鄂庄煤矿安全监控系统升级改造

赵建华 杨维波 刘庆高

（山东能源新矿集团鄂庄煤矿，山东 莱芜 271122）

1 引言

我国矿井安全监测系统的发展趋势：应研究开发能对监测环境地点的参数进行有效的危险性判别、分析和提出专家解决方案的软件技术，在事故情况下，指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策。同时系统软件应向网络化发展，按统一的格式向外提供监测数据。研制高可靠性、品种齐全的矿用传感器。在研制新型传感器时应高起点、高智能化，应充分利用微处理器的优点，做到自诊断、自校正、自调零、配置标准远传接口，统一传感器的输出信号制，以提高传输的可靠性、数据检测的简单性和传感器的互换性。发展配置齐全、高可靠性的矿用传感器是监控系统发展的关键技术之一。

2 改造的必要性

鄂庄煤矿现使用淄博瑞安特自动化设备有限公司生产的KJ76N型煤矿安全监控系统，安全监控系统自2008年5月投入使用，运行时间已达9年，系统设备、软件、传输方式、抗干扰能力、防护等级已不能满足上级部门相关要求。主要存在以下几个方面的问题：

（1）传输非数字化。目前安全监控系统传感器至分站使用频率信号，按照国家煤监局最新要求应使用数字化传感器。

（2）抗干扰能力差。目前安全监控系统易受井下特殊环境影响，抗干扰能力较差，出现误报警概率较高。

（3）巡检周期长，传输距离短。安全监控系统的系统参数指标有待提高，如系统的巡检周期、异地断电时间、工作面甲烷传感器的传输距离等。系统巡检周期已到临界。

（4）现场适应能力差。安全监测监控系统均为有线传输，受生产环境条件影响，在采掘面等生产条件有限的区域，布线困难，线缆极易受到损坏。

3 实施方案

3.1 成立技术攻关小组

成立安全监控系统升级改造技术研究领导小组，全面负责矿井安全监测系统升级改造工作。

3.2 确定升级改造原则

（1）规范性原则。升级后的安全监控系统全面满足现行规程、标准及规范要求。

（2）稳定、可靠、成熟的原则。升级时，监控系统软件能够同时兼容原系统的各类传感器，同时能够接收模拟信号和数字信号，能够实现新老系统的平稳过渡。

（3）投资最优化原则。升级期间，充分利用已有系统设备，在满足相关要求的情况下实现投资最优化。

3.3 确定升级改造项目

拟将原系统升级改造为KJ70X。在升级改造依据与原则的指导下主要的改造项目有：地面服务器升级、安全监控系统软件升级、更换传感器、分站。

3.4 系统测试

系统安装完成后进行分级报警测试、逻辑报警测试、数据测试、加密数据测试、软件操作测试。

4 改造实施

4.1 地面系统构建

（1）安装地面核心交换机。

（2）在调度室安装安全监控系统终端，包括工控机、数据库服务器、声光报警、短信收发装置、双击热备等。

（3）监控系统终端、服务器与核心交换机的连接。

4.2 井上、下环网搭建

分别在地面机房、副暗斜井绞车房、矸石井绞车房、-530m中央变电所、四采集运巷移变处、六采变电所、四采上变电所、四采泵房等地点安装交换机并形成独立的千兆环网。

4.3 分站及传感器接入

（1）安全监测人员将需要下井使用的传感器、分站先在地面监测设备维修室进行安装调试，设备合格且稳定运行24h后，方可下井安装。

（2）在原分站位置安装新的分站，并从分站开始至工作面敷设一条四芯监测线缆，将甲烷传感器、温度传感器、风速传感器、粉尘传感器、风门传感器、馈电传感器并联安装在监测线上，利用分站的备用电源对各传感器进行调试。

（3）调试成功后，利用检修停电时间，将老系统分站电源、主线甩掉，将新分站接入电源和主线。

（4）将分站接入传输主线后，联系地面监测中心站，设置分站的传输地址，接收新分站传输数据，实现稳定上传。

（5）整个入网过程用时不足10min，能够实现数据监测不中断，对生产无影响。

4.4 系统测试

（1）分级报警测试。通过对井下传感器进行调校，分别按照浓度值大小、报警时间等测试分级报警功能。

（2）逻辑报警测试。通过设置任意传感器逻辑关系，然后针对逻辑关系进行反向调校，查看系统界面逻辑报警功能是否正常。

（3）数据测试。检查数据接口数据格式及定期调校界面，通过修改调校时间，测试传感器未调校报警提示功能。

（4）加密数据测试。检查历史加密数据，通过加密公钥验证加密存储功能。

（5）软件操作测试。软件操作界面切换无卡顿，操作界面人性化设计，便于人员操作。

5 结论

在对原有监测系统进行分析的基础上，与相关技术标准文件进行对比，保留系统中符合要求的部分，对不符合要求的部分进行改造，达到相关技术标准的要求。

传感器传输采用数字传输，实现一条四芯通讯线缆最多可带12台传感器，单个传感器传输最大距离为3km，分别是老系统的2倍。升级后的传感器功耗降低约20%～60%。

智能模拟量传感器具有类型、状态、故障自识别功；能对未按照规定时间调校的传感器进行识别并报警。

系统具有分级控制功能，可自由设置多级报警，由用户根据现场需要进行设置。同时实现了区域断电设置功能，用户可根据需要对控制区域进行关联设置，当出现异常时，根据设置对关联区域进行快速断电。

智能模拟量传感器具有类型、状态、故障自识别功能，调校状态识别提醒功能，对未按照规定时间调校的传感器进行识别并报警。