裴杰王奇孔令春
枣庄矿业集团有限公司高庄煤业有限公司山东枣庄277605
摘要：本文首先阐述了项目研究的背景及意义，然后分析了项目研究的必要性，并对煤矿安全监测监控系统升级改造及应用进行了详细的探讨。
关键词：煤矿；安全检测监控系统；升级改造
一、项目研究背景及意义
安全监控系统是煤矿安全生产的重要保障系统，也是安全避险“六大系统”的重要组成部分，为防范和减少煤矿重特大事故发挥了重要的监控、预警作用。2016年底，国家煤矿安监局印发了《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》（煤安监函【2016】5号）及《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》，要求各煤矿企业推广应用安全监测监控新技术新装备，进一步深化安全监测监控多元融合和信息共享，提高煤矿安全预测预警水平，实现安全监测监控信息的深度分析和综合利用。
二、项目研究的必要性
（一）我公司用监测分站及各类监测传感器均为模拟传输方式，不符合要求。
（二）我公司未推广使用先进传感技术及装备，各类监测设备的防护等级为IP54。
（三）系统方面，系统未实现根据瓦斯浓度大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等，设置不同的报警级别，实施分级响应以及逻辑报警功能。
（四）系统未具有自诊断、自评估功能及异常数据分析功能，瓦斯涌出、火灾等预测预警功能。
（五）监测分站后备电源方面，KJ70N安全监控系统中为监测分站、交换机供电的电源备用时间均能达到2小时，未达到备用电源能维持断电后正常供电时间到4h的要求。
三、探究方法及内容
（一）实现安全监控系统的数字化，实现智能传感器应用。
（二）监控系统升级改造完成后，使用激光传感器、多参数传感器，实现先进传感技术及装备的应用。
（三）传感器的防护等级由IP54提升至IP65，可以抵御矿尘、淋水等对设备性能的影响。
（四）升级后实现分级响应，系统具有分级报警功能根据瓦斯浓度大小、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；实行逻辑报警，根据巷道布置及瓦斯涌出等的内在逻辑关系，实施逻辑报警。
（五）安全监控系统分站至中心站系统应用工业以太网传输，实现系统主传输环网连接。
（六）环网交换机、分站备用电源达到4小时以上的要求。
（七）升级改造后软件界面友好，方便调用，强化帮助功能强大，能够实现各功能操作的实用性、系统性能稳定性、方便调用等各项性能均能符合要求。
四、数字化传输技术的应用
未升级改造前的安全监控系统传感器与分站之间采用200～1000Ｈｚ模拟信号单向无校验传输方式，抗干扰能力差，易受传输线路干扰，且无法分辨。传感器和分站的抗干扰设计考虑不充分，未从接口防护、布线方式等方面进行抗干扰设计和严格试验，且在技术方面，抗干扰设计与本质安全设计相互矛盾，这是目前传输线路易受干扰的内因。安全监控系统具有测点多、分布广、传输距离长等特点，传感器到分站的距离从几十米到数千米不等，极易受到外部信号的干扰。
通过升级改造，目前采用的新型数字化传输安全监控系统通过RS485、CAN总线在各分站至中心站进行数字传输的技术上，将一部分模拟视频信号经过网络硬盘录像机编码转换成可以进行网络传输的数字视频信号，使各类传感器、执行器至各分站升级为数字传输，实现安全监控系统的全数字化，更能清晰监控分析各类数据参数的安全、可靠性。
五、先进安全监控设备的应用
矿井下的环境较为恶劣，湿度较高，会随着操作人员的开采产生大量的粉尘，有时也会形成腐蚀气体，破坏传感器正常的运行，导致传感器内部的感应元件和其他插件失灵，很难顺利检测，而传感器如果受到猛烈的撞击或震动，虽然也可以传输数据，但传输的数据与实际检测的数据存在一定的偏差，失去真实性。
通过安全监控系统升级改造，在采掘工作面使用新型激光甲烷传感器（型号：GJG100J），硐室及其他地点使用多参数传感器（型号：GD7）。先进监控设备具有故障自诊断功能，能够减少人工标校及故障处理，同时提高系统可靠性，能够更加准确的反应现场气体情况，保障安全。
六、保障措施
（一）技术保障
1、制定安全监控系统升级改造实施方案、保障投入、明确责任、工作计划、落实责任清单，每月完成情况总结报告。
2、安全监控生产厂家要对在用的安全监控系统升级改造进行评估，准确把握监控系统升级的标准、规范、技术要求内容，提出安全监控系统升级改造方案，保证系统升级改造达标。
3、煤矿安全监控系统升级改造期间，主体运行，分区域实施不影响主体上传，升级期间要加强安全生产现场管理，要制定升级期间安全监控系统运行安全措施，保障煤矿安全生产和升级改造顺利进行。
4、加强职工培训，各个工种必须培训合格，并考试合格、取得证件后方可上岗工作。
（二）管理保障
1、成立以矿总工程师为组长的安全监控系统升级改造专项领导小组，认真组织实施安全监控升级改造工作的顺利完成。
2、各相关部门必须全力配合，施工期间若发现有关部门不配合，则严格处罚该部门。
3、施工过程中，严禁影响现有监控系统的正常运行。
4、系统安装完成、运行正常后，通防科负责系统及设备的日常维护，确保系统的安全稳定运行。
5、监测监控技术管理人员、值班人员负责该系统试运行的观察分析，做好运行记录。
七、项目实施进度计划
为确保监控系统升级改造工作的有序、有效进行，确保达到预期效果，采用阶段式实施。
第一阶段：安全监控系统升级设备及附属设施的购买及到货。升级改造期间要制定专项安全措施，保障煤矿安全生产和升级改造顺利进行。
第二阶段：安全监控系统升级设备的安装。安全监控系统升级改造后试运行，由相关资质部门进行安全监控系统升级改造后的系统运行状况评估，形成验收报告。
第三阶段：对安全监控系统升级设备进行运转、调试，达到升级改造标准要求，形成工作总结，申请上级部门对升级改造后的安全监控系统进行竣工验收。
八、总结
通过对我公司安全监控系的升级改造，更加充分发挥安全监控系统在环境及危险有害因素监测、预防预警、事故应急处置与应急救援、灾害事故调査分析与致灾因素追踪溯源中的重要作用。同时，为我公司安全生产机械化、自动化和信息化奠定基础，从而提高煤矿安全保障能力。
参考文献：
[1]叶志强.煤矿安全监测监控系统升级改造初探[J].工业c，2016（6）：00116-00116.
[2]汪丛笑.煤矿安全监控系统升级改造及关键技术研究[J].工矿自动化，2017，43（2）：1-6.