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摘要:隨著國家對煤礦安全監控系統要求的不斷提升和煤礦企業自身發展的需要,煤礦安全監控系統已成為安全生產的重要指標之一。對煤礦安全監控系統融合升級的設計及智能化建設展望進行了闡述。
關鍵詞:安全監控;融合升級;智能建設
引言
根據國家煤礦安監局印發的《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》(煤安監函〔2016〕5號)和福建煤監局、省經貿委、省安監局聯合印發的《福建省煤礦安全監控系統裝備聯網和維護使用指導意見(修訂)》(閩煤安監綜合〔2018〕1號)等規范性文件要求,為規范煤礦安全監控系統建設和管理等工作發揮出較好的保障和促進作用,全省所有煤礦(含新建、改擴建礦井)必須建設安全監控系統,作為頒發(變更、延期)煤礦安全生產許可證的必備條件之一。煤礦安全監控系統的建設,必須符合新《煤礦安全規程》和國家、福建省《指導意見(修訂)》的有關標準及規定的要求。通過煤礦安全監控系統,煤礦安全監察機構和各級煤礦行業管理部門可以有效、靈活地開展煤礦安全生產監管和遠程監察工作。為了提高煤炭企業的安全生產,所以煤礦安全監控系統融合升級是必要的。
1翠屏山煤礦安全監測監控系統融合升級前存在的問題
(1)該礦升級前在用井下安全監控系統、井下人員定位系統和井下應急廣播系統,形成信息孤島,各個系統間數據都是獨立的。三套系統需三套設備和三套備機,故障率比較高,維護量比較大。(2)升級前的系統穩定性和準確性差,抗電磁干擾能力較低且在井下潮濕的環境下容易出現誤報警。模擬信號容易受到傳輸線路的干擾,且模擬信號傳輸不能復用。每個傳感器必須通過一條獨立電纜與分站進行信號傳輸,井下各個系統單獨布線,無系統融合功能,重復敷設電纜,不能實現電纜的共享,布線量大。(3)功能不完善,不能進行應急聯動。智能化程度低,不能自診斷、調校提醒,模擬量數據傳輸誤差大,顯示數據非實時數據等。
2翠屏山煤礦安全監控系統融合升級設計及其優缺點
2.1翠屏山煤礦安全監控系統融合升級設計的介紹
升級后的煤礦安全監控系統實現全數字化傳輸,具有自診斷、預警功能,能夠實現數據融合,監控系統設備具備抗干擾能力,使數據更加具有實時性、可靠性、穩定性、擴容接入能力、防護等級、數字化、數據分析應用,運行更加穩定可靠。福建煤電股份有限公司信息中心人員和福建省華廈能源設計研究院有限公司工程師及翠屏山煤礦監測監控管理員,于2019年7月份開始對翠屏山煤礦安全監控系統融合升級進行實地勘察和方案的設計。并向福建煤電股份有限公司提出升級改造一體化論證,積極響應福建省煤監局安全監控升級改造的標準,開展升級改造方案的設計。KJ90X安全監控新系統是中煤科工集團重慶研究院新研發的,基于工業以太環網加現場總線通信架構的,采用分布式控制和多系統數據融合的系統。新系統主干網采用工業以太網傳輸,區域控制器到主干網采用以太網或RS485總線進行傳輸,傳感器到區域控制器數據傳輸實現數字化傳輸,設計傳感器使用RS485總線傳輸技術,數據傳輸采用CRC16校驗,確保數據傳輸的可靠性。對傳感器類型自動識別,可自動與中心站軟件定義傳感器類型進行匹配比對,不匹配時進行提示,防止傳感器錯接引起誤報。另外,還可以對傳感器預熱、調校、自檢、故障等狀態進行識別,為數據的分析和故障的處理提供了依據(系統結構如圖1所示)。通過融合接口及協議規范,安全監控系統、人員定位系統和調度廣播系統提供的數據按照協議要求實現融合聯動,聯動參數還可以進行設置。在瓦斯超限、火災、斷電等需要立即撤人的緊急情況下,可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統應急聯動。聯動控制程序提供給用戶應急預案的管理功能,并在后臺自動監測預案等相關監測點的數據。當某個預案條件滿足觸發時,會自動提醒用戶是否執行聯動控制,并發出聲光報警通知危險區域人員撤出。當用戶確認執行時,聯動控制程序根據預案執行聯動,也可以通過人員定位系統雙向緊急呼叫功能撤人(如圖2所示)。
2.2翠屏山煤礦安全監控系統融合升級后的優缺點
通過與原來模擬信號的KJ90安全監控系統進行比較,KJ90X安全監控新系統的優點是線路敷設比較清楚,便于查找和維護;每臺區域控制器都有自己的IP地址,便于查找和判斷故障;新系統主干網采用工業以太網傳輸,數據的抗干擾性強準確性高、數據更新也比較實時;新系統將安全監控系統、人員定位系統、廣播系統在地面集中到一套軟件系統里實現地面的融合,界面也比較直觀便于操作。新系統的不足是地面用軟件進行系統的融合,井下系統雖然三個系統都接入區域控制器來傳輸數據,但未能實現井下的融合。
3煤礦安全監控系統智能化建設展望
隨著科技的不斷發展,安全監控系統的技術也會得到不斷的更新。本人對安全監控系統智能化發展有一些設想。
3.1利用物聯網和互聯網+技術實時預警
煤礦安全監控系統雖然實現多系統融合,但是只是地面的融合,井下各個系統設備仍獨立工作,并未實現集中融合,未來可以利用物聯網技術來實現。未來可以開發一款APP或利用微信小程序,結合短信平臺,利用互聯網+技術,就是利用APP或微信小程序實時查看安全監控系統的數據,并可以設置相應的權限。當井下設備運行出現異常或數據出現異常時,通過移動終端的聲光、震動和短信的形式,來提醒相應權限的管理人員來進行實時預警。權限較高的管理人員還可以遠程對調度人員和當班安全員進行遠程安排部署,做到井上井下溝通,一有危險可以及時發現,及時安排處理。
3.2云計算和大數據技術的應用
目前的煤礦安全監控系統數據存儲量比較大,只能實現簡單的數據分析、邏輯操作,無法對整個數據進行系統的分析和評估,也不能實現設備自調校和設備故障自檢,無法做到智能化重大隱患的預警。未來應該將云計算和大數據技術應用到煤礦安全監控系統里,實現數據系統的分析和評估智能化等,對井下重大隱患進行預警。
4結語
隨著科學的不斷進步,相信在不久的將來,煤礦安全監控系統一定能實現真正的智能化,并能融入煤礦安全生產的各個環節上。
參考文獻
1孫守輝,李治緯.安全監控系統智能化建設及未來展望[J].山東煤炭科技,2018,11:88-89,92.
2王世雅,高文靜.推進安全監控系統升級改造[N].中國煤炭報,2018-11-20(2).
3國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[M].北京:煤炭工業出版社,2016.
作者:黃淮彩 單位:福建煤電股份有限公司