神农煤业安全监控系统改造与实践

分类：农业工程论文发表 时间：2020-12-10 10:49 关注：(1)

　　为了提高神农煤业安全监控系统的准确性、稳定性，提高矿井安全生产保障水平，通过分析神农煤业原安全监控系统的现状，对原安全监控系统设备进行全部更换，采用全新KJ160X安全监控系统，实现了传输数字化，且系统具有抗电磁干扰能力，报警、断电控制功能，自诊断、自评估功能，数据应用分析以及应急联动功能。

　　关键词：安全监控；系统改造；分站；传感器

　　随着国家对煤矿安全生产要求的提高和企业自身发展的需要，煤矿安全监测监控系统成为煤矿日常安全管理和灾害防治不可或缺的安全装备[1-4]。

　　1监控系统现状

　　神农煤业现开采15号煤层，自燃倾向性质为自燃，煤尘无爆炸性。矿井现安全监控系统为KJ90NB系统，在地面监控室安装一用一备两台主机，故障时可自动进行切换，并进行声光同步报警。系统主要对矿井各主要生产、运输环节的瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风速、温度、设备启停情况进行监测监控并预警。根据国家和山西省煤矿安全监察局相关文件要求，神农煤业目前的KJ90NB型安全监控系统在传感器数据传输方式、硬件设备的抗电磁干扰能力、传感器的防护等级、多网多系统融合、传感器技术及装备等方面均存在较大的差距，需对其监控设备进行全部更换。

　　2系统改造方案

　　2.1系统改造

　　神农煤业本次监测系统采用全新KJ160X安全监控系统，传感器与分站之间采用工业以太网+CAN总线传输，分站与基站之间采用以太网光通信传输；采用地面融合方式，按照统一的数据格式，通过联网数据接口实现与其他系统的融合；系统采用架构简单的网络结构。本次系统升级改造属于全部更换改造类型，要更换内容包含：机房设备及软件、传感器、分站、基站环网、断电控制器。

　　2.2升级后系统结构

　　KJ160X煤矿安全监控系统采用分布式处理模式，设计为分层结构，操作性强，易于管理维护，其系统拓扑图如图1所示，具体如下。（1）地面监控中心站，采用全网络结构，对整个安全监控系统各终端设备以及其监测收集到的数据进行汇总、分析处理，并可对收集到的数据进行存储、显示、传输、共享，同时能够实现对各终端设备的实时控制；其网络终端可以进行数据的异地共享，矿井的安全生产信息可以通过文本、图形显示，并可形成数据报表。（2）KT137-F1矿用本安型基站组成千兆环网，完成与KJ160X-F矿用分站、地面监控中心及数据融合的数据通讯。（3）KJ160X-F矿用分站，对其所监测的各传感器的数据进行采集和预处理，并进行分类整理显示，同时对异常数据进行报警提示和断电控制；并可实现与KT137-F1矿用本安型基站的数据通讯、所接传感器的集中供电。（4）矿井安全生产监控系统的终端设备由各类传感器和断电控制器组成，也是完成数据采集、就地显示、超限报警和执行控制指令的设备，其安全可靠运行是整个安全监控系统正常运行的保障。

　　2.3升级后系统主要技术指标

　　（1）最大监控容量系统最多可接入分站64台，最多支持1条以太网光环路（千兆光环网），系统最大测点容量为1600个（包括模拟量、开关量、控制量）。每台KT137-F1矿用本安型基站具有3条千兆以太网光支路和4条百兆以太网光支路，每台基站最大允许接入4台分站（百兆光支路）。每台KJ160X-F矿用分站最大允许接入测点容量为25个。分站具有2路CAN支路，1路RS485支路。每1路CAN支路最大允许接入测点容量为10个，2路CAN支路共计最大允许接入测点容量为20个，RS485支路最大允许接入测点容量为5个。（2）静电抗扰度系统中各级设备均能满足国家相关标准监测要求，评价等级达到A，各单机设备能够正常运行，数据通信和控制功能正常，没有误报警、误动作、显示乱码等现象。

　　2.4主要设备

　　本次安全监控系统改造的主要设备有KDW660-19B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，KDG0.3-660矿用隔爆兼本质安全型断电控制器，GFW15X矿用风速、风向传感器，GKT5L（A）设备开停传感器，GWD50（A）温度传感器，GTH500（A）一氧化碳传感器，GPD5（A）矿用压力传感器，GFK50（A）风门开闭传感器，GJC4（A）低浓度甲烷传感器，GCG1000粉尘浓度传感器，GQL5矿用烟雾传感器，GRY5-25（A）煤矿用二氧化碳氧气传感器，GJJ100煤矿用激光甲烷传感器，GFT10（A）矿用风筒风量开关传感器，KJ160X-F矿用分站，FYF5遥控发送器，GJJ100W矿用无线激光甲烷传感器，KT137-F1矿用本安型基站等。

　　3系统功能

　　神农煤业安全监控系统升级改造后，具有如下功能：（1）传输数字化。系统监控室的主机、机房基站和井下基站三者之间采用光缆通过网络实现千兆连接，井下基站和各分站之间通过网络实现百兆连接，各分站和各类传感器之间采用通信电缆实现CAN总线连接。（2）抗电磁干扰能力。各类分站和传感器均能通过相关检测，评价等价为A。（3）报警、断电控制功能。通过设置不同警报级别的瓦斯浓度、超限时间、范围等参数，实现监控系统的分级响应；并可根据矿井巷道布置、各点瓦斯涌出关系，实现逻辑报警；同时系统可根据报警情况实现实时控制，就地断电，并根据瓦斯涌出和超限发展趋势，对整个影响区域进行断电，实现区域断电。（4）自诊断、自评估功能。该系统能够进行自行诊断、评估，对各类传感器、控制器、断电器等设备在安装使用过程中存在的问题进行自我诊断，预先发现问题，及时报警提示维护。（5）数据应用分析功能。系统可对各种错误数据、异常数据进行分析，并具备大数据分析功能，对瓦斯涌出等进行预测预警，且可与煤矿安全监控系统检查分析工具对接数据。（6）应急联动。矿井出现各类安全预警后，可根据危险等级控制矿井断电，并与矿井人员定位和通信系统进行联通，对处于危险区的人员进行报警，通知其撤离。

　　4结语

　　神农煤业通过安全监控系统改造，采用了全新KJ160X安全监控系统，其结构简单，运行稳定，易于维护；不仅实现了传输数字化，且系统具有抗电磁干扰能力，报警、断电控制功能，自诊断、自评估功能，数据应用分析以及应急联动功能，有效提升了矿井安全生产保障能力，满足高产高效现代化矿井的需要。

　　【参考文献】

　　［1］张瀚超.现阶段煤矿安全监测监控系统应用探讨[J].煤，2020，29（04）：71-72+79.

　　［2］李雄伟，廉志华，张婧.煤矿安全监控系统的发展简述[J].陕西煤炭，2020，39（02）：47-50.

　　［3］王亚巍.煤矿安全监控系统研究现状及发展趋势分析[J].化工管理，2020（04）：90-91.

　　［4］韩雅洁.煤矿运输安全智能监控信息系统的设计[J].山东煤炭科技，2020（01）：167-169.

　　作者：张亮