煤矿安全监控系统升级改造关键技术专项方案.docx

织金县八步镇青龙煤矿

安全监控系统升级改造技术方案

二0一七年三月二十日

织金县八步镇青龙煤矿
安全监控系统升级改造技术方案
为确保青龙煤矿安全监控系统升级改造工作有序、有效进行，确保达成预期效果，依据《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》通知（煤安监函〔〕5号）文件要求，结合我矿安全监控系统现实状况、监测监控技术发展和青龙煤矿安全生产客观需求，制订本方案。
一、煤矿介绍
1、隶属关系、地理位置
织金县八步镇青龙煤矿在织金县八步镇，属织金县八步镇管辖，行业主管隶属织金县煤炭工业管理局管辖，企业性质为私营企业，现属于贵州绿宝能源开发下属煤矿；青龙煤矿距织金县县城距离约20公里，距八步镇政府约8.0km。 矿区地理坐标: 东经105°50′05″～105°50′30″，北纬26°47′10″～26°47′40″。区内交通以公路为主，矿山主井口距省道307（织金～毕节）仅4km,交通较为方便。
2、井田范围
依据贵州省国土资源厅9月17日下发贵州省国土资源厅文件（黔国土资矿管函[]1469号）《相关调整织金县八步镇青龙煤矿矿区范围批复》，青龙煤矿矿区范围得到扩大。矿区井田范围由6个拐点坐标圈定，井田面积0.6179Km2,矿井开采标高+1500m～+975m。
3、矿井投产时间，设计生产能力、核定能力
青龙煤矿扩建为15万吨/年后于6月经过安全生产许可证验收正式投产，设计生产能力为15万吨/年，重新根据276个工作日核定能力为13.2万吨/年。
二、煤矿瓦斯等级
依据贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字〔〕512号《对毕节地域煤矿矿井瓦斯等级判定汇报批复》，青龙煤矿矿井瓦斯等级判定结果为：矿井绝对瓦斯涌出量：1.2m3/min，相对瓦斯涌出量：16.46m3/ t；绝对二氧化碳涌出量为0.9m3/min，相对二氧化碳涌出量为12.34m3/t，矿井为高瓦斯矿井。
经毕节市地方煤矿勘测设计队出具瓦斯数据测定汇报，矿井绝对瓦斯涌出量：3.41m3/min，相对瓦斯涌出量：11.37m3/ t；矿井为高瓦斯矿井（相关部门批复未出具）。
三、在用安全监控系统简述
矿井安装有KJ90N煤矿综合监控系统一套，监控主机2台，对井下采掘工作面及其它地点瓦斯、一氧化碳、温度、风门开闭、设备开停等参数及状态进行地面集中监测监控。系统多种状态下监测、报警、显示、储存、报表功效齐全，系统含有软件故障闭锁功效，配置有不间断电源，系统运行正常，煤矿配置安全监测仪器、仪表，满足生产要求。（设备装备表附后）

表3-4-1 矿井安全监控装备表
名称
型号
数量
名称
型号
数量
在籍
使用
在籍
使用
安全监控系统
KJ90N
2
2
计算机
联想
2
2
分站
KFD-2
6
3
甲烷传感器
低浓度KJ9701A
10
6
烟雾传感器

高低浓度KJ9001C
25
15
断电气
KDJ2.5
4
2
温度传感器
KJW5/KJW50A
12
6
开停传感器
KG79-A
15
8
负压传感器
KGY3A
6
4
风速传感器
GFY15(B)
8
6
风门传感器
KGF-42
6
4
CO传感器
GTH500(B)
10
6
风筒传感器

粉尘传感器

馈电传感器
GKD127
8
4

四、安全监控系统升级改造基础目标
　　1.促进安全监测监控新技术新装备推广应用，提升安全监控系统技术性能和安全可靠性，适应煤矿安全生产需要。
　　2.促进安全监测监控多元融合和信息共享，提升煤矿安全估计预警水平，实现安全监测监控信息深度分析和综合利用。
3.支持安全监管监察，合理有效使用安全监控系统，充足发挥安全监控系统在煤矿安全生产中关键作用，提升安全监控系统应用水平。
六、安全监控系统升级改造基础标准
　　1 .统筹计划、试点先行、有序推进。 制订国家层面安全监控系统升级改造总体方案、技术方案，明确总体技术要求，立即完成标准换版;在分类试点基础上稳步推进。
　　2 .政府引导、企业主体、协同配合。突出煤矿企业在安全监控系统升级改造中主体地位和作用;引导安全监控系统生产企业积
极进行产品升级，督促检测检验机构和安标中心主动配合开展相关工作。
　　3 .立足现实状况、着眼需求、确保有效。 在充足利用现有安全监测监控技术装备基础上，依据安全生产实际需求，进行安全监控系统升级改造;确保经过升级改造，提升安全监控系统技术水平和应用水平，适应煤矿安全生产发展需要。
　　4 .新安装系统和煤矿在用系统分类处理。 新安装系统满足全部新要求，煤矿在用系统应满足基础要求，其它要求可分步实施。
七、安全监控系统升级改造关键内容
　　1 .全数字化
　　在分站至中心站数字化传输技术上，将各类传感器、实施器至分站升级为数字传输，实现安全监控系统全数字化。
　　2 .增强抗电磁干扰能力
　　安全监控系统及组成设备采取抗干扰(EMC)技术设计，经过以下试验：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、直流电源和信号端口1级浪涌(冲击)抗扰度试验，评价等级为B。
　　试验条件：形成完整系统架构，组成设备类型齐全;最少一台分站达成满载要求;交换机及接口每个电口最少带载一台设备。
　　试验加载方法：系统中不一样类型组成设备均分别进行试验;试验在系统正常工作状态下进行，即系统传感、传输、显示、控制、实施功效正常。
　　3 .应用优异传感技术及装备
　　采掘工作面及总回风，瓦斯传感器必需使用激光传感器等全量程传感器;回风上隅角，采取无线传感器。
　　使用低功耗传感器、自诊疗型传感器，激励使用多参数传感器。
　　4 .提升传感器防护等级
　　将传感器防护等级由IP54提升到IP65。
　　5 .完善报警、断电等控制功效
　　实现分级报警，依据瓦斯浓度大小、瓦斯超限连续时间、瓦斯超限范围等，设置不一样报警等级(响度或频度)，实施分级响应。
　　推行逻辑报警，依据巷道部署及瓦斯涌出等内在逻辑关系，实施逻辑报警，促进各类传感器正确安装、设置、维护，监控系统正常使用，预防违法行为。
　　完善就地断电功效，提升断电可靠性，并加强馈电状态监测。
　　推行区域断电，依据井下供电系统实际情况进行设置。
　　6 .支持多网、多系统融合
　　实现井下有线和无线传输网络有机融合、监测监控和GIS技术有机融合。
　　多系统融合能够采取地面方法，也能够井下方法。
　　在地面统一平台上必需融合系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统，也应融入。其它可考虑融合系统：视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等。
　　7 .格式规范化
　　规范传感器、实施器至分站，分站至中心站信息传输格式，逐步实现安全监控系统信息传输格式统一。
　　传感器、实施器至分站有线传输采取现场总线方法，包含RS485、CAN;无线传输采取无线传感网络，包含WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID>、蓝牙4.0。
　　分站至中心站传输采取工业以太网、RS485、CAN。
　　8 .增加自诊疗、自评定功效
　　实现系统定时自诊疗、自评定，能够预先发觉系统在安装使用中存在问题。自诊疗内容包含：
　　(1)传感器、控制器设置及定义;
　　(2)传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络工作状态;
　　(3)传感器维护、定时未标校提醒;
　　(4)中心站软件自诊疗，包含双机热备、数据库存放、软件模块通信。
　　9 .加强数据应用分析
　　安全监控系统应含有大数据分析和应用功效，最少应包含以下内容：
　　(1)伪数据滤除及异常数据分析;
　　(2)瓦斯、煤和瓦斯突出等估计预警;
　　(3)大数据分析，如多系统融合条件下综合数据分析等。
　　10 .应急联动
　　在瓦斯超限、断电等需立即撤人紧急情况下时，可自动和应急广播、通信、人员定位等系统应急联动。
　　11 .提升系统性能指标
　　(1)系统巡检周期不超出25s，并含有对瓦斯涌出异常区域监控设备加速巡检功效，在瓦斯超限时瓦斯超限区域监控设备巡检时间不超出10s;
　　(2)异地断电时间不超出40s;
　　(3)备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到3h，更换电池要求由仅能维持1h时必需更换，提升到仅能维护1.5h时必需更换;
　　(4)突出、高瓦斯矿井采掘工作面甲烷传感免调校周期不低于6个月。
　　(5)含有双机热备自动切换，切换时间不得超出5s。
　　(6)模拟量传输处理误差不超出0.5%。
　　(7)分站最大远程本安供电距离(在设计工况条件下)实施分级管理，分别为2km、3km、6km。
　　12 .增加加密存放要求
　　为有利于安全监管监察和企业安全管理，对采掘工作面等关键区域瓦斯超限、报警、断电信息应进行加密存放，采取如著名加密算法MD5、RSA对数据进行加密。由国家局指定加密密钥，确保数据无法被破解篡改。
　　13 .方便用户使用、维护、培训
　　软件界面友好，方便调用，强化帮助功效。
以上升级改造内容，我矿可采取逐步推进、逐步完善方法，确保改造后安全监控系统满足升级改造基础要求。
八、改造计划时间安排
我矿根据在用安全监控实际情况，结合新标准计划在“十三五”末完成安全监控系统改造改造工作。

九、技术实施方案
　　1.新标准公布后，严格根据新要求进行产品设计和生产制造，并取得安全标志。煤矿新安装安全监控系统，必需满足新要求。
　　2.在用安全监控系统，依据相关标准要求，应在相关煤矿安全监控系统生产厂家帮助下，制订升级改造方案，并实施改造，升级改造方案报煤矿企业报属地省级煤矿安全监察机构。对于经评定后没有改造价值，应安装新安全监控系统。
　　3.在用安全监控系统升级改造，可选择采取以下方法：
　　(1)按安标认可配置进行部分更换。更换过程中包含本安关联，应根据实际连接情况进行本安关联评定，出具本安关联评定汇报;使用性能由生产单位确保。对已经进行本安关联评定同类情况，在其它矿井升级改造时不再进行。
　　(2)在用传感器、分站升级过程中，假如仅包含软件更新，不包含防爆性能，由生产单位自行试验并确保。假如包含防爆性能，改造后设备需进行本身防爆检验和和所连接设备本安关联检验，出具关联检验汇报;使用性能由生产单位确保。以后同类情况不再进行关联检验。
　　(3)升级改造过程中，经过增加数字转换器以满足全数字化要求情况，而且应进行和所连接设备关联检验;使用性能由生产单位确保。
4.安全监控系统升级改造试点结束后，应组织教授评定，以总结经验，发觉共性、关键性问题，确保达成升级改造效果。