煤礦安全系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案設(shè)計(jì)

1、織金縣八步鎮(zhèn)青龍煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案0 一七年三月二十日織金縣八步鎮(zhèn)青龍煤礦 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案 為保證青龍煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作的有序、有效進(jìn)行， 確保達(dá)到預(yù)期效果，根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案的 通知（煤安監(jiān)函 20165 號）文件要求，結(jié)合我礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn) 狀、監(jiān)測監(jiān)控的技術(shù)發(fā)展和青龍煤礦安全生產(chǎn)的客觀需求， 制定本方 案。一、煤礦簡介1、隸屬關(guān)系、地理位置織金縣八步鎮(zhèn)青龍煤礦位于織金縣八步鎮(zhèn)， 屬織金縣八步鎮(zhèn)管轄， 行業(yè)主管隸屬織金縣煤炭工業(yè)管理局管轄， 企業(yè)性質(zhì)為私營企業(yè)， 現(xiàn) 屬于貴州綠寶能源開發(fā)有限公司下屬煤礦； 青龍煤礦距織金縣縣城距 離約

2、 20 公里，距八步鎮(zhèn)政府約 8.0km。 礦區(qū)地理坐標(biāo) : 東經(jīng) 1055 O 05 105 50 30，北緯 26 47 10 26 47 40。區(qū) 內(nèi)交通以公路為主，礦山主井口距省道 307 （織金畢節(jié)）僅4km, 交通較為方便。2、井田范圍根據(jù)貴州省國土資源廳 2008年9月 1 7日下發(fā)的貴州省國土資源 廳文件（黔國土資礦管函 20081469 號）關(guān)于調(diào)整織金縣八步鎮(zhèn) 青龍煤礦礦區(qū)范圍的批復(fù)，青龍煤礦礦區(qū)范圍得到擴(kuò)大。礦區(qū)井田 范圍由6個拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，井田面積0.6179Km2,礦井開采標(biāo)高+1500 m +975m。3、礦井投產(chǎn)時間，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、核定能力青龍煤礦擴(kuò)建為 15萬噸

3、/年后于 2012年6月通過安全生產(chǎn)許可 證驗(yàn)收正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 15萬噸/ 年， 2016年重新按照 27 6個工作日核定能力為 13.2 萬噸/ 年。二、煤礦瓦斯等級根據(jù)貴州省煤炭管理局文件（黔煤生產(chǎn)字 2012512 號對畢 節(jié)地區(qū)煤礦 2012 年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)，青龍煤礦礦 井瓦斯等級鑒定結(jié)果為：礦井絕對瓦斯涌出量： 1.2m3/min ，相對瓦 斯涌出量： 16.46m3/ t ；絕對二氧化碳涌出量為 0.9m3/min ，相對二 氧化碳涌出量為 12.34m3/t ，礦井為高瓦斯礦井。2016年經(jīng)畢節(jié)市地方煤礦勘測設(shè)計(jì)隊(duì)出具的瓦斯數(shù)據(jù)測定報告， 礦井絕對瓦斯涌

4、出量： 3.41m3/min ，相對瓦斯涌出量： 11.37m3/ t ； 礦井為高瓦斯礦井（有關(guān)部門批復(fù)未出具）。三、在用安全監(jiān)控系統(tǒng)簡述礦井安裝有KJ90N煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)一套，監(jiān)控主機(jī) 2臺，對井下采掘工作面及其它地點(diǎn)的瓦斯、一氧化碳、溫度、風(fēng)門開閉、設(shè)備 開停等參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行地面集中監(jiān)測監(jiān)控。系統(tǒng)各種狀態(tài)下的監(jiān)測、 報警、顯示、儲存、報表功能齊全，系統(tǒng)具有軟件故障閉鎖功能，配 備有不間斷電源，系統(tǒng)運(yùn)行正常，煤礦配備的安全監(jiān)測儀器、儀表， 滿足生產(chǎn)要求。（設(shè)備裝備表附后）表3-4-1 礦井安全監(jiān)控裝備表名稱型號數(shù)量名稱型號數(shù)量在籍使用在籍使用安全監(jiān)控系統(tǒng)KJ90N22計(jì)算機(jī)聯(lián)想22分站K

5、FD-263甲烷傳感器低濃度KJ9701A106煙霧傳感器高低濃度KJ9001C2515斷電氣KDJ2.542溫度傳感器KJW5/KJW50A126開停傳感器KG79-A158負(fù)壓傳感器KGY3A64風(fēng)速傳感器GFY15(B)86風(fēng)門傳感器KGF-4264co傳感器GTH500(B)106風(fēng)筒傳感器粉塵傳感器饋電傳感器GKD12784四、安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造基本目標(biāo)1. 促進(jìn)安全監(jiān)測監(jiān)控新技術(shù)新裝備的推廣應(yīng)用， 提高安全監(jiān)控系 統(tǒng)技術(shù)性能和安全可靠性，適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)的需要。2. 促進(jìn)安全監(jiān)測監(jiān)控多元融合和信息共享， 提高煤礦安全預(yù)測預(yù) 警水平，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測監(jiān)控信息的深度分析和綜合利用。3.

6、支持安全監(jiān)管監(jiān)察， 合理有效使用安全監(jiān)控系統(tǒng)， 充分發(fā)揮安 全監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的重要作用， 提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 水平。六、安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造基本原則1 . 統(tǒng)籌規(guī)劃、試點(diǎn)先行、有序推進(jìn)。 制定國家層面的安全監(jiān)控 系統(tǒng)升級改造總體方案、技術(shù)方案，明確總體技術(shù)要求，及時完成標(biāo) 準(zhǔn)換版; 在分類試點(diǎn)的基礎(chǔ)上穩(wěn)步推進(jìn)。2 . 政府引導(dǎo)、企業(yè)主體、協(xié)同配合。突出煤礦企業(yè)在安全監(jiān)控 系統(tǒng)升級改造中的主體地位和作用 ; 引導(dǎo)安全監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)積 極進(jìn)行產(chǎn)品升級， 督促檢測檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和安標(biāo)中心積極配合開展相關(guān)工 作。3 . 立足現(xiàn)狀、著眼需求、確保有效。 在充分利用現(xiàn)有安全監(jiān)測 監(jiān)控技術(shù)裝備的基

7、礎(chǔ)上， 根據(jù)安全生產(chǎn)的實(shí)際需求， 進(jìn)行安全監(jiān)控系 統(tǒng)的升級改造 ; 確保通過升級改造，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平和 應(yīng)用水平，適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)發(fā)展的需要。4 . 新安裝系統(tǒng)與煤礦在用系統(tǒng)分類處理。 新安裝的系統(tǒng)滿足全 部新要求，煤礦在用系統(tǒng)應(yīng)滿足基本要求，其余要求可分步實(shí)施。七、安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造主要內(nèi)容1 . 全數(shù)字化在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)募夹g(shù)上， 將各類傳感器、 執(zhí)行器至 分站升級為數(shù)字傳輸，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化。2 . 增強(qiáng)抗電磁干擾能力安全監(jiān)控系統(tǒng)及組成設(shè)備采用抗干擾（EMC技術(shù)設(shè)計(jì)，通過以下 試驗(yàn)：地面設(shè)備 3級靜電抗擾度試驗(yàn)， 評價等級為 A;2 級電磁輻射抗 擾度試驗(yàn)

8、，評價等級為 A;3 級脈沖群抗擾度試驗(yàn)，評價等級為 A; 交 流電源端口 3 級、直流電源與信號端口 1級浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)， 評價等級為 B。試驗(yàn)條件：形成完整的系統(tǒng)架構(gòu)，組成設(shè)備的類型齊全 ; 至少一 臺分站達(dá)到滿載要求 ; 交換機(jī)及接口的每個電口至少帶載一臺設(shè)備。試驗(yàn)加載方法：系統(tǒng)中不同類型組成設(shè)備均分別進(jìn)行試驗(yàn) ; 試驗(yàn) 在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下進(jìn)行，即系統(tǒng)傳感、傳輸、顯示、控制、執(zhí)行 的功能正常。3 . 應(yīng)用先進(jìn)傳感技術(shù)及裝備采掘工作面及總回風(fēng)， 瓦斯傳感器必須使用激光傳感器等全量程 傳感器; 回風(fēng)上隅角，采用無線傳感器。使用低功耗傳感器、自診斷型傳感器，鼓勵使用多參數(shù)傳感器。4

9、. 提升傳感器的防護(hù)等級 將傳感器的防護(hù)等級由 IP54 提升到 IP65 。5 . 完善報警、斷電等控制功能實(shí)現(xiàn)分級報警，根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮?、瓦斯超限持續(xù)時間、瓦斯超 限范圍等，設(shè)置不同的報警級別 （響度或頻度 ） ，實(shí)施分級響應(yīng)。推行邏輯報警， 根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等的內(nèi)在邏輯關(guān)系， 實(shí) 施邏輯報警，促進(jìn)各類傳感器的正確安裝、設(shè)置、維護(hù)，監(jiān)控系統(tǒng)的 正常使用，防止違法行為。完善就地?cái)嚯姽δ?，提高斷電的可靠性，并加?qiáng)饋電狀態(tài)監(jiān)測。 推行區(qū)域斷電，根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。6 . 支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合實(shí)現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合、 監(jiān)測監(jiān)控與 GIS 技術(shù) 的有機(jī)融合。多系統(tǒng)

10、的融合可以采用地面方式，也可以井下方式。 在地面統(tǒng)一平臺上必須融合的系統(tǒng)：環(huán)境監(jiān)測、人員定位、應(yīng)急 廣播，如有供電監(jiān)控系統(tǒng)，也應(yīng)融入。其它可考慮融合的系統(tǒng)：視頻 監(jiān)測、無線通信、設(shè)備監(jiān)測、車輛監(jiān)測等。7 . 格式規(guī)范化 規(guī)范傳感器、執(zhí)行器至分站，分站至中心站的信息傳輸格式，逐 步實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸格式的統(tǒng)一。傳感器、執(zhí)行器至分站的有線傳輸采用現(xiàn)場總線方式，包括 RS485、CAN無線傳輸采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)，包括 WaveMes、Zigbee、WiFi 、RFID 藍(lán)牙 4.0。分站至中心站傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、 RS485、CAN。8 . 增加自診斷、自評估功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定期的自診斷、 自評估

11、，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用 中存在的問題。自診斷的內(nèi)容包括：(1) 傳感器、控制器的設(shè)置及定義 ;(2) 傳感器、控制器、電源箱等設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài) ;(3) 傳感器維護(hù)、定期未標(biāo)校提醒 ;(4) 中心站軟件自診斷，包括雙機(jī)熱備、數(shù)據(jù)庫存儲、軟件模塊 通信。9 . 加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析 安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有大數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用功能， 至少應(yīng)包括以下 內(nèi)容：(1) 偽數(shù)據(jù)濾除及異常數(shù)據(jù)分析 ;(2) 瓦斯、煤與瓦斯突出等的預(yù)測預(yù)警 ;(3) 大數(shù)據(jù)分析，如多系統(tǒng)融合條件下的綜合數(shù)據(jù)分析等。10 . 應(yīng)急聯(lián)動在瓦斯超限、 斷電等需立即撤人的緊急情況下時， 可自動與應(yīng)急 廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的

12、應(yīng)急聯(lián)動。11 . 提升系統(tǒng)性能指標(biāo)(1) 系統(tǒng)巡檢周期不超過25s，并具備對瓦斯涌出異常區(qū)域監(jiān)控 設(shè)備加速巡檢功能， 在瓦斯超限時瓦斯超限區(qū)域監(jiān)控設(shè)備的巡檢時間 不超過 10s;(2) 異地?cái)嚯姇r間不超過 40s;(3) 備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間由 2h提升到3h，更換 電池要求由僅能維持 1h 時必須更換，提高到僅能維護(hù) 1.5h 時必須更 換;(4) 突出、高瓦斯礦井的采掘工作面甲烷傳感的免調(diào)校周期不低 于 6 個月。(5) 具有雙機(jī)熱備自動切換，切換時間不得超過 5s。(6) 模擬量傳輸處理誤差不超過 0.5%。(7) 分站的最大遠(yuǎn)程本安供電距離 (在設(shè)計(jì)工況條件下 )實(shí)行分級

13、 管理，分別為 2km、 3km、 6km。12 . 增加加密存儲要求 為有利于安全監(jiān)管監(jiān)察和企業(yè)安全管理， 對采掘工作面等重點(diǎn)區(qū) 域的瓦斯超限、報警、斷電信息應(yīng)進(jìn)行加密存儲，采用如著名的加密 算法MD5 RSA寸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。由國家局指定加密密鑰，確保數(shù)據(jù) 無法被破解篡改。13 . 方便用戶使用、維護(hù)、培訓(xùn) 軟件界面友好，方便調(diào)用，強(qiáng)化幫助功能。 以上升級改造內(nèi)容，我礦可采取逐步推進(jìn)、逐漸完善的方式，保 證改造后的安全監(jiān)控系統(tǒng)滿足升級改造的基本要求。八、改造計(jì)劃時間安排我礦按照在用安全監(jiān)控實(shí)際情況，結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃在“十三五” 末完成安全監(jiān)控系統(tǒng)改造改造工作。九、技術(shù)實(shí)施方案1. 新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后

14、， 嚴(yán)格按照新要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造， 并 取得安全標(biāo)志。煤礦新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)，必須滿足新要求。2. 在用安全監(jiān)控系統(tǒng)， 依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 應(yīng)在相關(guān)煤礦安全監(jiān) 控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的協(xié)助下，制定升級改造方案，并實(shí)施改造，升級改 造方案報煤礦企業(yè)報屬地省級煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)。 對于經(jīng)評估后沒有 改造價值的，應(yīng)安裝新的安全監(jiān)控系統(tǒng)。3. 在用安全監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造，可選擇采取以下方式：(1) 按安標(biāo)認(rèn)可的配置進(jìn)行部分更換。更換過程中涉及本安關(guān)聯(lián) 的，應(yīng)按照實(shí)際連接情況進(jìn)行本安關(guān)聯(lián)評定， 出具本安關(guān)聯(lián)評定報告 ; 使用性能由生產(chǎn)單位保證。 對已經(jīng)進(jìn)行本安關(guān)聯(lián)評定的同類情況， 在 其他礦井升級改造時不再進(jìn)行。(2) 在用傳感器、分站升級過程中，如果僅涉及軟件更新，不涉 及防爆