煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究

1、第34卷第11期煤 炭 學 報V o.l 34 N o .11 2009年11月J OURNAL OF C H I N A COAL SOC I ETY N ov . 2009 文章編號:0253-9993(200911-1546-04煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究孫繼平(中國礦業(yè)大學(北京煤炭資源與安全開采國家重點實驗室,北京 100083摘 要:提出了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法,解決了各種不同系統(tǒng)互通互聯(lián)問題:(1中心站應自動向監(jiān)控中心傳送模擬量饋電異常、模擬量斷電、模擬量報警、模擬量統(tǒng)計值、開關(guān)量饋電異常、開關(guān)量報警(斷電、開關(guān)量動作、系統(tǒng)工作異常、初始化等信息;(2采用TCP /I P 協(xié)

2、議和套接字(Socket通信;(3數(shù)據(jù)分批發(fā)送,每批發(fā)送1個數(shù)據(jù)文件;(4數(shù)據(jù)文件為文本文件(TXT格式,每個文件包括單條或多條數(shù)據(jù)記錄;(5數(shù)據(jù)文件的第1條記錄應是數(shù)據(jù)頭,數(shù)據(jù)頭由數(shù)據(jù)庫(或文件夾名稱和數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件名稱組成,數(shù)據(jù)庫(或文件夾名稱與數(shù)據(jù)表(數(shù)據(jù)庫文件名稱之間用 ; 分隔,數(shù)據(jù)頭用 | 結(jié)束,數(shù)據(jù)庫(或文件夾名稱用2個字母表示:KJ 表示煤礦監(jiān)控,數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件名稱用4個字母表示;(6每條數(shù)據(jù)記錄用 結(jié)束;(7每條數(shù)據(jù)記錄中的字段用 ; 分隔;(8每批數(shù)據(jù)以! 結(jié)束等.關(guān)鍵詞:煤礦;安全監(jiān)控;系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中圖分類號:TD76 文獻標識碼:A 收稿日期:2009-07-21

3、責任編輯:高雪梅基金項目:國家自然科學基金資助項目(50674093;教育部博士點基金項目(200802900008 作者簡介:孫繼平(1958,男,山西翼城人,教授,博士生導師.E -ma i :l s j p c um t b edu cnN etworking technology for safety supervision syste m i n a coal m i neSUN Ji p i n g(S tate K e y Labora tory of C oa lR esou rces and Safe M i n i ng,Ch ina Un i v e rsit y ofM

4、 i n i ng &T ec hnology (B eijing ,B eijing 100083,Ch i na Abst ract :A m ethod for net w orki n g o f the coalm i n e superv ision syste m s w as put fo r w ard ,w hich m ade the inter connection of d ifferen t syste m s beco m e practica.l (1C entral station shou l d send the fo ll o w ing i n

5、 for m ati o n auto m at ica ll y to the m onitori n g center ,w hich i n cl u des ana l o g feed abnor m alities ,ana l o g pow er i n terr upti o n ,ana l o g alar m s ,ana log statistics ,s w itch feed abnor m aliti e s ,sw itch i n g alar m s (s w itching off,acti o n o f s w itch ,syste m op er

6、ation abnor m alities ,and initialization etc .;(2Adopt TCP /I P protoco l and socke;t (3Send data i n batc hes ,w it h each batch bei n g a data file ;(4The f o r m at o f the data file is text file (TXT ,each file contains a sing le da ta record or m u ltiple data recor ds ;(5The first record of t

7、 h e data file shou l d be a data header ,t h e data header is m ade up of the na m e of database (or the fo l d er of the fileand the na m e o f data table (or the data file,the na m e of database (or the fo lder of the fileis separated fro m the na m e o f t h e data tab le (or the data file by ;

8、,t h e da ta head endsw ith | ,the database (o r the fo l d er of the fileshou l d be na m ed by KJ ,which m eans CoalM ine Supervision in Ch i n ese ,the data table (or the data fileshoul d be na m ed by four letters ;(6E ach data record ends w ith ;(7The field of each data recor d ends w ith ; ;(8

9、E ach batch of data ends w ith ! ,etc .K ey w ords :coalm ine ;safety supervision syste m;net w orking煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)測C H 4濃度、CO 2濃度、C O 濃度、O 2濃度、風速、風壓、溫度、煙霧、饋1547第11期孫繼平:煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主通風機開停等,并實現(xiàn)甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制等1.當瓦斯超限或局部通風機停止運行或掘進巷道停風時,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)自動切斷相關(guān)區(qū)域的電源并閉鎖,避免或減少由于電氣設(shè)備失爆、違章

10、作業(yè)、電氣設(shè)備故障電火花或危險溫度引起瓦斯爆炸;避免或減少采、掘、運等設(shè)備運行產(chǎn)生的摩擦撞擊火花及危險溫度等引起瓦斯爆炸;提醒領(lǐng)導、生產(chǎn)調(diào)度等及時將人員撤至安全處.還可通過煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控瓦斯抽放系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、煤炭自燃、瓦斯突出等2.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在應急救援和事故調(diào)查中也發(fā)揮著重要作用,當煤礦井下發(fā)生瓦斯(煤塵爆炸等事故后,系統(tǒng)的監(jiān)測記錄是確定事故時間、爆源、火源等重要依據(jù)之一3.為加強監(jiān)管,煤礦安全監(jiān)控信息應上傳至重點產(chǎn)煤縣(市、區(qū)煤炭主管部門或國有重點煤礦的集團公司(礦務(wù)局.重點產(chǎn)煤縣(市、區(qū)煤炭主管部門、國有重點煤礦的集團公司(礦務(wù)局應建立監(jiān)控中心.監(jiān)控中心應24h有人值班.值班

11、人員應認真監(jiān)視監(jiān)視器所顯示的各種信息,詳細記錄系統(tǒng)各部分的運行狀態(tài),填寫運行日志,打印監(jiān)測日(班報表,報有關(guān)負責人審閱.接到報警后,值班人員應立即通知報警煤礦核查情況,及時處理,并報值班調(diào)度及值班領(lǐng)導,記錄備案.但現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)存在著系統(tǒng)種類多,傳輸協(xié)議、格式、內(nèi)容不統(tǒng)一,難以互通互聯(lián)等問題.因此,有必要進行煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究,提出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法和要求.1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法:#中心站(或主站和監(jiān)控中心應采用TCP/IP協(xié)議和套接字(Soc k et接口通信.數(shù)據(jù)應分批發(fā)送,每批發(fā)送1個數(shù)據(jù)文件.%數(shù)據(jù)文件應為文本文件(TXT格式.每個文

12、件包括單條或多條數(shù)據(jù)記錄.&數(shù)據(jù)文件的第1條記錄應是數(shù)據(jù)頭.數(shù)據(jù)頭由數(shù)據(jù)庫(或文件夾名稱和數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件名稱組成.數(shù)據(jù)庫(或文件夾名稱與數(shù)據(jù)表(數(shù)據(jù)庫文件名稱之間用 ;分隔.數(shù)據(jù)頭用 |結(jié)束.數(shù)據(jù)庫(或文件夾名稱用2個字母表示:K J表示煤礦監(jiān)控.數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件名稱用4個字母表示.每條數(shù)據(jù)記錄用 結(jié)束.(每條數(shù)據(jù)記錄中的字段用 ;分隔.每批數(shù)據(jù)以 !結(jié)束.安全監(jiān)控信息數(shù)據(jù)表名稱:#AQMT安全監(jiān)控,模擬量統(tǒng)計值;AQB J安全監(jiān)控,模擬量及開關(guān)量等報警、斷電、饋電異常、系統(tǒng)工作異常;%AQKD安全監(jiān)控,開關(guān)量動作;&AQMC安全監(jiān)控,模擬量初始化;AQKC安全監(jiān)控,開關(guān)

13、量初始化.中心站應自動向監(jiān)控中心傳送模擬量饋電異常、模擬量斷電、模擬量報警、模擬量統(tǒng)計值、開關(guān)量饋電異常、開關(guān)量報警(斷電、開關(guān)量動作、系統(tǒng)工作異常、初始化等信息.具體包括:(1模擬量統(tǒng)計值每5m i n至少上傳1次,內(nèi)容包括:煤礦、時間(年-月-日/時:分:秒、監(jiān)測地點、被測量名稱、平均值、最大值、最大值時刻、最小值、最小值時刻等.(2模擬量及開關(guān)量等報警、斷電、饋電狀態(tài)變化立即上傳,內(nèi)容包括:煤礦、時間(年-月-日/時:分:秒、類別(模擬量、開關(guān)量、工作狀態(tài)、處理措施等、監(jiān)測地點、被測量名稱、狀態(tài)(報警、解除報警;斷電、復電;饋電異常、饋電正常;工作異常、工作正常;停電撤人等;不超過10個

14、漢字長度等.(3開關(guān)量狀態(tài)變化可不上傳,若上傳,內(nèi)容包括:煤礦、狀態(tài)變化時刻(年-月-日/時:分:秒、監(jiān)測地點、被測量名稱、狀態(tài)(開、停等.(4模擬量初始化參數(shù)變化立即上傳,內(nèi)容包括:煤礦、井口坐標、生成時間(年-月-日/時:分:秒、監(jiān)測地點、被測量名稱、單位、報警值、斷電值、復電值、斷電區(qū)域等.(5開關(guān)量初始化參數(shù)變化立即上傳,內(nèi)容包括:煤礦、井口坐標、生成時間(年-月-日/時:分:秒、監(jiān)測地點、被測量名稱、報警(斷電狀態(tài)、斷電區(qū)域等.監(jiān)控中心正確接收到中心站的上傳數(shù)據(jù)后,應反饋確認信息;中心站只有接收到監(jiān)控中心的確認信息煤 炭 學 報2009年第34卷1548后,才終止本次數(shù)據(jù)發(fā)送,否則重

15、復本次數(shù)據(jù)發(fā)送.監(jiān)控中心在10m in內(nèi)沒有收到中心站的模擬量每5m i n統(tǒng)計值,則主動向中心站請求發(fā)送,連續(xù)3次無應答,則認定通信故障,發(fā)出報警信號并存儲記錄.當通信恢復正常時,中心站應在不影響正常數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下,補發(fā)通信中斷期間的模擬量統(tǒng)計值、報警、斷電、饋電狀態(tài)變化、模擬量初始化參數(shù)變化、開關(guān)量初始化參數(shù)變化.2 文件數(shù)據(jù)格式模擬量每5m in統(tǒng)計值文件數(shù)據(jù)格式:(1數(shù)據(jù)頭.K J;AQMT;(2煤礦.#由市名(不超過4個漢字長度,若不足4個漢字,左對齊,以下同、縣名(不超過4個漢字長度和礦名(不超過10個漢字長度組成,例如:大同;左云;柴家溝;由集團公司名(不超過4個漢字長度、公司

16、名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過10個漢字長度組成,例如:大同;軒崗;焦家寨;(3時間(年-月-日/時:分:秒.年用4位數(shù)字表示;月用2位數(shù)字表示,單個數(shù)字時左邊補0;日用2位數(shù)字表示,單個數(shù)字時左邊補0;時用2位數(shù)字表示,單個數(shù)字時左邊補0;分用2位數(shù)字表示,單個數(shù)字時左邊補0;秒用2位數(shù)字表示,單個數(shù)字時左邊補0(以下同;(4監(jiān)測地點(不超過10個漢字長度;(5被測量名稱(不超過10個漢字長度;(6平均值(符合參考文獻4-5的規(guī)定;(7最大值(符合參考文獻4-5的規(guī)定;(8最大值時刻(時:分:秒;(9最小值(符合參考文獻4-5的規(guī)定;(10最小值時刻(時:分:秒;(11示例.K J;A

17、QM T|大同;軒崗;焦家寨;2007-08 -16/1820001號回采工作面;甲烷;0 75;0 80;181800;0 70;1820001號回采工作面回風巷;甲烷;0 65;0 7;181600;0 60;181900!.模擬量及開關(guān)量等報警、斷電、饋電異常文件數(shù)據(jù)格式:(1數(shù)據(jù)頭.K J;AQBJ;(2煤礦.#由市名(不超過4個漢字長度、縣名(不超過4個漢字長度和礦名(不超過10個漢字長度組成,例如:大同;左云;柴家溝;由集團公司名(不超過4個漢字長度、公司名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過10個漢字長度組成,例如:大同;軒崗;焦家寨;(3時間(年-月-日/時:分:秒;(4類別.模

18、擬量、開關(guān)量、工作狀態(tài)、處理措施等;(5監(jiān)測地點(不超過10個漢字長度;(6被測量名稱(不超過10個漢字長度;(7狀態(tài)(報警、解除報警;斷電、復電;饋電異常、饋電正常;工作異常、工作正常;處理措施等,不超過10個漢字長度;(8示例.K J;AQB J|大同;軒崗;焦家寨;2007-08-16/18:30:00模擬量;1號回采工作面;甲烷;報警開關(guān)量;2號掘進工作面;局部通風機;報警工作狀態(tài);1號回采工作面;甲烷傳感器;工作異常處理措施;2號回采工作面;甲烷;停電撤人!.開關(guān)量狀態(tài)變化文件數(shù)據(jù)格式:(1數(shù)據(jù)頭.K J;AQKD;(2煤礦.#由市名(不超過4個漢字長度、縣名(不超過4個漢字長度和礦

19、名(不超過10個漢字長度組成,例如:大同;左云;柴家溝;由集團公司名(不超過4個漢字長度、公司名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過10個漢字長度組成,例如:大同;軒崗;焦家寨;(3狀態(tài)變化時刻:(年-月-日/時:分:秒;(4監(jiān)測地點(不超過10個漢字長度;(5被測量名稱(不超過10個漢字長度;(6狀態(tài)(開、停等,不超過10個漢字長度;(7示例.KJ;AQKD|大同;軒崗;焦家寨;2007-08-16/1828001號掘進工作面;局部通風機;開!.模擬量初始化參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式:(1數(shù)據(jù)頭.K J;AQMC;(2煤礦.#由市名(不超過4個漢字長度、縣名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過10個漢字長

20、度和井口坐標組成,例如:大同;左云;柴家溝(N:39+55,38 14;E:112+51,03 18;由集團公司名(不超過4個漢字長度、公司名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過10個漢字長度和井口坐標組成,例如:大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95;(3生成時間(年-月-日/時:分:秒;(4監(jiān)測地點(不超過10個漢字長度;(5被測量名稱(不超過10個漢字長度;(6單位(符合參考文獻4-5的規(guī)定;(7報警值(符合參考文獻4-5的規(guī)定;(8斷電值(符合參考文獻4-5的規(guī)1549第11期孫繼平:煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究定;(9復電值(符合參考文獻4-5的規(guī)

21、定;(10斷電區(qū)域(不超過10個漢字長度;(11示例.KJ;AQMC|大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95;2007-08-16/18: 20:001號回采工作面;甲烷;%C H4;1 00;1 50;1 00;工作面及其回風巷!.開關(guān)量初始化參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式:(1數(shù)據(jù)頭.K J;AQKC;(2煤礦.#由市名(不超過4個漢字長度、縣名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過10個漢字長度和井口坐標組成,例如:大同;左云;柴家溝(N:39+55,38 14;E:112+51,03 18;由集團公司名(不超過4個漢字長度、公司名(不超過4個漢字長度、礦名(不超過1

22、0個漢字長度和井口坐標組成,例如:大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95;(3生成時間(年-月-日/時:分:秒;(4監(jiān)測地點(不超過10個漢字長度;(5被測量名稱(不超過10個漢字長度;(6報警(斷電狀態(tài)(不超過10個漢字長度;(7斷電區(qū)域(不超過10個漢字長度;(8示例.KJ;AQKC|大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95;2007-08-16/18:20:001號掘進工作面;局部通風機;停風;掘進巷道!.3 結(jié) 語煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是瓦斯防治的有效措施之一.本文提出的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法,解決了不同廠家、不

23、同系統(tǒng)的互通互聯(lián)問題,實現(xiàn)了煤礦安全監(jiān)控信息及時、有效、可靠上傳,在遏制煤礦瓦斯事故和安全生產(chǎn)工作中發(fā)揮著重要作用.參考文獻:1 孫繼平.礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)M.北京:煤炭工業(yè)出版社,2006.2 孫繼平.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)手冊M.北京:煤炭工業(yè)出版社,2007.3 孫繼平.煤礦監(jiān)控關(guān)鍵科學技術(shù)問題J.神華科技,2009(3:3-5.4 AQ6201-2006,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求S.北京:煤炭工業(yè)出版社,2006.AQ6201-2006,G eneral techn ica l requ irem ents o f superv ision syste m of coalm i ne safe