我也谈一谈“矿井安全监控系统升级改造”建设
我也谈一谈“矿井安全监控系统升级改造”建设
一、概述
丰矿集团现有生产矿井4对，核定生产能力189万吨，其中：煤与瓦斯突出矿井2对，低瓦斯矿井2对。尚庄煤矿、曲江公司均为煤与瓦斯突出矿井，两矿主要开采B4单一缓倾斜中厚煤层，煤层平均厚度2.4米，煤层倾角10～15º，瓦斯压力最高达到7.4MPa，透气性系数为0.52～0.76㎡/（MPa2.d）。2017年煤与瓦斯突出矿井的瓦斯涌出量测定结果为：绝对瓦斯涌出量30.60～33.54m3/min，相对瓦斯涌出量26.12～44.49m3/t。
目前，尚庄煤矿在用的安全监控系统为：KJ101N，曲江公司在用的安全监控系统为：KJ65N。两矿安全监控系统地面监控中心均实行双机备份，24h不间断连续监控，具备瓦斯超限报警、断电、数据存储、打印等功能，主要用于采掘作业地点甲烷、一氧化碳、温度、二氧化碳、风速、瓦斯抽放管道参数、局扇开停、风门开关、馈电状态的监测。两矿井下所有采掘工作面及回风巷、其它作业地点、采区回风、矿井总回均安装了高低浓度甲烷传感器，部分地点安装了一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器等；矿井所有主扇、局部通风机均安装了开停传感器；主要风门安装了风门开关传感器。
根据《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》（煤安监函【2016】5号）、《江西煤矿安全监察局关于加强煤矿安全监控系统升级改造工作的通知》（赣煤安【2017】105号）要求，丰矿集团所辖曲江、尚庄两矿拟在2018年底前完成安全监控系统升级改造建设（两矿规划上报，共需资金400万元，其中：曲江239万元，尚庄161万元）。
二、建设思路
为适应矿井安全生产需要，集团对在用的安全监控系统升级改造，要优先推广架构简单系统和激光监测技术装备，确保升级改造有效。
通过更换监控分站、电源和部分传感器，对支持总线的传感器进行程序更新，系统软件全新升级，使系统具有更高的安全可靠性，并通过地面实现多系统融合。
三、建设目标和实现功能
通过新技术、新装备的应用，提高安全监控系统技术性能和安全可靠性，适应矿井安全生产的需要。另外促进安全监测监控多元融合和信息共享，提高矿井安全预测预警水平，实现安全监测监控信息的深度分析和综合利用。新系统同时支持安全监管监察，促进矿井合理有效使用安全监控系统，充分发挥安全监控系统在矿井安全生产中的重要作用，提高安全监控系统的应用水平。
通过对矿井在用的安全监控系统进行改造，并通过地面融合的方式实现矿井的多系统融合，使其功能于今年底达到煤安监函【2016】5号文的12项要求，并在前期建设于3月前满足赣煤安【2017】105号文的4项技术要求。
四、建设方案
（一）建设原则和实施步骤
集团根据系统的特点和工作量安排，本着经济、稳定、总体规划、分步实施最终实现平滑过渡的原则，分步进行系统升级改造，结合两矿的自身条件和特点，采用新旧两套系统并行运行的方式进行升级改造。对不同的区域，逐一在规定时间内完成升级。
1.曲江公司
第一步（前期建设）：为了不影响在用的安全监测系统运行，在监控中心利用新工控机、服务器等搭建一套新系统，两套系统并行运行。同时开发新系统上传软件，并将数据上传至集团。系统满足4项技术要求（目前已完成，投入资金24.1万元），即：①井下在采掘工作面及其回风巷安装激光传感器；②传感器防护等级升级至IP65；③系统巡检周期不超过20s；④双机热备自动切换。
第二步（后期建设）：第一阶段，①铺设光纤工业以太网建设（地面监控中心至井下中央变电所及采区变电所）；②调试、验证特征示范工作面核心传感器的工作状态、性能和功能。第二阶段，①经过验证示范工作面工作正常，部署井下西二采区、西二边界采区安装监测分站及升级的传感器；②调试、验证需要升级的监控设备、传输设备、传感器的工作状态、性能和功能；③调试、验证系统软件的工作状态、业务功能。第三阶段，①井下西三采区安装监测分站和地面泵房、洗煤厂及升级的传感器；矿井所有在用的模拟传感器通过信号转换器进行数字化改造，实现数字接入到升级的系统；②验证系统和设备的性能和功能指标；③验证系统的自校验、自维护功能，伪数据标注功能，分级报警和逻辑报警功能，大数据分析功能。
第三步（验收和总结）：试运行90d后无问题，根据现场情况申请验收，验收合格后正式投入使用。整理汇总升级改造过程中存在的问题和建议，由厂家人员进行相应处理。
- 尚庄煤矿
第一步（前期建设）：为了不影响在用的安全监测系统运行，系统正在建设中，拟投入资金29.94万元，前期建设要满足江西煤监局对系统升级改造的4项技术要求。
第二步（后期建设）：①在井上、下全面铺开安装采区监测分站及升级的传感器等，进行数字化改造并接入到升级的系统，同时验证系统和设备的性能和功能指标；②验证系统的自校验、自维护功能，伪数据标注功能，分级报警和逻辑报警功能，大数据分析功能等。
第三步（验收和总结）：升级改造后，系统试运行并收集相关资料，验收合格后正式投入使用。
（二）保障措施
1. 加强组织领导。两矿要成立以矿长为组长，分管生产、技术、安全、经营副职为副组长，成员包括计划、通风、生产、机电、安全、供应、财务等职能科室相关人员的系统升级改造领导小组，并明确日常工作管理部门。
2. 认真做好升级改造方案设计。两矿总工程师要组织相关人员按照煤安监函【2016】5号文要求做好方案设计，并做到专人负责。
3. 合理安排升级改造进度，确保改造项目按时按质按量完成。按照赣煤安【2017】105号文要求，两矿于2018年3月31日以前要在采掘工作面及其回风巷装备激光甲烷传感器，其它改造项目要在今年底前完成建设。
五、升级改造后，系统预期达到成果
通过系统升级改造的建设，可实现多网、多系统融合，增强了抗电磁干扰能力，应用了先进的激光甲烷传感器等技术装备，提升了传感器的防护等级，增加了自诊断、自评估功能，实现了数据分析和应急联动，提升了系统性能指标，实现了加密存储要求，大幅提升了矿井系统性能，更好地保障了矿井安全生产。
1. 经济效益
①升级后，数字化传感器的使用，减少了甲烷误报警次数和断电次数，降低了停电事故影响时间，提高了生产效率。
②升级后，数字信号传输减少了线缆的重复敷设，降低了矿井生产成本。每年新上头面敷设线缆约10000m，按线缆辐射量减少40%计算，减少线缆敷设约4000m，按5元/m计算，年节约资金约2万元。
③升级后，系统采用的环网结构及具备的自诊断功能，减少了故障处理时间和维护人员，提高了工作效率；采用的激光甲烷传感器，降低了标校维护工作量。按减少维护人员3人、年人工综合成本3.6万元计算，每年可节约人工成本10.8万元，实现减员提效。
2. 安全和社会效益
①新技术和新装备的使用，使安全监测系统数据更加真实可靠，为矿井安全生产提供了可靠的数据支持。
②新技术和新装备的使用，促进了矿井安全技术装备水平的提升。
③多系统融合、报警联动功能，实现了数据的综合分析和利用，为应急救援提高了参考依据，进一步提高了矿井的灾害预防能力及应急救援水平。
六、结语
建设后，矿井在用安全监控系统通过更换监控分站、电源和部分传感器，对支持总线的传感器进行程序更新，系统软件全新升级，使系统具有更高的安全可靠性，更好地保障了矿井安全生产。
