔ),是從源頭上治理瓦斯災(zāi)害的治本之策;“監(jiān)測監(jiān)控”是預(yù)防瓦斯事故的重要防線和保障措施;“以風(fēng)定產(chǎn)”是防治瓦斯最基本的生產(chǎn)管理措施,是防止井下瓦斯積聚的先決條件。“監(jiān)測監(jiān)控”規(guī)定《煤礦安全規(guī)程》第三章通風(fēng)安全監(jiān)控的第158條、第160條對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、使用、維護做出了明確規(guī)定,并在“煤礦重大安全生產(chǎn)隱患認(rèn)定辦法”第六條中指出“未配備專職人員對礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理、使用和維護的”或“傳感器設(shè)置數(shù)量不足、安設(shè)位置不當(dāng)、調(diào)校不及時,瓦斯超限后不能斷電并發(fā)出聲光報警的”均為煤礦重大安全生產(chǎn)隱患。2006年初,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局又提出“低瓦斯礦井也要裝備數(shù)字化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)”。第一百五十八條所有礦井必須裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、使用和維護必須符合本規(guī)程和相關(guān)規(guī)定的要求。第一百六十條安全監(jiān)控設(shè)備必須具有故障閉鎖功能：當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的設(shè)備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監(jiān)控設(shè)備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源并閉鎖；當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的設(shè)備工作正常并穩(wěn)定運行后，自動解鎖。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)必須具備甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能；當(dāng)主機或系統(tǒng)電纜發(fā)生故障時，系統(tǒng)必須保證甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能；當(dāng)電網(wǎng)停電后，系統(tǒng)必須保證正常工作時間不小于2h；系統(tǒng)必須具有防雷電保護；系統(tǒng)必須具有斷電狀態(tài)和饋電狀態(tài)監(jiān)測、報警、顯示、存儲和打印報表功能；中心站主機應(yīng)不少于2臺，1臺備用。一、礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程國內(nèi)煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平存在主要問題解決方法1煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1國外煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展國外煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)是20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的,至今已經(jīng)有四代產(chǎn)品,基本上5～10a更新一代產(chǎn)品。從技術(shù)特性來看,主要是從信息傳輸發(fā)生的進(jìn)步來劃分監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展階段的。第一代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)采用空分制來傳輸信息。60年代中期英國煤礦的運輸機控制、日本煤礦中的固定設(shè)備控制大都采用這種技術(shù)。波蘭在70年代從法國引進(jìn)技術(shù)推出了可測瓦斯、CO、風(fēng)速、溫度等參數(shù)共128個測點的CMC-1系統(tǒng)。煤礦監(jiān)控技術(shù)的第二代產(chǎn)品的主要技術(shù)特征是信道頻分制技術(shù)的應(yīng)用。由于采用頻分制,傳輸信道的電纜芯數(shù)大大減少,很快就取代了空分制系統(tǒng)。其中最具代表性且至今仍有影響的是西德Siemens公司的TST系統(tǒng)和F+H公司的TF200系統(tǒng)。頻分制的應(yīng)用,體現(xiàn)了以晶體管電路為主的信息傳輸技術(shù)的發(fā)展,而集成電路的出現(xiàn)推動了時分制系統(tǒng)的發(fā)展,從而產(chǎn)生以時分制為基礎(chǔ)的第三代煤礦監(jiān)控系統(tǒng),其中發(fā)展較快的是英國。1976年,英國煤礦研究院推出轟動一時的以時分制為基礎(chǔ)的MINOS煤礦監(jiān)控系統(tǒng),并在膠帶輸送、井下環(huán)境監(jiān)測、供電供水監(jiān)測和洗煤廠監(jiān)控等方面取得成功,形成了全礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的成功應(yīng)用,開創(chuàng)了煤礦自動化技術(shù)和煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的新局面。到了80年代,美國以其擁有的雄厚高新技術(shù)優(yōu)勢,率先把計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)用于煤礦監(jiān)控系統(tǒng),這就形成了以分布式微處理機為基礎(chǔ)的第四代煤礦監(jiān)控系統(tǒng)

,其中有代表性的是美國MSA公司DAN6400系統(tǒng),其信息產(chǎn)生方式雖然仍是時分制范疇,但用原來的一般時分制的概念已不足反映這一高新技術(shù)的特點。1.2煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)在我國的發(fā)展應(yīng)用

我國監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚,20世紀(jì)80年代初,原煤炭部組織了對國外煤礦監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的考察和引進(jìn)工作,大大促進(jìn)了國內(nèi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等(如AN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng),裝備了部分煤礦;在引進(jìn)的同時,通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實際情況,研制出KJ2,KJ4等系統(tǒng)并通過了鑒定,90年代以來,緊跟世界監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流,研制開發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng),如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動化研究所的KJ95系統(tǒng)等,其主要特點是:測控分站的智能化水平進(jìn)一步提高;具有網(wǎng)絡(luò)連接功能;系統(tǒng)軟件采用了Windows操作系統(tǒng)。同時,在“以風(fēng)定產(chǎn),先抽后采,監(jiān)測監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下,規(guī)定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。因此,大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn),為用戶提供了更多的選擇機會,并促進(jìn)了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識。實踐表明,安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用。綜合評價我國現(xiàn)有煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用效果,煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4,KJ2000等系統(tǒng)無論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面基本代表了我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。2、我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平2.1系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由早期的地面單微機監(jiān)測監(jiān)控已發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測監(jiān)控以及不同監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。結(jié)構(gòu)圖見圖1。一般由傳感器和執(zhí)行器、信息傳輸裝置、中心站或主站的硬件和計算機軟件等幾部分組成。

2.2系統(tǒng)中心站

煤礦井下環(huán)境監(jiān)測（多參數(shù)、多功能）

主要監(jiān)測煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件,如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等。

煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測

（影響生產(chǎn)安全主要參數(shù)監(jiān)測）

生產(chǎn)監(jiān)控：主要監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù),如煤倉煤位、水倉水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量;水泵、提升機、局扇、主扇、膠帶輸送機、采煤機、開關(guān)、磁力起動器運行狀態(tài)和參數(shù)等。中心站軟件

具有測點定義功能;具有顯示測量參數(shù)、數(shù)據(jù)報表、曲線顯示、圖形生成、數(shù)據(jù)存儲、故障統(tǒng)計和報表、報告打印功能。其中,部分系統(tǒng)可實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)連接功能,并采用國際通用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)終端與中心站之間實時通信和實時數(shù)據(jù)查詢。隨著計算機軟件技術(shù)日新月異的發(fā)展,目前,各廠家的系統(tǒng)應(yīng)用軟件正不斷更新版本,如KJF2000系統(tǒng)中心站應(yīng)用軟件版本2.40和MSNM局域網(wǎng)絡(luò)終端應(yīng)用軟件版本1.1的操作界面全部實現(xiàn)了可視化和圖形化功能,而且具備礦井采空區(qū)火災(zāi)早期預(yù)測預(yù)報和專家決策分析功能;具備皮帶運輸機全線火災(zāi)監(jiān)測功能;具備井下瓦斯抽放監(jiān)控功能。2.3局域網(wǎng)絡(luò)

------網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件撫順分院率先開發(fā)的WebGIS數(shù)字化礦山安全監(jiān)測監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用軟件版本1.10,采用人性化設(shè)計,利用WebGIS技術(shù)使得大到省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、礦業(yè)集團公司所轄各礦井分布位置,小到各礦采區(qū)工作面實際尺寸及設(shè)備實際使用位置,以任意無級縮小或無級放大圖形的形式達(dá)到圖形和數(shù)據(jù)的無縫集成和瀏覽;提供完備的安全監(jiān)測與安全信息管理和監(jiān)管功能;建立煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、對主要圖紙(通風(fēng)系統(tǒng)圖、采掘工程平面圖、井下運輸系統(tǒng)、抽排水管路系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)布線圖等)實現(xiàn)動態(tài)瀏覽;實現(xiàn)安全信息的共享和設(shè)備隱患排查;安全信息的網(wǎng)上公開(公司內(nèi)部);安全隱患排查及信息發(fā)布(如對各礦下達(dá)整改通知)等。與WebGIS安全監(jiān)測系統(tǒng)相配合,可實現(xiàn)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性分析、診斷、評價、管理及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的科學(xué)決策。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。2.4煤礦監(jiān)控系統(tǒng)井下分站

盡管各廠家的監(jiān)控系統(tǒng)井下分站形式多樣,但基本上具備了如下功能:1)開機自檢和本機初始化功能。2)通信測試功能。3)分站設(shè)程控功能(實現(xiàn)斷點儀功能、風(fēng)電瓦斯閉鎖功能、瓦斯管道監(jiān)測功能和一般的環(huán)境監(jiān)測功能等)。4)死機自復(fù)位功能且通知中心站。5)接收地面中心站初始化本分站參數(shù)設(shè)置功能(如傳感器配接通道號、量程、斷電點、報警上限和報警下限等)。6)分站自動識別配接傳感器類型(電壓型、電流型或頻率型等)。7)分站本身具備超限報警功能,分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。2.5系統(tǒng)配接的各種傳感器控制器

傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)和用于煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器,以及機電設(shè)備開停、機電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器,以上傳感器的開發(fā)和應(yīng)用基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需要,但國產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比還有很大差距,某些傳感器(如瓦斯傳感器)的穩(wěn)定性還不能滿足用戶的需要。目前我國煤礦安全監(jiān)控產(chǎn)品與國際上安全監(jiān)控

產(chǎn)品相比有兩代差距

除傳輸系統(tǒng)和總線制的差距外,在傳感器元件及工作原理方面還存在一些缺陷和不足之處。目前國外煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用的先進(jìn)技術(shù):1)紅外瓦斯傳感器;2)在線瓦斯?jié)舛刃Ｕb置;3)本安型PLC分站的應(yīng)用;4)傳感器就地斷電功能;5)現(xiàn)場總線在安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用;6)數(shù)字通訊方式,國際標(biāo)準(zhǔn)的IP尋址方式,TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;7)與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的互動和網(wǎng)絡(luò)整合。

3.存在的主要問題1.生產(chǎn)廠家多、產(chǎn)品類型多、兼容性差目前煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家數(shù)量多、產(chǎn)品繁雜、相互之間兼容性差。這就給設(shè)備的維護、擴容、更新升級等帶來困難。如:山西省晉城市裝備200余套安全產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),共有10多種型號,涉及20多個廠家,分布在全市1區(qū)5縣200余個煤礦;由于現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都采用各自專用通信協(xié)議,很難找到兩個相互兼容的系統(tǒng),所以造成有的礦井重復(fù)投資,自20世紀(jì)90年代以來有的礦井已更換了3次系統(tǒng)甚至更多。而每個系統(tǒng)少則幾十萬元多則幾百萬元,不僅投資大,也給維護增加了困難。2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)功能不完善

目前從煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展看,生產(chǎn)廠家的注意力主要集中在監(jiān)測與控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)上,對一些不常發(fā)生的系統(tǒng)安全問題則關(guān)注不夠,因此在電路設(shè)計時沒能給予充分的重視。如系統(tǒng)自身防雷擊能力就不同程度地存在缺陷,有的裝備未裝設(shè)避雷器,有的避雷器不符合要求,當(dāng)攜帶有大能量的雷電擊中系統(tǒng)防雷能力較薄弱的通信傳輸線路時,尤其在擊中有一定高度的架空傳輸線路后,盡管傳輸線路使用的是屏蔽線纜,并要求可靠接地(如果屏蔽效果不好,接地質(zhì)量較差則更危險),但雷電的危險能量仍能竄入線路中,并進(jìn)入正在運行的設(shè)備,輕則造成設(shè)備(主機、井下分站)損壞,重則有可能因設(shè)備損壞造成電火花外漏,由電火花引起井下瓦斯或煤塵爆炸。在培訓(xùn)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)操作人員時,一些學(xué)員反映他們的設(shè)備不能實現(xiàn)故障斷電或設(shè)備工作正常并穩(wěn)定運行后自動解鎖。3國產(chǎn)傳感器質(zhì)量不高,甲烷傳感器校驗方法不盡合理傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能否正確反映被測環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)的用于煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉煤位、水倉水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器,以及機電設(shè)備開停、機電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器。這些傳感器的開發(fā)和應(yīng)用基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需要,但國產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比還有很大差距,某些傳感器(如瓦斯傳感器)的穩(wěn)定性還不能滿足實際需要。如英國某公司的甲烷傳感器調(diào)校期為3～8個月,壽命在3a以上;而國產(chǎn)甲烷傳感器調(diào)校期僅7d,使用壽命僅1～2a。與國外同類傳感器比較差距較大

,其主要問題表現(xiàn)在:⑴抗高濃沖擊性能差。在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件極度活躍,過度作用的結(jié)果造成零點漂移并使其對甲烷的催化性能下降?？垢邼鉀_擊性能差是造成元件使用壽命低、穩(wěn)定性差的主要原因。(2)抗中毒性能差。我國大多數(shù)煤礦井下空氣中含有微量硫化氫氣體

,其分子比較大,吸附在檢測元件表面或與元件反應(yīng),能阻止甲烷氣體接觸催化劑,使元件靈敏度下降。(3)載體催化元件制作工藝水平低,元件一致性差。另外,甲烷、一氧化碳等傳感器的防水性能較差;用于井下維修的示波器、萬用表等儀器儀表的防爆性能還不滿足要求等。目前在礦井中較多采用的是簡單地采取礦井瓦斯氣來配制監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)甲烷傳感器的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)校氣體,并以光學(xué)鑒定器來確定其標(biāo)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。而國產(chǎn)甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件,有的礦井氣體除含甲烷外還含有多種可燃、可爆性氣體,它們對以催化燃燒原理工作的傳感器產(chǎn)生較大影響,這對于瓦斯涌出量大的礦井是潛在的危險。4現(xiàn)場管理和維護不到位(1)管理中存在的主要問題是:對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)工程的設(shè)計審核和竣工驗收不嚴(yán),導(dǎo)致傳感器安裝數(shù)量不足。如:通風(fēng)瓦斯參數(shù)傳感器和風(fēng)機開停、風(fēng)門開關(guān)、饋電開停傳感器設(shè)置不全或未設(shè)置,甚至對傳感器的數(shù)量沒按規(guī)定計算;對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)這樣高技術(shù)含量的設(shè)備沒有設(shè)立專門的管理機構(gòu)和人員,忽略日常管理。對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理沒有考核標(biāo)準(zhǔn)。(2)維護不到位。傳感器不能按規(guī)定進(jìn)行調(diào)校,甚至出現(xiàn)傳感器混掛、誤掛,造成瓦斯超限不報警、不斷電或發(fā)生錯誤報警斷電。傳感器得不到及時維修,廠家維護不能履行合同等。如傳感器損壞一個普通元器件時也要購置一個新的傳感器。(3)高素質(zhì)人員少。從事煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)工作的人員數(shù)量不足,而且這些人員當(dāng)中學(xué)歷較高的比例較低。

4.建議（1）加強相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制、修定主要包括:①協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。針對通信協(xié)議不規(guī)范和傳輸設(shè)備物理層協(xié)議不規(guī)范,造成用戶補充配套和擴充系統(tǒng)功能困難,而不得不重復(fù)購置設(shè)備的問題,應(yīng)盡快制定標(biāo)準(zhǔn),并組織專家對原《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行修訂。②監(jiān)控軟件。針對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)主機、監(jiān)控分站軟件使用不統(tǒng)一,即編程方法各異

,給監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的使用維護帶來了極大的不便。建議煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在軟件技術(shù)及信息通信技術(shù)上廣泛采用組態(tài)軟件技術(shù)

,組態(tài)軟件是一種通用的監(jiān)控軟件,用戶不需學(xué)習(xí)任何語言和編程方法,利用組態(tài)軟件提供的生成工具就可生成具有通信、控制、顯示、存儲、打印、報警等多種功能的各種應(yīng)用軟件。組態(tài)軟件是面向監(jiān)控對象的軟件,它將軟件的基本部分和工具固定,而把與監(jiān)控對象直接有聯(lián)系的應(yīng)用部分由用戶使用工具生成。組態(tài)軟件具有通用性強、功能強、使用維護方便等優(yōu)點,采用組態(tài)軟件技術(shù)解決了分站軟件通用問題。③系統(tǒng)安全。針對防雷擊有如下解決方案。在地面中心站機房外被避雷系統(tǒng)保護的區(qū)域距中心站有一定距離的范圍內(nèi),加裝一級安全柵;在井下和地面分站到中心站的通信線路上,在距分站距離較近的安全地帶也加裝一級安全柵,用這兩個安全柵來吸收線路上傳來的雷電能量,即讓雷電能量首先沖擊安全柵,由安全柵負(fù)責(zé)將雷電能量及瞬間電壓電流峰值限制在一個安全值內(nèi),然后再傳到中心站計算機和分站計算機接口,這樣就可解決雷擊損壞設(shè)備的問題。(2)研制高可靠性瓦斯傳感器,延長調(diào)校周期,編寫傳感器故障診斷軟件。用戶應(yīng)配備標(biāo)校瓦斯探頭用的標(biāo)準(zhǔn)瓦斯氣小鋼瓶,使瓦斯傳感器標(biāo)校工作規(guī)范化。(3)加強培訓(xùn)。由于煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),涉及計算機的軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)、系統(tǒng)傳輸設(shè)備的軟硬件技術(shù)、各種傳感器技術(shù)、系統(tǒng)的完善和升級改造技術(shù)、技術(shù)支持和服務(wù)能力等綜合技術(shù),因此,煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理人員應(yīng)納入特種工管理,培訓(xùn)達(dá)標(biāo)后持證上崗;對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)維修人員應(yīng)進(jìn)行針對性的培訓(xùn)。(4)加強日常管理和數(shù)據(jù)采集分析利用,提高數(shù)據(jù)使用效率。如應(yīng)建立和完善煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)報警信息發(fā)送制度;應(yīng)強化對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的分析利用,即對數(shù)據(jù)信息分析后,制作出相關(guān)曲線,并和瓦檢員手工測得的數(shù)據(jù)、地質(zhì)測量部門的相關(guān)資料綜合利用,達(dá)到提高數(shù)據(jù)使用效率的目的。

5)系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控,而且在軟件技術(shù)上應(yīng)研究開發(fā)能根據(jù)被監(jiān)測環(huán)境地點的參數(shù)進(jìn)行有效的危險性判別、分析和提出專家決策方案。同時系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過加強煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂,使監(jiān)控系統(tǒng)硬件通用,軟件兼容,實現(xiàn)信息共享,促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理。采取多種措施,進(jìn)一步提高監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量和使用人員素質(zhì),充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的作用。未來監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

1智能化自檢功能系統(tǒng)故障自檢功能向智能化發(fā)展，具有對故障的智能分析、判斷功能，改變系統(tǒng)自檢功能單一、簡單的情況，做到系統(tǒng)常見的軟件和硬件故障都能通過門檢功能進(jìn)行判斷，從而縮短故障處理時間，更好地保障礦井安全生產(chǎn)。2規(guī)范通信協(xié)議通信協(xié)議不規(guī)范的后果是造成設(shè)備購置重復(fù)，不能隨意進(jìn)行軟硬化升級的改造。制定統(tǒng)一的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對促進(jìn)礦撲監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。3實現(xiàn)監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)化根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化管理的需要，監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)控信息被網(wǎng)絡(luò)共享，系統(tǒng)應(yīng)用軟件按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，每一臺在網(wǎng)遠(yuǎn)程終端都可以共享監(jiān)控信息，為決策和管理層提供決策依據(jù)。4傳感器技術(shù)得到改善，將開發(fā)出高品質(zhì)的傳感器與國外同類傳感器比較差距較大。未來的高性能傳感器的壽命、抗高濃沖擊性能、抗中毒性能將會得到改善。二、煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的功能

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指利用信息管理、計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)對礦井甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機開停、主要通風(fēng)機開停等實施遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)控管理，并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等功能的系統(tǒng)。

三、煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的管理1、系統(tǒng)的設(shè)計管理2、系統(tǒng)的安裝管理3、系統(tǒng)運行管理系統(tǒng)校檢（方法、手段、周期）可靠性保障監(jiān)控運行值班（人員素質(zhì)、監(jiān)控級別）應(yīng)急指揮保障

1、系統(tǒng)的設(shè)計管理1.1硬件系統(tǒng)設(shè)計使用專用服務(wù)器、專用通訊線路、專用網(wǎng)絡(luò)對所屬3個煤礦兩種類型瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng);使用通用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議將煤礦監(jiān)測數(shù)據(jù)通過光纖實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的傳輸。煤礦建局域網(wǎng)但不建網(wǎng)站,在集團公司建一個中心站,所有煤礦與集團公司直接聯(lián)網(wǎng),監(jiān)測數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)郊瘓F公司中心站,煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中存儲在集團公司網(wǎng)站。井下采用傳統(tǒng)的樹形結(jié)構(gòu):總站-分站-傳感器,集團公司中心站設(shè)三層網(wǎng)絡(luò)交換機1臺,服務(wù)器3臺,其中1臺Web服務(wù)器,1臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,1臺數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,服務(wù)器為雙CPU;各礦設(shè)網(wǎng)絡(luò)交換機,建立煤礦局域網(wǎng),通過訪問集團公司的網(wǎng)站,實現(xiàn)信息查詢和網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測監(jiān)督。在公司董事長、總經(jīng)理、總工程師、調(diào)度室、礦長、通風(fēng)區(qū)等有關(guān)部門設(shè)置授權(quán)終端。其余用戶采用B/S(瀏覽器與服務(wù)器)模式,通過集團公司網(wǎng)站進(jìn)行授權(quán)訪問。1.2軟件系統(tǒng)設(shè)計網(wǎng)站服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows2000AdanceServer,客戶端采用Windows2000。采用美國MapInfo的MapXt

reme

地圖應(yīng)用軟件作為We2bGIS網(wǎng)站建設(shè)的基礎(chǔ)平臺軟件,在其基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件系統(tǒng)由煤礦工作站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器數(shù)據(jù)通訊及采集處理、集團公司網(wǎng)站服務(wù)器應(yīng)用三級應(yīng)用軟件共10個應(yīng)用子系統(tǒng)組成。1.3.3應(yīng)用軟件主要特性(1)先進(jìn)的信息化平臺,能夠全面管理和充分利用各種信息資源。(2)Int

ranet

是局域化的Internet,以TCP/IP為基礎(chǔ),以Web為核心應(yīng)用,構(gòu)成統(tǒng)一的信息共享與交換平臺,用戶無需操作培訓(xùn),通過瀏覽器就能發(fā)布信息,進(jìn)行各種空間檢索和空間分析。各級管理人員能夠共享礦井?dāng)?shù)字地圖和開采設(shè)計等各種信息資源,便于各部門協(xié)同工作。(3)獨特的信息圖形可視化顯示,直觀的圖形化信息查詢。(4)易于操作,系統(tǒng)維護費用低。用瀏覽器頁面取代通常繁雜的專業(yè)應(yīng)用操作界面,使操作界面極為簡單易用,并且用戶無需安裝應(yīng)用軟件系統(tǒng),大大降低了系統(tǒng)的維護費用。(5)在得到安全認(rèn)證和許可權(quán)限后,可在網(wǎng)絡(luò)任一節(jié)點訪問該系統(tǒng),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管和信息查詢。(6)由于基于Internet網(wǎng)絡(luò)和WebGIS技術(shù),為系統(tǒng)的擴展提供了極大的空間,可增加各種生產(chǎn)信息系統(tǒng),同上述各子系統(tǒng)一起構(gòu)建整個集團公司的“數(shù)字煤礦”信息化系統(tǒng)。2、系統(tǒng)的安裝管理

根據(jù)<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范>參照《晉城市地方煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運行管理實施細(xì)則》資料\晉城市地方煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng).doc

四、瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)研究應(yīng)用瓦斯災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)中的主要災(zāi)害之一，瓦斯防治對煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義，近年來，為了滿足國民經(jīng)濟快速發(fā)展對煤炭能源的強勁需求，國內(nèi)煤礦開采強度普遍增大；隨著開采深度向深部延深，多數(shù)礦井由原來的低瓦斯礦井轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄咚够蛲咚雇怀龅V井，這是近年來我國煤礦瓦斯事故多發(fā)的客觀原因之一；另一方面，國內(nèi)幾起重大瓦斯事故的原因分析表明，瓦斯防治管理方面存在的缺陷也是導(dǎo)致瓦斯事故頻繁發(fā)生的重要原因。（一）導(dǎo)航系統(tǒng)背景和意義（一）導(dǎo)航系統(tǒng)背景和意義目前,我國煤礦多數(shù)礦井都裝備了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。同時隨著電子技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，WEBGIS等煤礦安全綜合信息化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測管理應(yīng)用系統(tǒng)等到了快速發(fā)展。（一）項目背景和意義

研究集危險源探測技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、礦山多媒體(音頻,視頻,圖形,圖象,文字,報表,數(shù)字等)技術(shù)、空間信息技術(shù)為一體，與地質(zhì)、測量、水文、采煤、掘進(jìn)、通風(fēng)安全等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)相關(guān)的集成系統(tǒng)。實現(xiàn)采掘工作面生產(chǎn)的安全導(dǎo)航功能。（一）項目背景和意義瓦斯治理歷來是煤礦安全生產(chǎn)的重點與難點。由于涉及技術(shù)裝備、管理水平、人員素質(zhì)、責(zé)任制度等多方面的問題，因此可以說防治瓦斯是一項極其繁雜的系統(tǒng)工程。運用信息技術(shù)改善瓦斯防治管理手段、提升瓦斯管理水平，已經(jīng)成為我國煤礦安全生產(chǎn)的迫切需求。（二）、技術(shù)原理和系統(tǒng)構(gòu)成

技術(shù)原理和系統(tǒng)構(gòu)成

技術(shù)原理用GIS圖形合成分析技術(shù)將礦井采掘工程、通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯地質(zhì)等影響要素有機集成，對危險源探測和隱患辨識、安全生產(chǎn)管理過程、安全技術(shù)措施執(zhí)行實時監(jiān)控跟蹤，根據(jù)瓦斯防治《煤礦安全規(guī)程》、技術(shù)規(guī)范等有關(guān)規(guī)定，通過分析判斷、提醒和報警實現(xiàn)生產(chǎn)礦井瓦斯防治導(dǎo)航的技術(shù)方法和綜合管理應(yīng)用系統(tǒng)。技術(shù)原理和系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)含有技術(shù)集成單元(100)、辨識分析判斷單元（200）、和安全導(dǎo)航單元（300）。GIS通風(fēng)系統(tǒng)瓦斯地質(zhì)辨識分析判斷單元（200）采掘工程系統(tǒng)安全導(dǎo)航單元（300）礦井監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)集成單元（100）110130140150120技術(shù)原理和系統(tǒng)構(gòu)成

安全導(dǎo)航單元——生成瓦斯涌出量等值線技術(shù)原理和系統(tǒng)構(gòu)成

安全導(dǎo)航單元——采掘作業(yè)安全隱患辯識評價與導(dǎo)航功能效果技術(shù)原理和系統(tǒng)構(gòu)成

安全導(dǎo)航單元——通風(fēng)設(shè)施安全監(jiān)測管理導(dǎo)航功能效果（三）、導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)控管理主要內(nèi)容

瓦斯防治導(dǎo)航監(jiān)控管理主要內(nèi)容

采掘生產(chǎn)系統(tǒng)主要監(jiān)控管理內(nèi)容

在數(shù)字化的采掘工程平面圖上對采煤工作面和掘進(jìn)工作面的適時位置進(jìn)行活化處理，根據(jù)其推進(jìn)度按時更新，系統(tǒng)將根據(jù)其更新的適時位置線對推進(jìn)前方影響區(qū)域內(nèi)瓦斯情況進(jìn)行分析、評價、預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警。瓦斯防治導(dǎo)航監(jiān)控管理主要內(nèi)容

通風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)施監(jiān)控管理內(nèi)容通風(fēng)系統(tǒng)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，新建添加各種通風(fēng)設(shè)施，設(shè)計有設(shè)施說明牌、設(shè)施監(jiān)測表，對通風(fēng)設(shè)施監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行定性、定量分析、評價的監(jiān)測表，實現(xiàn)對通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)施管理的預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警，根據(jù)授權(quán)進(jìn)行簽名評價、消警、處理，消除安全隱患及導(dǎo)航系統(tǒng)報警信號。瓦斯防治導(dǎo)航監(jiān)控管理主要內(nèi)容

監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控管理內(nèi)容

監(jiān)測系統(tǒng)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，新建添加各種監(jiān)控傳感器及必備的監(jiān)控內(nèi)容，設(shè)計有傳感器說明牌、傳感器監(jiān)測表，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行定性、定量分析、評價的監(jiān)測表，實現(xiàn)對監(jiān)測傳感器的定位管理，對監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)控區(qū)域的預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警，判斷更直接、快速。

瓦斯防治導(dǎo)航監(jiān)控管理主要內(nèi)容

瓦斯地質(zhì)信息監(jiān)控管理內(nèi)容瓦斯地質(zhì)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，劃出高瓦斯區(qū)、高瓦斯帶、突出威脅區(qū)、突出危險區(qū)，隨采掘工作面推進(jìn)按監(jiān)測表要求，隨時進(jìn)行預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警。（四）、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

（1）整合信息資源——共享

實現(xiàn)采掘工程、瓦斯地質(zhì)、監(jiān)測監(jiān)控、大屏幕顯示等相關(guān)信息資源整合；系統(tǒng)與井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集（2）基于WebGIS管理——方便

地測、通風(fēng)、瓦斯監(jiān)控等基于WebGIS遠(yuǎn)程管理

基于巷道布置實時監(jiān)測定位——WebGIS

（3）符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范——美觀軟件系統(tǒng)實現(xiàn)情況1、地測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2、地測圖形管理系統(tǒng)3、瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)4、安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（五）、瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理

瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理

為保障安全生產(chǎn)信息網(wǎng)及礦井瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)安全、可靠、高效運行，充分發(fā)揮其作用，規(guī)范各級管理人員職責(zé)，鄭煤集團公司專門制訂礦井瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理辦法。從三個方面進(jìn)行運行管理：集團公司管理部門職責(zé)劃分及崗位責(zé)任生產(chǎn)礦井管理部門職責(zé)劃分及崗位責(zé)任瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)考核瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理

集團公司管理部門職責(zé)劃分及崗位責(zé)任

網(wǎng)絡(luò)維護及管理責(zé)任劃分維護管理員崗位職責(zé)集團公司每季度組織召開一次安全生產(chǎn)網(wǎng)運行例會，由機關(guān)各部處室有關(guān)負(fù)責(zé)人、礦總工、礦有關(guān)負(fù)責(zé)人員參加，通報網(wǎng)絡(luò)運行情況，交流經(jīng)驗，修改完善管理辦法。每年由技術(shù)中心組織對系統(tǒng)管理員和各專業(yè)管理員進(jìn)行一次培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容主要有技術(shù)更新、業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)、管理辦法等，保障系統(tǒng)管理人員的技術(shù)水平和能力不斷提高與創(chuàng)新。瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理

生產(chǎn)礦井管理部門職責(zé)劃分及崗位責(zé)任

各礦總工程師是安全生產(chǎn)信息網(wǎng)及瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理的負(fù)責(zé)人；各科室指定專（兼職）人員為各專業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理員，負(fù)責(zé)各科室計算機管理及圖件制作、信息發(fā)布、消警處理等；通風(fēng)科長協(xié)助總工程師管理礦井瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)收集上網(wǎng)信息，負(fù)責(zé)監(jiān)督、審核上網(wǎng)信息的真實性；負(fù)責(zé)對系統(tǒng)管理員崗位責(zé)任制及調(diào)度人員崗位責(zé)任制的考核；系統(tǒng)管理員的職責(zé)；信息網(wǎng)絡(luò)安全；瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)報警及消警處理程序。瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行管理

瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)考核

集團公司通風(fēng)管理部每月組織對礦井瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)運行進(jìn)行考核。根據(jù)運行記錄、基礎(chǔ)圖表填報、報警及消警處理按百分計核。根據(jù)考核結(jié)果對集團公司有關(guān)部門系統(tǒng)管理員、礦總工程師、礦有關(guān)部門負(fù)責(zé)人、礦系統(tǒng)管理員及網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行獎懲。結(jié)論和建議目前鄭煤集團公司12對生產(chǎn)礦井應(yīng)用瓦斯防治導(dǎo)航系統(tǒng)，從其運行情況看，構(gòu)建生產(chǎn)礦井瓦斯防治導(dǎo)航“人—機”應(yīng)用系統(tǒng)，不但在技術(shù)上可行，而且是煤礦現(xiàn)場管理的迫切需要。該系統(tǒng)采用的“危險源探測—信息采集—辨識分析—可視化表達(dá)—安全導(dǎo)航”的技術(shù)集成原理，同樣可用于礦井水害、火災(zāi)等重大災(zāi)害的預(yù)防和控制。結(jié)論和建議瓦斯防治安全管理導(dǎo)航技術(shù)是煤礦瓦斯防治和安全技術(shù)管理領(lǐng)域的重大創(chuàng)新探索，測試、運行和完善都需要一個過程，同時它是基于計算機網(wǎng)絡(luò)的人-機系統(tǒng)，必須建立在一個良好的管理和信息化平臺之上，因此，下一步建議要重點加強“一通三防”系統(tǒng)培訓(xùn)和管理，不斷提高相關(guān)人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)。煤礦綜合自動化概念綜合自動化系統(tǒng)是應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動化技術(shù)對礦井生產(chǎn)過程實現(xiàn)全面監(jiān)控的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運行參數(shù)的統(tǒng)計并上傳至礦區(qū)辦公局域網(wǎng)，這樣使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。同時將一些主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)和安全情況向上一級管理部門進(jìn)行匯報，上一級管理部門可以通過這些數(shù)據(jù)對煤礦進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)視。出現(xiàn)緊急情況發(fā)出告警信號。基于CIMS原理提出-----CIMASCIMAS采用最新“三層結(jié)構(gòu)”模式（企業(yè)信息化的三層模型：PCS、MES和MIS）開發(fā)，是一套支持多種現(xiàn)場總線環(huán)境和常規(guī)控制系統(tǒng)（DCS、PLC）環(huán)境下的功能涵蓋過程控制與監(jiān)視、現(xiàn)場總線設(shè)備管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備診斷維護、先進(jìn)控制與優(yōu)化控制、生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)調(diào)度、決策支持等于一體的網(wǎng)絡(luò)化、多功能的、開放的、可擴充和可裁剪的綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)生產(chǎn)安全后勤保障經(jīng)濟核算管理決策層數(shù)據(jù)庫信息處理信息挖掘信息融合故障診斷專家系統(tǒng)信息集成層綜合自動化層礦山綜合自動化平臺辦公自動化專家決策支持物資管理生活保障管理質(zhì)量管理生產(chǎn)計劃與統(tǒng)計生產(chǎn)保障管理考勤與勞資網(wǎng)絡(luò)安全生產(chǎn)信息管理生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度指揮地面排矸工作面膠帶運輸提升系統(tǒng)井下供電井下排水地面供電供壓系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)水處理統(tǒng)安全監(jiān)測安全系統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)供電系統(tǒng)視頻系統(tǒng)瓦斯抽放防滅火人員監(jiān)測選煤廠鍋爐房井下降溫給水系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)煤礦綜合自動化層次架構(gòu)煤礦綜合自動化內(nèi)容

煤礦綜合自動化系統(tǒng)包括風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控（通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測）子系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測（管道瓦斯抽放監(jiān)測與控制）子系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測（煤層自然發(fā)火實時分析）子系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)、電力監(jiān)測子系統(tǒng)、膠帶機監(jiān)測子系統(tǒng)、主副（斜）井提升監(jiān)測子系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預(yù)測與控制）子系統(tǒng)、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統(tǒng)、機車調(diào)度子系統(tǒng)、考勤子系統(tǒng)、電話通訊子系統(tǒng)、電視會議子系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等等。

綜合自動化系統(tǒng)具有將上述各控制子系統(tǒng)無縫集成的能力，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,每個子系統(tǒng)用一個軟件適配器與綜合監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)接口采用標(biāo)準(zhǔn)的UDP通信接口，系統(tǒng)支持瓦斯監(jiān)測、視頻監(jiān)控、配電監(jiān)測、機電設(shè)備監(jiān)控管理等各種子系統(tǒng)的軟件適配。系統(tǒng)架構(gòu)是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統(tǒng)模塊，只需要一個適配程序。系統(tǒng)初建時可根據(jù)需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺，然后分期分批增加各種子系統(tǒng)及不斷升級，最后建成最完善的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)煤礦綜合自動化內(nèi)容1水泵電控系統(tǒng)

采集參數(shù)：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)水水位，開關(guān)位置信號等

采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集

接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約

2瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

采集參數(shù)：瓦斯?jié)舛?，風(fēng)速，環(huán)境溫度，負(fù)壓，水位，設(shè)備開停，風(fēng)門開關(guān)，饋電開關(guān)，電壓，電流，風(fēng)筒開關(guān)，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯?jié)舛?，抽放管流量，故障報警等?/p>

采集方式：采用規(guī)約轉(zhuǎn)換或讀數(shù)據(jù)庫的方式均可

接入方法：TCP/IP通信

3提升機電控系統(tǒng)

采集參數(shù)：安全回路、實時速度、電流曲線、電壓、電流、故障、開停、電機溫度、PLC狀態(tài)、開關(guān)量、模擬量、鉤數(shù)、提升容器位置監(jiān)測。

采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集

接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約

4風(fēng)機電控系統(tǒng)

采集參數(shù)：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)水水位，開關(guān)位置信號。

采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集

接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約

3.3煤礦綜合自動化內(nèi)容5膠帶機電控系統(tǒng)

采集參數(shù)：打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、滅塵、速度、跑偏、煤位，速度，開停，拉繩等

采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集

接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約

6鍋爐電控系統(tǒng)

采集參數(shù)：鍋堂溫度，鍋堂前中后壓力（負(fù)壓）上鍋筒溫度，上鍋筒壓力，蒸汽出口流量，蒸汽管路壓力，省煤器溫度，煙道溫度，鼓風(fēng)機開度，風(fēng)量開關(guān)，引風(fēng)機吸風(fēng)量開度，風(fēng)量開關(guān)，供水調(diào)節(jié)閥閥門開度，水位調(diào)節(jié)器開關(guān)，顯示，供煤爐排速度顯示，速度調(diào)節(jié)，現(xiàn)場手自顯示，水位報警，水位顯示（電接點和差壓變送兩個顯示），供水閥前、后壓力，供水溫度，流量，出渣機狀態(tài)，循環(huán)泵狀態(tài)，鼓風(fēng)機開停狀態(tài)，引風(fēng)開停狀態(tài)，供水泵開停狀態(tài)，鼓風(fēng)機軸溫，引風(fēng)機軸溫，風(fēng)機變頻器速度等

采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集

接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約

3.3煤礦綜合自動化內(nèi)容7生活污水處理站

采集參數(shù)：水池液位，流量，ORP值，溶解氧值，濁度，PH值，溫度，COD值，水