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安全监控系统升级安全技术措施
一、概述
田庄煤矿安全监测监控系统采纳江苏三恒科技股份生产的KJ70N系统，该系统自2021年投入使用，一直运行稳定、数据可靠。依据国家煤矿安全监察局《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》〔煤安监函〔2021〕5号〕、山东煤矿安全监察局《关于转发国家煤矿安监局〈煤矿安全监控系统升级改造技术方案〉的通知》〔鲁煤监技装〔2021〕13号〕要求，通过对安全监测监控系统改造，不断提升煤矿安全监控系统的准确性、灵敏性、可靠性、稳定性和易维护性，进一步发挥科学技术的确保作用，提升事故防控预警和应急处置能力。为确保KJ70N安全监测监控系统升级改造任务的顺利完成，特编制本安全技术措施。
二、施工时间
2021年7月----2021年12月
三、施工地点
地面及井下安装安全监测监控系统的所有区域
四、劳作组织
负 责 人：李鹏
参加人员：各工区电工、安全监测工、调度中心通讯管理员及网络管理员、监测监控厂家工程技术人员
五、操作准备：
1、备齐安装所用工具、仪器、仪表以及设备说明书和图纸。
2、备齐安装所必需分站、断电器、各种传感器、监控电缆、传感器标校用设备等。
3、对准备安装的分站、断电仪、传感器等设备应检查其是否符合《GB3836.1-1983爆炸性环境用防爆电器设备》的要求。还应确保仪器外形应无严重损伤变形，观察窗、指示灯罩应完整无缺，所有紧固件不得有松动和失落。
4、确定安装顺序： 仪器检查——登记——安装——检查质量——登记
六、安全监测监控系统升级方案
1、地面中心站
地面中心站对现有监控主备机软件升级为最新系统软件，完善监控系统软件分级报警、断电等控制功能、多网和多系统融合、自诊断和自评估功能、数据分析等功能；对监控系统数据库进行升级，增加关键数据加密功能监控通过软件接口与人员定位、广播等系统实现联动和数据交换。升级上传程序，具备多路数据同时上传，确保上传数据的安全可靠。
2、传输网络建设
主传输全部采纳光缆传输，在地面机房分别安设网络交换机，建立安全监控系统专用环网，分站就近接入环网交换机，分站到传感器采纳通讯电缆或无线传输。
3、改换分站及电源
为实现安全监控系统传输的数字化，将分站全部改换升级为数字传输的KJ770-F5分站，将电源改换KDW660/24BJ智能电源。
4、改换部分传感器
将现有的模拟量传感器按规定改换防护等级达到IP65、采纳数字传输的传感器，提升抗干扰能力，避免传输环节造成的监测数据误报警问题，有效过滤传输环节中的伪数据。关于价值较高的红外二氧化碳、粉尘传感器增加485传输模块。
七、安全监测监控系统改造要求
1、全数字化
在分站至中心站数字化传输的技术上，将各类传感器〔模拟量〕、执行器至分站升级为数字传输，实现安全监控系统的全数字化。
2、强化抗电磁干扰能力
安全监控系统及组成设备采纳抗干扰〔EMC〕技术制定，通过以下试验：地面设备3级静电抗扰度试验，评价等级为A；2级电磁辐射抗扰度试验，评价等级为A；3级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A；交流电源端口3级、直流电源与信号端口1级浪涌〔冲击〕抗扰度试验，评价等级为B。
3、推广应用先进传感技术及装备
推广使用架构简单系统以及激光、红外等低功耗传感器、自诊断型传感器，激励使用多参数传感器。
4、提升传感器的防护等级
将传感器的防护等级由IP54提升到IP65。
5、完善报警、断电等控制功能
系统实现分级报警，依据瓦斯浓度大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等，设置不同的报警级别，实施分级响应。
推行逻辑报警，依据巷道布置及瓦斯涌出等的内在逻辑关系，实施逻辑报警，促进各类传感器的正确安装、设置、维护，监控系统的正常使用，防止违法行为。
完善就地断电功能，提升断电的可靠性，并强化馈电状态监测。
推行区域断电，依据井下供电系统的实际状况进行设置。
6、支持多网、多系统融合
实现井下有线和无线传输网络的有机融合、监测监控系统与GIS技术的有机融合。
7、格式规范化
系统主干网应采纳以太网。
系统改造后支持联网并按要求数据格式上传。
8、增加自诊断、自评估功能
实现系统定期的自诊断、自评估，能够预先发现系统在安装使用中存在的问题。自诊断的内容至少应包括：〔1〕传感器、控制器的设置及定义；〔2〕传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络的工作状态；〔3〕传感器维护、定期未标校提醒；〔4〕中心站软件自诊断，包括双机热备、数据库存储、软件模块通信。
9、强化数据应用分析
安全监控系统应具有大数据的分析与应用功能，至少应包括以下内容：
〔1〕伪数据滤除及异常数据分析;〔2〕瓦斯涌出、火灾等的推测预警；〔3〕大数据分析，如多系统融合条件下的综合数据分析等；〔4〕可与煤矿安全监控系统检查分析工具对接数据。
10、应急联动
在瓦斯超限、断电等必需马上撤人的紧急状况下时，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。
11、提升系统性能指标
〔1〕系统巡检周期不超过20s;〔2〕异地断电时间不超过40s；〔3〕用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h，改换电池要求由仅能维持1h时必必需改换，提升到仅能维护2h时必必需改换；〔4〕具有双机热备自动切换功能；〔5〕模拟量传输处理误差不超过0.5%;〔6〕分站的最大远程本安供电距离〔在制定工况条件下〕执行分级管理，分别为2km、3km、6km。
12、增加加密存储要求
为有利于安全监管监察和企业安全管理，对采掘工作面等重点区域的瓦斯超限、报警、断电信息应进行加密存储。采纳MD5、RSA加密算法对数据进行加密，确保数据无法被破解窜改。
13、方便用户使用、维护、培训
软件界面友好，方便调用，强化帮助功能。
八、设备安装要求
1、新仪器投入使用前 , 要先进行检查、标定 , 确认符合要求以后 , 方可投入使用。
2、采煤工作面安设甲烷传感器,必必需设置在采煤工作面及其回风巷；掘进工作面安设甲烷传感器，必必需设置在掘进工作面及其回风流中。
3、采掘工作面必必需在工作面设置甲烷传感器。
4、采煤工作面采纳串联通风时，被串工作面的进风巷必必需设置甲烷传感器。掘进工作面采纳串联通风时，必必需在被串掘进工作面的局部通风机前设置甲烷传感器。
5、在回风流中的机电设备硐室的进风侧必必需设置甲烷传感器。
6、所有石门揭煤地点,在距揭煤地点 2Om前,必必需设置甲烷传感器。
7、所有设置甲烷传感器的地点,必必需实现甲烷超限断电功能、其断电范围必必需符合《煤矿安全规程》的有关规定。
8、井下所有使用局部通风机供风地点地点必必需安装风电闭锁。
9、依据已批准的作业规程和安全技术措施,确定应安装设备的种类、数量和位置、动力开关和被控开关的安设地点、控制电缆和电源电缆的敷设、控制区域等, 绘制布置图.在规定的正常运行日期之前完成安装、调试工作。
九、操作步骤
1、对照电路原理图按说明书连接好仪器的电源线、传感器和断电执行器线。
2、安装分站架，固定分站、接线盒。
3、按照《机电设备完好标准》对分站、断电器、各种传感器进行连接。分站一次电源用U-1000-3*1.5+1*1电缆连接，其余连线用监控专用电缆PUYVP1*4*7/0.52连接。电缆进线嘴连接要牢固、密封要合格,密封圈直径和厚度要合适,电缆与密封圈之间不得包扎其他物品电缆护套应伸入器壁内 5～15 毫米。线嘴压线板对电缆的压缩量不超过电缆外径的10% 。接线应整齐、无毛刺,芯线裸露处距长爪或平垫圈不大手5毫米,腔内连线松紧适当,符合机电设备安装连线要求。
4、敷设电缆时，敷设人员要听从统一指挥,严禁各行其事,敷设电缆时要首先观察巷道顶板完好状况,确保顶板完好后方准操作。敷设的电缆要与动力电缆保持 0.3 米以上的距离。固定电缆用吊钩悬挂,非固定电缆用胶带或其他柔性材料悬挂,悬挂点的间距为3米。
5、敷设电缆时要有适当的张驰度，要求能在外力压挂时自由坠落。电缆悬挂高度应大于矿车和运输机的高度,并位于人行道一侧。
6、安装传感器时,必必需用梯子并扶牢后再上人安装。具体安装位置：距顶大于或等于 20 厘米,距帮大于或等于30 厘米。
7、假设巷道中有带式输送机或刮板输送机时，安装时必必需和带式输送机或刮板输送机司机联系好，停下运输机后再进行安装,不安装完毕不准开机。严禁在输送机运转中安装传感器。
8、安装各种开停传感器。
9、依据断电范围要求安装断电器及被控开关。
10、安装完毕，在具体检查所用接线、确认合格无误后送电。将分站预热15分钟后进行调整,检查传感器、断电器、显示是否正常,然后与井上联机并检验调整跟踪精度、定义控制通道。接入报警和断电控制并检验其可靠性。
11、标校瓦斯传感器零点、校验灵敏度，设置报警点、断电点、复电点，甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围符合规程规定，同时试验瓦斯电闭锁和风电闭锁断电功能。试验断电器是否断电，断电状态是否传输到地面中心站。
12、传感器标校时，先用空气气样对传感器校零，再通入校准气样矫正精度,给传感器送气时,要用气体流量计控制气流速度,确保送气平稳。
13、一切安装试验完成后，填写安装记录，清理现场剩余物品，将剩余物品装车升井。
14、工作面回采完，进回风顺槽以密封完毕，报请主管部门批准后，删除该监控分站在中心站的测点、控制通道，方可拆掉监控设备。
15、通知主管部门验收。
十、安全技术措施
1、施工人员必必需经过专业培训,经考核合格领取合格证并持证上岗。认真学习本措施，签字后方可参加施工。
2、安全监控设备投入使用前要在地面经48小时的通电运行,调试合格方可安装。安装后要进行运行前的调试,各项指标合格后方可使用。
3、安全监控设备投入运行的最初 2 日内,要进行第一次调试矫正。以后安全监控设备必必需定期进行调试、矫正,每月至少1次。甲烷传感器至少每 15天使用校准气样和空气样调校1次,并对甲烷超限断电功能进行测试。
4、电网电压必必需与甲烷断电仪电源电压相同，电网电压波动不超过±15%。
5、安全监控设备的供电源必必需取自被控开关的电源侧,严禁接在被控开关的负荷侧。
6、监控分站应安设在便于人员观察、调试、检验及支护合格、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中,安设时应加垫支架,使其距巷道底板不小于300mm或吊挂在巷道中。
7、安全监控设备之间必必需使用专用阻燃电缆或光缆连接 , 严禁与调度电缆或动力电缆等共用一条线路 ; 防爆型煤矿安全 监控设备之间的输入、输出信号必必需为本质安全型信号。
8、安全监控设备必必需具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时 , 必必需切断该监控设备所监控区域的全部非本安型电气设备的电源并闭锁;当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后,能够自动解锁。
9、安装分站时,严禁带电作业,严禁带电搬迁或移动电器设备及电缆 , 并严格执行谁停电谁送电制度。
10、使用梯子时,梯子与地面之间角度以60°为宜,梯子要有防滑措施,梯脚挖坑或拴牢,并设专人扶梯子,人字梯挂钩必必需挂牢。
11、登高2米以上要扎好安全带 ,并有专人监护 ,安全带采纳高挂低用，必必需拴在确保人身安全的地方。
12、井下传输电缆在大巷敷设或检查时 , 如果有车辆行驶 , 敷设或检查人员要选择安全地点躲避, 严禁行车时敷设或检查传输电缆。
13、在轨道下山巷道敷设或检查传输电缆时，首先要和下车场把钩工、上车场司机联系好，明确不准提升后，方准进入巷道内敷设或检查传输电缆 , 严禁行车时工作。
14、掘进工作面的甲烷传感器,不得悬挂在风筒的同一侧,禁止用新鲜风流直接吹甲烷传感器。
15、安全监测监控升级改造期间，现场工作人员注意事项：
〔1〕安全监控系统中心站值班员应认真监视系统所显示的各种信息，缩短巡查时间，具体记录系统各部分的运行状态,如实填写《中心站运行日志》；
〔2〕束管检测人员要对检测数据、化验结果进行检测分析，当发现井下某一地点的气体浓度及温度异常时，工作人员应密切注意观察气体及温度的变化状况，并进行核实。当甲烷浓度超过1.0%，一氧化碳浓度超过0.0024%时，应马上汇报通防工区值班人员、调度室、通防副总，并做好具体记录〔包括时间、地点、显示值、变化状况等〕。上述人员接到通知后应马上依据中心站曲线图和实际状况进行认真分析，制订方案，采纳措施。当甲烷浓度超过1.5%时，要观测断电设备是否动作，并马上与现场联系核实被控设备的通断电状态，并做好记录，值班人员应按矿统一要求和应急预案行动。
〔3〕井下现场工作人员强化对局部扇风机的管理，维护好风筒，确保迎头风量符合要求。严禁随意停开局部通风机，否则，必必需撤出人员，设置栅栏，显示警标，禁止人员进入，并向矿调度室报告。
〔4〕瓦斯检查员在完成正常瓦斯检查工作的同时,加大巡检次数，使用光学甲烷检测仪与迎头悬挂甲烷便携仪进行对照,当两者读数误差大于同意误差时,要以读数较大者为依据。甲烷浓度超过1.0%时，停止使用电钻打眼，风流中甲烷浓度达到1.5%时必必需停止工作，及时采纳安全措施将人员撤至安全地点，并将现场状况汇报通风调度和生产调度。
〔5〕现场要强化对爆破的管理，认真执行“一炮三检〞制度、“三人连锁爆破〞制度。按规定使用好水炮泥，放炮前后及时洒尘。爆破四周20米范围内甲烷浓度达到1.0%时严禁放炮。
〔6〕回采面的瓦检员要经常检查上隅角的甲烷浓度，当甲烷浓度超过1%时，不得进行移架、回柱、放炮等工作，只有上隅角瓦斯浓度被冲淡到1%以下时方可进行上述工作。
〔7〕回采面的瓦检员还要检查好采掘工作面风流中的二氧化碳浓度，达到1.5%时，必必需停止工作，撤出人员。
〔8〕岩巷掘进工作面碰到煤线或接近地质破坏带时，必必需经瓦斯检查工经常检查瓦斯，发现大量瓦斯增加或其他异状时，必必需停止掘进，撤出人员，进行处理。
〔9〕如果安全监控设备升级改造期间甲烷或者二氧化碳超限，必必需及时撤出人员，在巷道入口设置栅栏，显示警标，挂禁止入内牌。制定瓦斯排放措施，排放瓦斯。