1?項目概述

1.1?系統起因

新頒布的2016版《煤礦安全規程》中，對煤礦安全監控系統中傳輸、故障閉鎖、斷電范圍、安裝范圍提出了更高的要求，煤礦現有的安全監控系統很難滿足要求。

2016?年12?月29?日國家煤礦安監局印發了《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》的通知-煤安監函〔2016〕5號，XX集團有限公司關于下發煤礦安全監控系統升級改造技術要求的通知-晉能生指字〔2018〕112號，對安全監控系統提出了傳輸全數字化、采用EMC抗干擾技術、與定位和廣播的系統融合、增加自診斷、自評估以及加密存儲、提升系統性能指標等技術要求，同時提出“大型礦井、煤與瓦斯突出礦井的在用安全監控系統升級改造工作應在2018?年底前完成；其他礦井應在“十三五”末完成”的目標。

1.2?新版安全規程（2016）要求

第四百八十八條

編制采區設計、采掘作業規程時，必須對安全監控、人員位置監測、有線調度通信設備的種類、數量和位置，信號、通信、電源線纜的敷設，安全監控系統的斷電區域等做出明確規定，繪制安全監控布置圖和斷電控制圖、人員位置監測系統圖、井下通信系統圖，并及時更新。

每3個月對安全監控、人員位置監測等數據進行備份，備份的數據介質保存時間應不少于2年。圖紙、技術資料的保存時間應不少于2年。錄音應保存3個月以上。

第四百八十九條?（全條新增）

礦用有線調度通信電纜必須專用。嚴禁監控系統與圖像監視系統共用同一芯光纖。礦井安全監控系統主干線纜應分設兩條，從不同的井筒或一個井筒保持一定間距的不同位置進入井下。

第四百九十條??(全條新增）

?安全監控設備必須具有故障閉鎖功能。當與閉鎖控制有關的設備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監控設備所監控區域的全部非本質安全型電氣設備的電源并閉鎖；當與閉鎖控制有關的設備工作正常并穩定運行后，自動解鎖。

安全監控系統必須具備甲烷電閉鎖和風電閉鎖功能。當主機或系統線纜發生故障時，必須保證實現甲烷電閉鎖和風電閉鎖的全部功能。系統必須具有斷電、饋電狀態監測和報警功能。

第四百九十五條?（新增）安全監控系統必須具備實時上傳監控數據的功能。

第五百條?（新增）突出礦井必須在以下地點設置全量程或高低濃度甲烷傳感器：

采煤工作面進、回風巷；煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風流中；采區回風巷；總回風巷。

第四百九十八、四百九十九、五百條

對甲烷設置地點以及報警、斷電、復電濃度和斷電范圍進行了更加明確的規定。

第五百零二條??

突出煤層采煤工作面進風巷、掘進工作面進風的分風口必須設置風向傳感器.當發生風流逆轉時，發出聲光報警信號。

突出煤層采煤工作面回風巷和掘進巷道回風流中必須設置風速傳感器。當風速低于或者超過本規程的規定值時，應當發出聲光報警信號。

1.3?安監局5號文要求

國家安全生產監督管理總局，2016年12月29日發布：《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》的通知 ?煤安監函 ?[2016] 5號，對安全監控系統提出了更嚴格的要求：

?1、?傳輸數字化；

在分站至中心站數字化傳輸的基礎上，將傳感器（模擬量）至分站升級為數字傳輸，實現安全監控系統的數字化，促進智能傳感器發展。

2、?增強抗電磁干擾能力；

安全監控系統及組成設備采用抗干擾（EMC）技術設計，通過以下試驗：地面設備3級靜電抗擾度試驗，評價等級為A；2級電磁輻射抗擾度試驗，評價等級為A；2級脈沖群抗擾度試驗，評價等級為A；交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌（沖擊）抗擾度試驗，評價等級為B。

試驗條件：形成完整的系統架構，組成設備的類型齊全；至少一臺分站達到滿載要求；交換機及接口的每個電口至少帶載一臺設備。

試驗加載方法：系統中不同類型組成設備均分別進行試驗；試驗在系統正常工作狀態下進行，即系統傳感、傳輸、顯示、控制、執行的功能正常。

3、?推廣應用**傳感技術及裝備；

推廣使用架構簡單系統以及激光、紅外等低功耗傳感器、自診斷型傳感器，鼓勵使用多參數傳感器。

突出礦井的采煤工作面進、回風巷，煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風流中，采區回風巷，總回風巷瓦斯傳感器推薦使用激光、紅外等全量程傳感器。突出、高瓦斯礦井的回風隅角建議采用無線傳感器。建議加裝粉塵監測設備。

4、?提升傳感器的防護等級；

為了滿足井下惡劣的工作環境，將現有采掘面傳感器防護等級由IP54提升到IP65。

5、?完善報警、斷電等控制功能；

系統實現分級報警，根據瓦斯濃度大小、瓦斯超限持續時間、瓦斯超限范圍等，設置不同的報警級別，實施分級響應。各級別報警濃度值的設置可由煤礦企業根據相關法規標準和實際情況決定。

推行邏輯報警，根據巷道布置及瓦斯涌出等的內在邏輯關系，實施邏輯報警，促進各類傳感器的正確安裝、設置、維護，監控系統的正常使用，防止違法行為。具體邏輯關系可由煤礦企業根據實際情況進行設置。

完善就地斷電功能，提高斷電的可靠性，并加強饋電狀態監測。

推行區域斷電，可由煤礦企業根據井下供電系統的實際情況進行設置。

6、?支持多網、多系統融合；

實現井下有線和無線傳輸網絡的有機融合、監測監控與GIS技術的有機融合。

多系統的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。鼓勵新安裝的安全監控系統采用井下融合方式。在地面統一平臺上必須融合的系統：環境監測、人員定位、應急廣播，如有供電監控系統，也應融入。其它可考慮融合的系統：視頻監測、無線通信、設備監測、車輛監測等。

7、?格式規范化；

系統主干網應采用工業以太網。

分站至主干網之間宜采用工業以太網，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus。“十三五”末應采用工業以太網。

模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業以太網、RS485、CAN；無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。

系統改造后支持聯網并按要求數據格式上傳。

8、?增加自診斷、自評估功能；

實現系統定期的自診斷、自評估，能夠預先發現系統在安裝使用中存在的問題。自診斷的內容至少應包括：

·?傳感器、控制器的設置及定義；

·?模擬量傳感器維護、定期未標校提醒；

·?模擬量傳感器、控制器、電源箱等設備及通信網絡的工作狀態；

·?中心站軟件自診斷，包括雙機熱備、數據庫存儲、軟件模塊通信。

9、?加強數據應用分析；

安全監控系統應具有大數據的分析與應用功能，至少應包括以下內容：

·?偽數據標注及異常數據分析；

·?瓦斯涌出、火災等的預測預警；

·?大數據分析，如多系統融合條件下的綜合數據分析等；

·?可與煤礦安全監控系統檢查分析工具對接數據。

10、?應急聯動；

在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統的應急聯動。

11、?提升系統性能指標；

·?系統巡檢周期不超過20s；

·?異地斷電時間不超過40s；

·?備用電源能維持斷電后正常供電時間由2h提升到4h，更換電池要求由僅能維持1h時必須更換，提高到僅能維持2h時必須更換；

·?具有雙機熱備自動切換功能；

·?模擬量傳輸處理誤差不超過0.5%；

·?分站的最大遠程本安供電距離（在設計工況條件下）實行分級管理，分別為2km、3km、6km。

12、?增加加密存儲要求；

為有利于安全監管監察和企業安全管理，對采掘工作面等重點區域的瓦斯超限、報警、斷電信息應進行加密存儲，采用如MD5、RSA加密算法對數據進行加密，確保數據無法被破解篡改。

13、?方便用戶使用、維護、培訓。

軟件界面友好，方便調用，強化幫助功能。