我也談一談“礦井安全監控系統升級改造”建設
我也談一談“礦井安全監控系統升級改造”建設
一、概述
豐礦集團現有生產礦井4對，核定生產能力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控系統為：KJ101N，曲江公司在用的安全監控系統為：KJ65N。兩礦安全監控系統地面監控中心均實行雙機備份，24h不間斷連續監控，具備瓦斯超限報警、斷電、數據存儲、打印等功能，主要用于采掘作業地點甲烷、一氧化碳、溫度、二氧化碳、風速、瓦斯抽放管道參數、局扇開停、風門開關、饋電狀態的監測。兩礦井下所有采掘工作面及回風巷、其它作業地點、采區回風、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、風速傳感器、溫度傳感器等；礦井所有主扇、局部通風機均安裝了開停傳感器；主要風門安裝了風門開關傳感器。
根據《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》（煤安監函【2016】5號）、《江西煤礦安全監察局關于加強煤礦安全監控系統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年底前完成安全監控系統升級改造建設（兩礦規劃上報，共需資金400萬元，其中：曲江239萬元，尚莊161萬元）。
二、建設思路
為適應礦井安全生產需要，集團對在用的安全監控系統升級改造，要優先推廣架構簡單系統和激光監測技術裝備，確保升級改造有效。
通過更換監控分站、電源和部分傳感器，對支持總線的傳感器進行程序更新，系統軟件全新升級，使系統具有更高的安全可靠性，并通過地面實現多系統融合。
三、建設目標和實現功能
通過新技術、新裝備的應用，提高安全監控系統技術性能和安全可靠性，適應礦井安全生產的需要。另外促進安全監測監控多元融合和信息共享，提高礦井安全預測預警水平，實現安全監測監控信息的深度分析和綜合利用。新系統同時支持安全監管監察，促進礦井合理有效使用安全監控系統，充分發揮安全監控系統在礦井安全生產中的重要作用，提高安全監控系統的應用水平。
通過對礦井在用的安全監控系統進行改造，并通過地面融合的方式實現礦井的多系統融合，使其功能于今年底達到煤安監函【2016】5號文的12項要求，并在前期建設于3月前滿足贛煤安【2017】105號文的4項技術要求。
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?????? （一）建設原則和實施步驟
集團根據系統的特點和工作量安排，本著經濟、穩定、總體規劃、分步實施最終實現平滑過渡的原則，分步進行系統升級改造，結合兩礦的自身條件和特點，采用新舊兩套系統并行運行的方式進行升級改造。對不同的區域，逐一在規定時間內完成升級。
1.曲江公司
第一步（前期建設）：為了不影響在用的安全監測系統運行，在監控中心利用新工控機、服務器等搭建一套新系統，兩套系統并行運行。同時開發新系統上傳軟件，并將數據上傳至集團。系統滿足4項技術要求（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巷安裝激光傳感器；②傳感器防護等級升級至IP65；③系統巡檢周期不超過20s；④雙機熱備自動切換。
第二步（后期建設）：第一階段，①鋪設光纖工業以太網建設（地面監控中心至井下中央變電所及采區變電所）；②調試、驗證特征示范工作面核心傳感器的工作狀態、性能和功能。第二階段，①經過驗證示范工作面工作正常，部署井下西二采區、西二邊界采區安裝監測分站及升級的傳感器；②調試、驗證需要升級的監控設備、傳輸設備、傳感器的工作狀態、性能和功能；③調試、驗證系統軟件的工作狀態、業務功能。第三階段，①井下西三采區安裝監測分站和地面泵房、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換器進行數字化改造，實現數字接入到升級的系統；②驗證系統和設備的性能和功能指標；③驗證系統的自校驗、自維護功能，偽數據標注功能，分級報警和邏輯報警功能，大數據分析功能。
第三步（驗收和總結）：試運行90d后無問題，根據現場情況申請驗收，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處理。
- 尚莊煤礦
第一步（前期建設）：為了不影響在用的安全監測系統運行，系統正在建設中，擬投入資金29.94萬元，前期建設要滿足江西煤監局對系統升級改造的4項技術要求。
第二步（后期建設）：①在井上、下全面鋪開安裝采區監測分站及升級的傳感器等，進行數字化改造并接入到升級的系統，同時驗證系統和設備的性能和功能指標；②驗證系統的自校驗、自維護功能，偽數據標注功能，分級報警和邏輯報警功能，大數據分析功能等。
第三步（驗收和總結）：升級改造后，系統試運行并收集相關資料，驗收合格后正式投入使用。
（二）保障措施
1.?加強組織領導。兩礦要成立以礦長為組長，分管生產、技術、安全、經營副職為副組長，成員包括計劃、通風、生產、機電、安全、供應、財務等職能科室相關人員的系統升級改造領導小組，并明確日常工作管理部門。
2.?認真做好升級改造方案設計。兩礦總工程師要組織相關人員按照煤安監函【2016】5號文要求做好方案設計，并做到專人負責。
3.?合理安排升級改造進度，確保改造項目按時按質按量完成。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。
五、升級改造后，系統預期達到成果
通過系統升級改造的建設，可實現多網、多系統融合，增強了抗電磁干擾能力，應用了先進的激光甲烷傳感器等技術裝備，提升了傳感器的防護等級，增加了自診斷、自評估功能，實現了數據分析和應急聯動，提升了系統性能指標，實現了加密存儲要求，大幅提升了礦井系統性能，更好地保障了礦井安全生產。
1. 經濟效益
①升級后，數字化傳感器的使用，減少了甲烷誤報警次數和斷電次數，降低了停電事故影響時間，提高了生產效率。
②升級后，數字信號傳輸減少了線纜的重復敷設，降低了礦井生產成本。每年新上頭面敷設線纜約10000m，按線纜輻射量減少40%計算，減少線纜敷設約4000m，按5元/m計算，年節約資金約2萬元。
③升級后，系統采用的環網結構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，每年可節約人工成本10.8萬元，實現減員提效。
2. 安全和社會效益
①新技術和新裝備的使用，使安全監測系統數據更加真實可靠，為礦井安全生產提供了可靠的數據支持。
②新技術和新裝備的使用，促進了礦井安全技術裝備水平的提升。
③多系統融合、報警聯動功能，實現了數據的綜合分析和利用，為應急救援提高了參考依據，進一步提高了礦井的災害預防能力及應急救援水平。
六、結語
?建設后，礦井在用安全監控系統通過更換監控分站、電源和部分傳感器，對支持總線的傳感器進行程序更新，系統軟件全新升級，使系統具有更高的安全可靠性，更好地保障了礦井安全生產。
