1?項目概述

1.1?系統(tǒng)起因

新頒布的2016版《煤礦安全規(guī)程》中，對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸、故障閉鎖、斷電范圍、安裝范圍提出了更高的要求，煤礦現(xiàn)有的安全監(jiān)控系統(tǒng)很難滿足要求。

2016?年12?月29?日國家煤礦安監(jiān)局印發(fā)了《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〔2016〕5號，XX集團有限公司關(guān)于下發(fā)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)要求的通知-晉能生指字〔2018〕112號，對安全監(jiān)控系統(tǒng)提出了傳輸全數(shù)字化、采用EMC抗干擾技術(shù)、與定位和廣播的系統(tǒng)融合、增加自診斷、自評估以及加密存儲、提升系統(tǒng)性能指標(biāo)等技術(shù)要求，同時提出“大型礦井、煤與瓦斯突出礦井的在用安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作應(yīng)在2018?年底前完成；其他礦井應(yīng)在“十三五”末完成”的目標(biāo)。

1.2?新版安全規(guī)程（2016）要求

第四百八十八條

編制采區(qū)設(shè)計、采掘作業(yè)規(guī)程時，必須對安全監(jiān)控、人員位置監(jiān)測、有線調(diào)度通信設(shè)備的種類、數(shù)量和位置，信號、通信、電源線纜的敷設(shè)，安全監(jiān)控系統(tǒng)的斷電區(qū)域等做出明確規(guī)定，繪制安全監(jiān)控布置圖和斷電控制圖、人員位置監(jiān)測系統(tǒng)圖、井下通信系統(tǒng)圖，并及時更新。

每3個月對安全監(jiān)控、人員位置監(jiān)測等數(shù)據(jù)進行備份，備份的數(shù)據(jù)介質(zhì)保存時間應(yīng)不少于2年。圖紙、技術(shù)資料的保存時間應(yīng)不少于2年。錄音應(yīng)保存3個月以上。

第四百八十九條?（全條新增）

礦用有線調(diào)度通信電纜必須專用。嚴(yán)禁監(jiān)控系統(tǒng)與圖像監(jiān)視系統(tǒng)共用同一芯光纖。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)主干線纜應(yīng)分設(shè)兩條，從不同的井筒或一個井筒保持一定間距的不同位置進入井下。

第四百九十條??(全條新增）

?安全監(jiān)控設(shè)備必須具有故障閉鎖功能。當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的設(shè)備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監(jiān)控設(shè)備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源并閉鎖；當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的設(shè)備工作正常并穩(wěn)定運行后，自動解鎖。

安全監(jiān)控系統(tǒng)必須具備甲烷電閉鎖和風(fēng)電閉鎖功能。當(dāng)主機或系統(tǒng)線纜發(fā)生故障時，必須保證實現(xiàn)甲烷電閉鎖和風(fēng)電閉鎖的全部功能。系統(tǒng)必須具有斷電、饋電狀態(tài)監(jiān)測和報警功能。

第四百九十五條?（新增）安全監(jiān)控系統(tǒng)必須具備實時上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)的功能。

第五百條?（新增）突出礦井必須在以下地點設(shè)置全量程或高低濃度甲烷傳感器：

采煤工作面進、回風(fēng)巷；煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風(fēng)流中；采區(qū)回風(fēng)巷；總回風(fēng)巷。

第四百九十八、四百九十九、五百條

對甲烷設(shè)置地點以及報警、斷電、復(fù)電濃度和斷電范圍進行了更加明確的規(guī)定。

第五百零二條??

突出煤層采煤工作面進風(fēng)巷、掘進工作面進風(fēng)的分風(fēng)口必須設(shè)置風(fēng)向傳感器.當(dāng)發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)時，發(fā)出聲光報警信號。

突出煤層采煤工作面回風(fēng)巷和掘進巷道回風(fēng)流中必須設(shè)置風(fēng)速傳感器。當(dāng)風(fēng)速低于或者超過本規(guī)程的規(guī)定值時，應(yīng)當(dāng)發(fā)出聲光報警信號。

1.3?安監(jiān)局5號文要求

國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，2016年12月29日發(fā)布：《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 ?[2016] 5號，對安全監(jiān)控系統(tǒng)提出了更嚴(yán)格的要求：

?1、?傳輸數(shù)字化；

在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)幕A(chǔ)上，將傳感器（模擬量）至分站升級為數(shù)字傳輸，實現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化，促進智能傳感器發(fā)展。

2、?增強抗電磁干擾能力；

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，通過以下試驗：地面設(shè)備3級靜電抗擾度試驗，評價等級為A；2級電磁輻射抗擾度試驗，評價等級為A；2級脈沖群抗擾度試驗，評價等級為A；交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌（沖擊）抗擾度試驗，評價等級為B。

試驗條件：形成完整的系統(tǒng)架構(gòu)，組成設(shè)備的類型齊全；至少一臺分站達到滿載要求；交換機及接口的每個電口至少帶載一臺設(shè)備。

試驗加載方法：系統(tǒng)中不同類型組成設(shè)備均分別進行試驗；試驗在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下進行，即系統(tǒng)傳感、傳輸、顯示、控制、執(zhí)行的功能正常。

3、?推廣應(yīng)用**傳感技術(shù)及裝備；

推廣使用架構(gòu)簡單系統(tǒng)以及激光、紅外等低功耗傳感器、自診斷型傳感器，鼓勵使用多參數(shù)傳感器。

突出礦井的采煤工作面進、回風(fēng)巷，煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風(fēng)流中，采區(qū)回風(fēng)巷，總回風(fēng)巷瓦斯傳感器推薦使用激光、紅外等全量程傳感器。突出、高瓦斯礦井的回風(fēng)隅角建議采用無線傳感器。建議加裝粉塵監(jiān)測設(shè)備。

4、?提升傳感器的防護等級；

為了滿足井下惡劣的工作環(huán)境，將現(xiàn)有采掘面?zhèn)鞲衅鞣雷o等級由IP54提升到IP65。

5、?完善報警、斷電等控制功能；

系統(tǒng)實現(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，實施分級響應(yīng)。各級別報警濃度值的設(shè)置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和實際情況決定。

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，實施邏輯報警，促進各類傳感器的正確安裝、設(shè)置、維護，監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用，防止違法行為。具體邏輯關(guān)系可由煤礦企業(yè)根據(jù)實際情況進行設(shè)置。

完善就地斷電功能，提高斷電的可靠性，并加強饋電狀態(tài)監(jiān)測。

推行區(qū)域斷電，可由煤礦企業(yè)根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實際情況進行設(shè)置。

6、?支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合；

實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術(shù)的有機融合。

多系統(tǒng)的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。鼓勵新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式。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；

系統(tǒng)主干網(wǎng)應(yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。

分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng)，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus?！笆濉蹦?yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。

模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS485、CAN；無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。

系統(tǒng)改造后支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。

8、?增加自診斷、自評估功能；

實現(xiàn)系統(tǒng)定期的自診斷、自評估，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)容至少應(yīng)包括：

·?傳感器、控制器的設(shè)置及定義；

·?模擬量傳感器維護、定期未標(biāo)校提醒；

·?模擬量傳感器、控制器、電源箱等設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)；

·?中心站軟件自診斷，包括雙機熱備、數(shù)據(jù)庫存儲、軟件模塊通信。

9、?加強數(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：

·?偽數(shù)據(jù)標(biāo)注及異常數(shù)據(jù)分析；

·?瓦斯涌出、火災(zāi)等的預(yù)測預(yù)警；

·?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；

·?可與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù)。

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，可自動與應(yīng)急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動。

11、?提升系統(tǒng)性能指標(biāo)；

·?系統(tǒng)巡檢周期不超過20s；

·?異地斷電時間不超過40s；

·?備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間由2h提升到4h，更換電池要求由僅能維持1h時必須更換，提高到僅能維持2h時必須更換；

·?具有雙機熱備自動切換功能；

·?模擬量傳輸處理誤差不超過0.5%；

·?分站的最大遠程本安供電距離（在設(shè)計工況條件下）實行分級管理，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區(qū)域的瓦斯超限、報警、斷電信息應(yīng)進行加密存儲，采用如MD5、RSA加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)無法被破解篡改。

13、?方便用戶使用、維護、培訓(xùn)。

軟件界面友好，方便調(diào)用，強化幫助功能。