我也談一談“礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造”建設(shè)

我也談一談“礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造”建設(shè)

一、概述

豐礦集團現(xiàn)有生產(chǎn)礦井4對，核定生產(chǎn)能力189萬噸，其中：煤與瓦斯突出礦井2對，低瓦斯礦井2對。尚莊煤礦、曲江公司均為煤與瓦斯突出礦井，兩礦主要開采B₄單一緩傾斜中厚煤層，煤層平均厚度2.4米，煤層傾角10～15o，瓦斯壓力最高達到7.4MPa，透氣性系數(shù)為0.52～0.76㎡/（MPa².d）。2017年煤與瓦斯突出礦井的瓦斯涌出量測定結(jié)果為：絕對瓦斯涌出量30.60～33.54m³/min，相對瓦斯涌出量26.12～44.49m³/t。

目前，尚莊煤礦在用的安全監(jiān)控系統(tǒng)為：KJ101N，曲江公司在用的安全監(jiān)控系統(tǒng)為：KJ65N。兩礦安全監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控中心均實行雙機備份，24h不間斷連續(xù)監(jiān)控，具備瓦斯超限報警、斷電、數(shù)據(jù)存儲、打印等功能，主要用于采掘作業(yè)地點甲烷、一氧化碳、溫度、二氧化碳、風(fēng)速、瓦斯抽放管道參數(shù)、局扇開停、風(fēng)門開關(guān)、饋電狀態(tài)的監(jiān)測。兩礦井下所有采掘工作面及回風(fēng)巷、其它作業(yè)地點、采區(qū)回風(fēng)、礦井總回均安裝了高低濃度甲烷傳感器，部分地點安裝了一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器等；礦井所有主扇、局部通風(fēng)機均安裝了開停傳感器；主要風(fēng)門安裝了風(fēng)門開關(guān)傳感器。

根據(jù)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān)函【2016】5號）、《江西煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于加強煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作的通知》（贛煤安【2017】105號）要求，豐礦集團所轄曲江、尚莊兩礦擬在2018年底前完成安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造建設(shè)（兩礦規(guī)劃上報，共需資金400萬元，其中：曲江239萬元，尚莊161萬元）。

二、建設(shè)思路

為適應(yīng)礦井安全生產(chǎn)需要，集團對在用的安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造，要優(yōu)先推廣架構(gòu)簡單系統(tǒng)和激光監(jiān)測技術(shù)裝備，確保升級改造有效。

通過更換監(jiān)控分站、電源和部分傳感器，對支持總線的傳感器進行程序更新，系統(tǒng)軟件全新升級，使系統(tǒng)具有更高的安全可靠性，并通過地面實現(xiàn)多系統(tǒng)融合。

三、建設(shè)目標(biāo)和實現(xiàn)功能

通過新技術(shù)、新裝備的應(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)礦井安全生產(chǎn)的需要。另外促進安全監(jiān)測監(jiān)控多元融合和信息共享，提高礦井安全預(yù)測預(yù)警水平，實現(xiàn)安全監(jiān)測監(jiān)控信息的深度分析和綜合利用。新系統(tǒng)同時支持安全監(jiān)管監(jiān)察，促進礦井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)在礦井安全生產(chǎn)中的重要作用，提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用水平。

通過對礦井在用的安全監(jiān)控系統(tǒng)進行改造，并通過地面融合的方式實現(xiàn)礦井的多系統(tǒng)融合，使其功能于今年底達到煤安監(jiān)函【2016】5號文的12項要求，并在前期建設(shè)于3月前滿足贛煤安【2017】105號文的4項技術(shù)要求。

??????? 四、建設(shè)方案

?????? （一）建設(shè)原則和實施步驟

集團根據(jù)系統(tǒng)的特點和工作量安排，本著經(jīng)濟、穩(wěn)定、總體規(guī)劃、分步實施最終實現(xiàn)平滑過渡的原則，分步進行系統(tǒng)升級改造，結(jié)合兩礦的自身條件和特點，采用新舊兩套系統(tǒng)并行運行的方式進行升級改造。對不同的區(qū)域，逐一在規(guī)定時間內(nèi)完成升級。

1.曲江公司

第一步（前期建設(shè)）：為了不影響在用的安全監(jiān)測系統(tǒng)運行，在監(jiān)控中心利用新工控機、服務(wù)器等搭建一套新系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)并行運行。同時開發(fā)新系統(tǒng)上傳軟件，并將數(shù)據(jù)上傳至集團。系統(tǒng)滿足4項技術(shù)要求（目前已完成，投入資金24.1萬元），即：①井下在采掘工作面及其回風(fēng)巷安裝激光傳感器；②傳感器防護等級升級至IP65；③系統(tǒng)巡檢周期不超過20s；④雙機熱備自動切換。

第二步（后期建設(shè)）：第一階段，①鋪設(shè)光纖工業(yè)以太網(wǎng)建設(shè)（地面監(jiān)控中心至井下中央變電所及采區(qū)變電所）；②調(diào)試、驗證特征示范工作面核心傳感器的工作狀態(tài)、性能和功能。第二階段，①經(jīng)過驗證示范工作面工作正常，部署井下西二采區(qū)、西二邊界采區(qū)安裝監(jiān)測分站及升級的傳感器；②調(diào)試、驗證需要升級的監(jiān)控設(shè)備、傳輸設(shè)備、傳感器的工作狀態(tài)、性能和功能；③調(diào)試、驗證系統(tǒng)軟件的工作狀態(tài)、業(yè)務(wù)功能。第三階段，①井下西三采區(qū)安裝監(jiān)測分站和地面泵房、洗煤廠及升級的傳感器；礦井所有在用的模擬傳感器通過信號轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字化改造，實現(xiàn)數(shù)字接入到升級的系統(tǒng)；②驗證系統(tǒng)和設(shè)備的性能和功能指標(biāo)；③驗證系統(tǒng)的自校驗、自維護功能，偽數(shù)據(jù)標(biāo)注功能，分級報警和邏輯報警功能，大數(shù)據(jù)分析功能。

第三步（驗收和總結(jié)）：試運行90d后無問題，根據(jù)現(xiàn)場情況申請驗收，驗收合格后正式投入使用。整理匯總升級改造過程中存在的問題和建議，由廠家人員進行相應(yīng)處理。

2. 尚莊煤礦

第一步（前期建設(shè)）：為了不影響在用的安全監(jiān)測系統(tǒng)運行，系統(tǒng)正在建設(shè)中，擬投入資金29.94萬元，前期建設(shè)要滿足江西煤監(jiān)局對系統(tǒng)升級改造的4項技術(shù)要求。

第二步（后期建設(shè)）：①在井上、下全面鋪開安裝采區(qū)監(jiān)測分站及升級的傳感器等，進行數(shù)字化改造并接入到升級的系統(tǒng)，同時驗證系統(tǒng)和設(shè)備的性能和功能指標(biāo)；②驗證系統(tǒng)的自校驗、自維護功能，偽數(shù)據(jù)標(biāo)注功能，分級報警和邏輯報警功能，大數(shù)據(jù)分析功能等。

第三步（驗收和總結(jié)）：升級改造后，系統(tǒng)試運行并收集相關(guān)資料，驗收合格后正式投入使用。

（二）保障措施

1.?加強組織領(lǐng)導(dǎo)。兩礦要成立以礦長為組長，分管生產(chǎn)、技術(shù)、安全、經(jīng)營副職為副組長，成員包括計劃、通風(fēng)、生產(chǎn)、機電、安全、供應(yīng)、財務(wù)等職能科室相關(guān)人員的系統(tǒng)升級改造領(lǐng)導(dǎo)小組，并明確日常工作管理部門。

2.?認真做好升級改造方案設(shè)計。兩礦總工程師要組織相關(guān)人員按照煤安監(jiān)函【2016】5號文要求做好方案設(shè)計，并做到專人負責(zé)。

3.?合理安排升級改造進度，確保改造項目按時按質(zhì)按量完成。按照贛煤安【2017】105號文要求，兩礦于2018年3月31日以前要在采掘工作面及其回風(fēng)巷裝備激光甲烷傳感器，其它改造項目要在今年底前完成建設(shè)。

五、升級改造后，系統(tǒng)預(yù)期達到成果

通過系統(tǒng)升級改造的建設(shè)，可實現(xiàn)多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合，增強了抗電磁干擾能力，應(yīng)用了先進的激光甲烷傳感器等技術(shù)裝備，提升了傳感器的防護等級，增加了自診斷、自評估功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析和應(yīng)急聯(lián)動，提升了系統(tǒng)性能指標(biāo)，實現(xiàn)了加密存儲要求，大幅提升了礦井系統(tǒng)性能，更好地保障了礦井安全生產(chǎn)。

1. 經(jīng)濟效益

①升級后，數(shù)字化傳感器的使用，減少了甲烷誤報警次數(shù)和斷電次數(shù)，降低了停電事故影響時間，提高了生產(chǎn)效率。

②升級后，數(shù)字信號傳輸減少了線纜的重復(fù)敷設(shè)，降低了礦井生產(chǎn)成本。每年新上頭面敷設(shè)線纜約10000m，按線纜輻射量減少40%計算，減少線纜敷設(shè)約4000m，按5元/m計算，年節(jié)約資金約2萬元。

③升級后，系統(tǒng)采用的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及具備的自診斷功能，減少了故障處理時間和維護人員，提高了工作效率；采用的激光甲烷傳感器，降低了標(biāo)校維護工作量。按減少維護人員3人、年人工綜合成本3.6萬元計算，每年可節(jié)約人工成本10.8萬元，實現(xiàn)減員提效。

2. 安全和社會效益

①新技術(shù)和新裝備的使用，使安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)更加真實可靠，為礦井安全生產(chǎn)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

②新技術(shù)和新裝備的使用，促進了礦井安全技術(shù)裝備水平的提升。

③多系統(tǒng)融合、報警聯(lián)動功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的綜合分析和利用，為應(yīng)急救援提高了參考依據(jù)，進一步提高了礦井的災(zāi)害預(yù)防能力及應(yīng)急救援水平。

六、結(jié)語

?建設(shè)后，礦井在用安全監(jiān)控系統(tǒng)通過更換監(jiān)控分站、電源和部分傳感器，對支持總線的傳感器進行程序更新，系統(tǒng)軟件全新升級，使系統(tǒng)具有更高的安全可靠性，更好地保障了礦井安全生產(chǎn)。