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煤礦安全監控系統升級改造
時間:2017-02-21 信息來源:國家煤礦安監局

煤礦安全監控系統升級改造技術方案

一、目標任務

()促進安全監測監控新技術新裝備的推廣應用,提高安全監控系統技術性能和安全可靠性,適應煤礦安全生產的需要。

()促進安全監測監控多元融合和信息共享,提高煤礦安全預測預警水平,實現安全監測監控信息的深度分析和綜合利用。

()支持安全監管監察,促進煤礦企業合理有效使用安全監控系統,充分發揮安全監控系統在煤礦安全生產中的重要作用,提升井下日常安全生產技術保障水平。

二、基本原則

1.統籌規劃、試點先行、有序推進。統一技術方案,示范先行、穩步推進,針對不同的礦井類型分步實施。

2.政府引導、企業主體、協同配合。發揮省級煤礦安全監察局的作用,突出煤礦企業在安全監控系統升級改造中的主體地位,引導生產企業積極進行產品研發和升級,督促檢測檢驗機構和安標中心積極配合開展產品檢驗和MA認證。

3.繼承發揚、需求優先、扎實有效。在充分利用現有系統的基礎上,根據實際需求進行升級改造;推廣架構簡單系統和激光、紅外等先進監測技術裝備,確保升級改造有效。

4.新安裝系統與煤礦在用系統分類處理。新安裝的系統滿足新標準(煤礦安全監控系統通用技術要求、煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范)要求,煤礦在用系統在規定時間內經技術改造后滿足新標準要求。

三、主要內容

1.傳輸數字化

在分站至中心站數字化傳輸的基礎上,將傳感器(模擬量)至分站升級為數字傳輸,實現安全監控系統的數字化,促進智能傳感器發展。

2.增強抗電磁干擾能力

安全監控系統及組成設備采用抗干擾(EMC)技術設計,通過以下試驗:地面設備3級靜電抗擾度試驗,評價等級為A2級電磁輻射抗擾度試驗,評價等級為A2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:形成完整的系統架構,組成設備的類型齊全;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備。

試驗加載方法:系統中不同類型組成設備均分別進行試驗;試驗在系統正常工作狀態下進行,即系統傳感、傳輸、顯示、控制、執行的功能正常。

3.推廣應用先進傳感技術及裝備

推廣使用架構簡單系統以及激光、紅外等低功耗傳感器、自診斷型傳感器,鼓勵使用多參數傳感器。

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

4.提升傳感器的防護等級

將采掘面傳感器的防護等級由IP54提升到IP65

5.完善報警、斷電等控制功能

系統實現分級報警,根據瓦斯濃度大小、瓦斯超限持續時間、瓦斯超限范圍等,設置不同的報警級別,實施分級響應。各級別報警濃度值的設置可由煤礦企業根據相關法規標準和實際情況決定。

推行邏輯報警,根據巷道布置及瓦斯涌出等的內在邏輯關系,實施邏輯報警,促進各類傳感器的正確安裝、設置、維護,監控系統的正常使用,防止違法行為。具體邏輯關系可由煤礦企業根據實際情況進行設置。

完善就地斷電功能,提高斷電的可靠性,并加強饋電狀態監測。

推行區域斷電,可由煤礦企業根據井下供電系統的實際情況進行設置。

6.支持多網、多系統融合

實現井下有線和無線傳輸網絡的有機融合、監測監控與GIS技術的有機融合。

多系統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控系統采用井下融合方式。在地面統一平臺上必須融合的系統:環境監測、人員定位、應急廣播,如有供電監控系統,也應融入。其它可考慮融合的系統:視頻監測、無線通信、設備監測、車輛監測等。

7.格式規范化 

系統主干網應采用工業以太網。

分站至主干網之間宜采用工業以太網,也可采用RS485CANLonWorksProfibus。“十三五”末應采用工業以太網。

模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業以太網、RS485CAN;無線傳輸采用WaveMeshZigbeeWi-FiRFID

系統改造后支持聯網并按要求數據格式上傳。

8.增加自診斷、自評估功能

實現系統定期的自診斷、自評估,能夠預先發現系統在安裝使用中存在的問題。自診斷的內容至少應包括:

1)傳感器、控制器的設置及定義;

2)模擬量傳感器維護、定期未標校提醒;

3)模擬量傳感器、控制器、電源箱等設備及通信網絡的工作狀態;

4)中心站軟件自診斷,包括雙機熱備、數據庫存儲、軟件模塊通信。

9.加強數據應用分析

安全監控系統應具有大數據的分析與應用功能,至少應包括以下內容:

1)偽數據標注及異常數據分析;

2)瓦斯涌出、火災等的預測預警;

3)大數據分析,如多系統融合條件下的綜合數據分析等;

4)可與煤礦安全監控系統檢查分析工具對接數據。

10.應急聯動

在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下,可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統的應急聯動。

11.提升系統性能指標

1)系統巡檢周期不超過20s

2)異地斷電時間不超過40s

3)備用電源能維持斷電后正常供電時間由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;

4)具有雙機熱備自動切換功能;

5)模擬量傳輸處理誤差不超過0.5%

6)分站的最大遠程本安供電距離(在設計工況條件下)實行分級管理,分別為2km3km6km

12.增加加密存儲要求

為有利于安全監管監察和企業安全管理,對采掘工作面等重點區域的瓦斯超限、報警、斷電信息應進行加密存儲,采用如MD5RSA加密算法對數據進行加密,確保數據無法被破解篡改。

13.方便用戶使用、維護、培訓

軟件界面友好,方便調用,強化幫助功能。

四、實施方法

(一)各省級煤礦安全監察局指導并督促煤礦開展升級改造工作,結合本地區淘汰落后產能規劃,落實升級改造任務。煤礦企業應依據本方案制定升級改造實施方案,并報省級煤礦安全監察局。

(二)在用安全監控系統升級改造分步實施。大型礦井、煤與瓦斯突出礦井的在用安全監控系統升級改造工作應在2018年底前完成;其他礦井應在“十三五”末完成。

(三)在用安全監控系統的升級改造,可選擇采取以下方式:

1.全部更換。對于經評估后沒有改造價值的,應安裝新的安全監控系統。

2.部分改造。對于改造中安全監控系統的個別組件與取得安全標志的安全監控系統配置存在差異、又涉及本安關聯的,應按照實際連接情況進行本安系統整體評定,出具本安系統整體評定報告,必要時進行關聯檢驗并出具報告;實施改造的單位保證使用性能滿足本方案的要求,并出具測試報告。對已經進行本安關聯評定的同類情況,在其他礦井升級改造時不再進行。

3.安全監控系統升級改造過程中,如果僅涉及軟件更新,由生產單位自行試驗保證。

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