煤礦安全監(jiān)控系統智能化建設及未來展望

黃祥祥 李 鵬 王桂婷

（山東能源臨礦集團田莊煤礦，山東 濟寧 272103）

1 煤礦安全監(jiān)控系統升級改造前存在的問題

（1）系統穩(wěn)定性、準確性有待提高，抗電磁干擾能力低，防護等級低，遇淋水等誤報警，模擬信號易受傳輸線路干擾，冒大數、偽數據等。

（2）由于模擬傳輸信號不能復用，每個傳感器必須通過一條獨立電纜與分站信號傳輸，布線量大。

（3）通信協議不規(guī)范，井下各系統單獨布線，無融合功能，重復敷設電纜，不能共享共纜，不能進行應急聯動。

（4）功能不完善，性能不高。智能化低，不能自診斷、偽數據標注、調校提醒，容易篡改數據，備用電源時間短，模擬量傳輸誤差大，巡檢周期長，顯示數據為非實時數據，異地斷電時間2倍巡檢周期。

（5）催化原件傳感器性能差。

2 當前煤礦安全監(jiān)控系統智能化建設介紹

為提高煤礦安全監(jiān)控系統準確性、靈敏性、可靠性、穩(wěn)定性和易維護性，增強煤礦安全保障能力。根據《國家煤礦安監(jiān)局關于印發(fā)〈煤礦安全監(jiān)控系統升級改造技術方案〉的通知》(煤安監(jiān)函〔2016〕5號) 精神，按照魯煤監(jiān)技裝〔2017〕70號文件《山東煤礦安全監(jiān)控系統升級改造技術方案實施標準》對田莊煤礦的安全監(jiān)控系統進行改造。

田莊煤礦自2017年10月開始著手準備監(jiān)控升級改造項目，先后到里彥煤礦、魯西煤礦和全省示范化礦井新驛煤礦進行調研。向集團公司提出升級改造一體化論證，積極響應省煤監(jiān)局監(jiān)控升級改造標準要求，開展升級改造工作。

新系統基于工業(yè)以太環(huán)網+現場總線通信架構，采用分布式控制、多系統數據融合、斷線續(xù)傳、電磁兼容、設備故障診斷等技術，部分指標超過同行業(yè)水平。作為KJ70X煤礦安全監(jiān)控系統的專用主干網，不與其他系統共用環(huán)網。環(huán)網主干線纜分設兩條，從同一個井筒保持一定間距的不同位置進入井下。田莊煤礦井下所有分站至主干網之間采用工業(yè)以太網進行通訊，光纖直接進入分站。模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用RS485總線進行數據傳輸?，F所有系統均升級改造后，通過相關系統交互協議，在地面監(jiān)控軟件或多系統集成平臺上實現安全監(jiān)控系統、人員定位系統、通信聯絡系統、調度廣播系統等多種異構系統信息的融合，通過GIS一張圖、一張表展示。在瓦斯超限、火災、斷電等需立即撤人的緊急情況下，安全監(jiān)控系統自動與應急廣播、通信、人員位置監(jiān)測等系統應急聯動。通過井下應急廣播系統通知危險區(qū)域人員撤離，通過人員位置監(jiān)測系統雙向緊急呼叫功能，自動通知危險區(qū)域人員進行撤離等。田莊煤礦已實現監(jiān)控系統與三維GIS技術的融合，通過三維GIS平臺的支持，可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)控系統重要設備的安裝位置。

為了更好地實現安全生產，更好地利用信息化為工業(yè)化服務，真正讓信息化達到隨時隨地為煤礦安全生產服務。田莊煤礦在系統軟件聯動平臺的基礎上自主研發(fā)了安全生產共享數據平臺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、資料庫等功能于一體，可兼容不同廠家的系統，涵蓋煤礦生產過程中各個方面。將安全生產共享數據下載到手機上，在井上可以實時監(jiān)控，如有危險可以及時發(fā)現，及時安排處理。在井下亦可以實時監(jiān)控，及時處理危險因素，克服了井上井下溝通不及時的缺陷，同時真正讓安全握在自己的手中。

3 煤礦安全監(jiān)控系統智能化建設未來展望

隨著未來科技不斷發(fā)展，安全監(jiān)控系統智能化技術也必將長足發(fā)展，目前來看，有以下幾個發(fā)展方向。

3.1 礦用物聯網技術

煤礦安全監(jiān)控系統目前雖然已經實現了與人員定位系統、通信聯絡系統、調度廣播系統等多種異構系統信息的融合，但只是井上融合，各系統設備井下仍獨立工作，并未實現集中融合。未來，實現各異構系統井下融合將會是煤礦安全監(jiān)控系統智能化發(fā)展的主要方向。

3.2 特大事故預警技術

當前煤礦監(jiān)控系統主要有報警、斷電功能，一些煤礦的安全監(jiān)控系統已經具備了特大事故預警的功能。但在實際應用過程中準確率不高，不能滿足安全作業(yè)要求。因此，特大事故預警技術的研究是未來發(fā)展方向之一。

3.3 云計算、大數據應用

當前安全監(jiān)控系統數據存儲量大，只能實現簡單的數據分析、邏輯控制，無法對標校信息、報警信息類型進行區(qū)分，無法根據數據庫進行智能化重大隱患預警。將云計算、大數據技術應用到安全監(jiān)控系統，能將存儲的井下信息資源統一管理，并進行智能化數據分析。

3.4 研制高可靠性的礦用傳感器

研制高可靠性、品種齊全的礦用傳感器。充分利用微處理的優(yōu)點，做到自診斷、自校正、自調零、配置標準遠傳接口，以提高傳輸的可靠性、數據輸出的簡單性和傳感器的互換性。

隨著科技的不段發(fā)展與進步，開采自動化程度的提高，煤礦安全監(jiān)控技術已逐步滲透到采、掘、機、運、通、辦公管理各個環(huán)節(jié)，為煤礦安全生產和高產高效發(fā)揮了重要的作用。隨著智能化技術的發(fā)展，高性能的煤礦安全監(jiān)控系統在我國有著廣闊的前景。