【安防知識(shí)網(wǎng)】山西王家?guī)X煤礦透水事件又一次給我們敲響了警鐘!煤礦的安全生產(chǎn)，對(duì)于我們的國(guó)家、社會(huì)，尤其是對(duì)于煤礦儲(chǔ)藏豐富的省市，是一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題。不斷發(fā)生的不同程度的煤礦瓦斯爆炸、瓦斯突出事件給我們的政府、社會(huì)造成了嚴(yán)重的影響，對(duì)遇難家庭的傷害更是無(wú)法挽回。給我們的政府、安全生產(chǎn)部門(mén)、煤礦經(jīng)營(yíng)者一次又一次的教訓(xùn)!政府下了很大的決心，很大的力度去抓煤礦安全生產(chǎn)問(wèn)題，但是還是有災(zāi)難不斷發(fā)生，該如何去有效的避免災(zāi)難的發(fā)生?再次發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，該如何應(yīng)對(duì)?怎么讓相關(guān)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能夠?qū)崟r(shí)的了解現(xiàn)場(chǎng)情況并及時(shí)的做出指揮調(diào)度?

　1 前 言

　　山西王家?guī)X煤礦透水事件又一次給我們敲響了警鐘!煤礦的安全生產(chǎn)，對(duì)于我們的國(guó)家、社會(huì)，尤其是對(duì)于煤礦儲(chǔ)藏豐富的省市，是一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題。不斷發(fā)生的不同程度的煤礦瓦斯爆炸、瓦斯突出事件給我們的政府、社會(huì)造成了嚴(yán)重的影響，對(duì)遇難家庭的傷害更是無(wú)法挽回。給我們的政府、安全生產(chǎn)部門(mén)、煤礦經(jīng)營(yíng)者一次又一次的教訓(xùn)!政府下了很大的決心，很大的力度去抓煤礦安全生產(chǎn)問(wèn)題，但是還是有災(zāi)難不斷發(fā)生，該如何去有效的避免災(zāi)難的發(fā)生?再次發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，該如何應(yīng)對(duì)?怎么讓相關(guān)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能夠?qū)崟r(shí)的了解現(xiàn)場(chǎng)情況并及時(shí)的做出指揮調(diào)度?

　　在我國(guó)，煤礦開(kāi)采作為國(guó)家能源系統(tǒng)的重要組成部分。其日常的穩(wěn)定、安全運(yùn)行影響著國(guó)民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是國(guó)計(jì)民生的大事。但是由于不同規(guī)模煤礦眾多、地點(diǎn)分散、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，日常維護(hù)工作困難重重。那么如何讓煤礦經(jīng)營(yíng)者和安全生產(chǎn)部門(mén)提高工作效率? 真正做到預(yù)防為先、安全生產(chǎn)?

　　2 煤礦監(jiān)控應(yīng)用現(xiàn)狀

　　近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展的需要，我國(guó)各大、中、小煤礦已經(jīng)陸續(xù)在裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，也在某種程度上提高了礦井安全生產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效率。但是以下的問(wèn)題卻不容忽視!系統(tǒng)老化問(wèn)題嚴(yán)重、需要更新改造我國(guó)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，80 年代初，引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了部分煤礦;在引進(jìn)的同時(shí)，通過(guò)消化、吸收并結(jié)合我國(guó)煤礦的實(shí)際情況，先后研制出了一系列監(jiān)控系統(tǒng)，在我國(guó)煤礦已大量使用。安全監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理也確實(shí)起到了重要的作用。但是由于當(dāng)時(shí)相當(dāng)一部分監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)水平低、功能和擴(kuò)展性能差、現(xiàn)場(chǎng)維修維護(hù)和技術(shù)服務(wù)跟不上等原因，造成一部分礦井無(wú)法繼續(xù)正常使用已裝備的系統(tǒng)，需要更新改造。各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立，使用效率低

　　隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)各主要科研單位和生產(chǎn)廠家又相繼推出了一系列新的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”十二字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，大部分煤礦裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。但是環(huán)境動(dòng)力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)大都是獨(dú)立運(yùn)行的 ，不能集成統(tǒng)一管理操作，應(yīng)用效率較低，不能滿(mǎn)足實(shí)際需要，同時(shí)對(duì)資源也存在的一定的浪費(fèi)。聯(lián)網(wǎng)程度不夠，集中管理困難煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中集成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、微電子技術(shù)、軟件應(yīng)用等諸多內(nèi)容，是具有技術(shù)先導(dǎo)性的系統(tǒng)。但是還沒(méi)有全面打造綜合性應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司、省級(jí)單位、市縣級(jí)單位的大規(guī)模、大范圍聯(lián)網(wǎng)，甚至很多還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)小規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)，都在獨(dú)立運(yùn)行。已建成的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，并沒(méi)有對(duì)管轄區(qū)域內(nèi)所有煤礦瓦斯防治情況實(shí)時(shí)了解，包括井下瓦斯?jié)舛取L(fēng)機(jī)開(kāi)停狀態(tài)、設(shè)備送電斷電情況等實(shí)施集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)監(jiān)控，針對(duì)突發(fā)情況還不能遠(yuǎn)程的及時(shí)采取調(diào)整作業(yè)方式、停止生產(chǎn)、撤離人員等措施。

　　系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，兼容性差

　　現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)都采用專(zhuān)用通信協(xié)議，很難找到兩個(gè)相互兼容的系統(tǒng)。目前，兼容性差的問(wèn)題大大制約了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)容的問(wèn)題，因此，硬件產(chǎn)品和軟件系統(tǒng)通信協(xié)議的不規(guī)范造成了設(shè)備的重復(fù)購(gòu)置。現(xiàn)場(chǎng)管理和維護(hù)水平有待加強(qiáng)由于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜，各系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立沒(méi)有集成聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。盡管?chē)?guó)家和各省、地、市煤炭管理部門(mén)強(qiáng)制性要求各大、中、小煤礦必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并加大了對(duì)礦井安全生產(chǎn)的管理力度，但一些地方國(guó)有煤礦，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦，多數(shù)由于缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員而不能正常使用和維護(hù)已裝備的系統(tǒng)。

　　傳感器等質(zhì)量不合格

　　甲烷傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和災(zāi)害預(yù)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)裝備，然而，國(guó)產(chǎn)的傳感器一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁的缺點(diǎn)，很大程度上影響了瓦斯的正常檢測(cè)，與國(guó)外同類(lèi)傳感器比較存在一定的差距。

　　3 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

　　煤礦監(jiān)控包括井下和井上兩部分，地形、環(huán)境復(fù)雜惡劣，需要對(duì)煤礦全面監(jiān)控、及時(shí)預(yù)防危險(xiǎn)、合理調(diào)度指揮。

　　首先是視音頻監(jiān)控。對(duì)井上、井下的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，煤礦管理人員和安全生產(chǎn)部門(mén)實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況，同時(shí)可以通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行有效溝通、指揮;其次是環(huán)境監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等;最后是生產(chǎn)監(jiān)控。主要監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量;水泵、提升機(jī)、局扇、主扇、膠帶機(jī)、采煤機(jī)、開(kāi)關(guān)、磁力起動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等;系統(tǒng)關(guān)鍵在于視頻與數(shù)據(jù)的整合和多級(jí)聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)需要對(duì)視頻和各種數(shù)據(jù)同時(shí)監(jiān)控，在統(tǒng)一平臺(tái)上就可以全面了解井上、下所有信息，以便做出及時(shí)的調(diào)度、處理，節(jié)約資源;安全生產(chǎn)部門(mén)需要對(duì)轄區(qū)內(nèi)的所有煤礦進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理，可以及時(shí)地做出判斷，合理的進(jìn)行調(diào)度，有效地對(duì)各類(lèi)事件進(jìn)行處理。[nextpage]

　　4 煤礦安全生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)模式

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　系統(tǒng)由外圍設(shè)備、前端設(shè)備、中心管理平臺(tái)、客戶(hù)監(jiān)控中心等部分組成。同時(shí)系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，有效避免了因?yàn)榫植烤W(wǎng)絡(luò)中斷，影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如下圖所示

　　煤礦監(jiān)控中心

　　系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　音、視頻信號(hào)采集、處理

　　在每個(gè)煤礦根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要安裝相應(yīng)數(shù)量的防爆攝像機(jī)，用于對(duì)煤礦井上、井下等重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視，用于對(duì)煤礦內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行音視頻監(jiān)視。通過(guò)攝像機(jī)采集來(lái)的音視頻模擬信號(hào)接入前端綜合監(jiān)控主機(jī)。

　　音、視頻信號(hào)傳送到綜合監(jiān)控主機(jī)后進(jìn)行信號(hào)編碼、壓縮。除具有圖像清晰流暢的特點(diǎn)外，

　　還具有空間小，實(shí)時(shí)性好等優(yōu)勢(shì)。對(duì)于本地視頻信號(hào)，可以保存在本地主機(jī)上，可根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行回放、查閱、管理，并且配合多種錄像模式完成各種記錄需求。[nextpage]

　　環(huán)境數(shù)據(jù)采集

　　通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)條件，如高濃度甲烷氣體、低濃度甲烷氣體、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、巖煤溫度、頂板壓力、煙霧等同樣接入到綜合監(jiān)控主機(jī)，綜合監(jiān)控主機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以從監(jiān)控終端上實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地看到環(huán)境變化狀況。

　　生產(chǎn)動(dòng)力設(shè)備監(jiān)控

　　主要監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、供電電壓、供電電流、功率等模擬量;水泵、提升機(jī)、局扇、主扇、膠帶機(jī)、采煤機(jī)、開(kāi)關(guān)、磁力起動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等。

　　報(bào)警信號(hào)采集和控制

　　通過(guò)前端緊急按鈕、紅外探測(cè)器、周界探測(cè)器、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器等報(bào)警設(shè)備，系統(tǒng)可配置GSM/GPRS、CDMA、電話(huà)等通信傳輸模塊，當(dāng)有相應(yīng)情況發(fā)生時(shí)，聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警，系統(tǒng)也可自動(dòng)聯(lián)動(dòng)可用傳輸模塊功能，啟動(dòng)電話(huà)、手機(jī)短信/彩信、電子郵件發(fā)送預(yù)置的信息。

　　監(jiān)控管理功能

　　通過(guò)監(jiān)控終端，可以在統(tǒng)一的平臺(tái)上對(duì)前端的所有視頻圖像和各個(gè)傳感器所測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，并且可以進(jìn)行曲線(xiàn)、波形、柱狀等多種直觀化的顯示。

　　安全生產(chǎn)部門(mén)監(jiān)控中心

　　系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　1. 在安全生產(chǎn)部門(mén)監(jiān)控中心配置若干臺(tái)服務(wù)器，用來(lái)安裝煤礦安全生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，作為監(jiān)控中心主控端，對(duì)轄區(qū)內(nèi)若干個(gè)煤礦進(jìn)行監(jiān)控、管理，如果需要的話(huà)可以將前端煤礦的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出至大屏幕電視墻顯示。

　　2. 告警服務(wù)器完成前端綜合監(jiān)控主機(jī)的報(bào)警信息采集與集中處理，包括日志處理及告警通知等功能，其中環(huán)境相關(guān)的報(bào)警信息由采集服務(wù)器發(fā)送UDP 包給告警服務(wù)器，然后告警服務(wù)器產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)(聯(lián)動(dòng)短信，郵件等)。

　　3. 接入服務(wù)器為了適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求，平臺(tái)支持煤礦內(nèi) PU 的多種連接方式包括P2P 連接方式、TURN 連接方式及普通方式連接，因此設(shè)備接入模塊又被分為目錄服務(wù)器與注冊(cè)中心兩大模塊;

　　4. 媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)煤礦區(qū)域內(nèi)音視頻、數(shù)據(jù)(環(huán)境數(shù)據(jù)和動(dòng)力設(shè)備參數(shù)等)的轉(zhuǎn)發(fā)功能，通過(guò)該模塊可以有效的較少帶寬的占用，增大PU 用戶(hù)訪問(wèn)數(shù)量。

　　5. 集中管理服務(wù)器又分為業(yè)務(wù)管理、用戶(hù)管理和設(shè)備管理三大部分。業(yè)務(wù)管理：實(shí)現(xiàn) MSU、業(yè)務(wù)類(lèi)型、目錄服務(wù)器等模塊的管理。用戶(hù)管理：實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的管理功能，包括監(jiān)控用戶(hù)的開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)和統(tǒng)計(jì)等。PU 管理：實(shí)現(xiàn)前端PU 設(shè)備的添加、修改、刪除和統(tǒng)計(jì)等功能。

　　6. 客戶(hù)端主要實(shí)現(xiàn)煤礦井下、井上前端設(shè)備的音視頻預(yù)覽、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)功能，同時(shí)支持C/S 和B/S 模式

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵在于及時(shí)預(yù)防，其次是發(fā)生狀況時(shí)的及時(shí)統(tǒng)一指揮調(diào)度。隨著相關(guān)的新技術(shù)的發(fā)展和新解決方案的出現(xiàn)，比如解決協(xié)議不規(guī)范的方法、高可用性傳感器的研制、智能化的高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓真空饋電開(kāi)關(guān)、低壓真空饋電開(kāi)關(guān)技術(shù)、GIS 技術(shù)等應(yīng)用于煤礦監(jiān)控?？梢允瓜到y(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，而且能根據(jù)被監(jiān)測(cè)環(huán)境地點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行有效的危險(xiǎn)性判別、分析和提出專(zhuān)家決策方案?？梢允姑旱V監(jiān)控真正的實(shí)現(xiàn)防患于未然!