煤矿安全监控系统升级改造关键技术专项方案.doc

《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》
为确保煤矿安全监控系统升级改造工作有序、有效进行，确保达成预期效果，依据安全监控系统现实状况、监测监控技术发展和煤矿安全生产客观需求，制订本方案。
一、安全监控系统升级改造基础目标
1．促进安全监测监控新技术新装备推广应用，提升安全监控系统技术性能和安全可靠性，适应煤矿安全生产需要。
2．促进安全监测监控多元融合和信息共享，提升煤矿安全估计预警水平，实现安全监测监控信息深度分析和综合利用。
3．支持安全监管监察，促进煤矿企业合理有效使用安全监控系统，充足发挥安全监控系统在煤矿安全生产中关键作用，提升安全监控系统应用水平。
二、安全监控系统升级改造基础标准
1 ．统筹计划、试点先行、有序推进。 制订国家层面安全监控系统升级改造总体方案、技术方案，明确总体技术要求，立即完成标准换版；在分类试点基础上稳步推进，针对不一样矿井类型分步实施。
2 ．政府引导、企业主体、协同配合。 在国家煤矿安监局领导协调下，发挥各级安全监管监察机构作用；突出煤矿企业在安全监控系统升级改造中主体地位和作用；引导安全监控系统生产企业主动进行产品升级，督促检测检验机构和安标中心主动配合开展相关工作。
3 ．立足现实状况、着眼需求、确保有效。 在充足利用煤矿现有安全监测监控技术装备基础上，依据煤矿安全生产实际需求，进行安全监控系统升级改造；确保经过升级改造，提升安全监控系统技术水平和应用水平，适应煤矿安全生产发展需要。
4 ．新安装系统和煤矿在用系统分类处理。 新安装系统满足全部新要求，煤矿在用系统应满足基础要求，其它要求可分步实施。
三、安全监控系统升级改造关键内容
1 ．全数字化
在分站至中心站数字化传输技术上，将各类传感器、实施器至分站升级为数字传输，实现安全监控系统全数字化。
2 ．增强抗电磁干扰能力
安全监控系统及组成设备采取抗干扰（EMC）技术设计，经过以下试验：地面设备3级静电抗扰度试验，评价等级为A；2级电磁辐射抗扰度试验，评价等级为A；3级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A；交流电源端口3级、直流电源和信号端口1级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级为B。
试验条件：形成完整系统架构，组成设备类型齐全；最少一台分站达成满载要求；交换机及接口每个电口最少带载一台设备。
试验加载方法：系统中不一样类型组成设备均分别进行试验；试验在系统正常工作状态下进行，即系统传感、传输、显示、控制、实施功效正常。
3 ．推广应用优异传感技术及装备
突出、高瓦斯矿井采掘工作面及总回风，瓦斯传感器必需使用激光传感器等全量程传感器；突出、高瓦斯矿井回风隅角，提议采取无线传感器；高硫煤层采掘工作面瓦斯传感器，提议采取光学原理传感器；提议加装粉尘监测设备。
推广使用低功耗传感器、自诊疗型传感器，激励使用多参数传感器。
4 ．提升传感器防护等级
将传感器防护等级由IP54提升到IP65。
5 ．完善报警、断电等控制功效
实现分级报警，依据瓦斯浓度大小、瓦斯超限连续时间、瓦斯超限范围等，设置不一样报警等级（响度或频度），实施分级响应。各等级报警点设置可由煤矿企业依据实际情况决定。
推行逻辑报警，依据巷道部署及瓦斯涌出等内在逻辑关系，实施逻辑报警，促进各类传感器正确安装、设置、维护，监控系统正常使用，预防违法行为。具体逻辑关系可由煤矿企业依据实际情况进行设置。
完善就地断电功效，提升断电可靠性，并加强馈电状态监测。
推行区域断电，可由依据煤矿企业依据井下供电系统实际情况进行设置。
6 ．支持多网、多系统融合
实现井下有线和无线传输网络有机融合、监测监控和GIS技术有机融合。
多系统融合能够采取地面方法，也能够井下方法。激励新安装安全监控系统采取井下融合方法。进行井下系统融合时，提议视频监测标准上不接入。
在地面统一平台上必需融合系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统，也应融入。其它可考虑融合系统：视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等。
7 ．格式规范化
规范传感器、实施器至分站，分站至中心站信息传输格式，逐步实现安全监控系统信息传输格式统一。
传感器、实施器至分站有线传输采取现场总线方法，包含RS485、CAN；无线传输采取无线传感网络，包含WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID、蓝牙4.0。
分站至中心站传输采取工业以太网、RS485、CAN。
8 ．增加自诊疗、自评定功效
实现系统定时自诊疗、自评定，能够预先发觉系统在安装使用中存在问题。自诊疗内容最少应包含：
（1）传感器、控制器设置及定义；
（2）传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络工作状态；
（3）传感器维护、定时未标校提醒；
（4）中心站软件自诊疗，包含双机热备、数据库存放、软件模块通信。
9 ．加强数据应用分析
安全监控系统应含有大数据分析和应用功效，最少应包含以下内容：
（1）伪数据滤除及异常数据分析；
（2）瓦斯、煤和瓦斯突出等估计预警；
（3）大数据分析，如多系统融合条件下综合数据分析等。
10 ．应急联动
在瓦斯超限、断电等需立即撤人紧急情况下时，可自动和应急广播、通信、人员定位等系统应急联动。
11 ．提升系统性能指标
（1）系统巡检周期不超出25s，并含有对瓦斯涌出异常区域监控设备加速巡检功效，在瓦斯超限时瓦斯超限区域监控设备巡检时间不超出10s；
（2）异地断电时间不超出40s；
（3）备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到3h，更换电池要求由仅能维持1h时必需更换，提升到仅能维护1.5h时必需更换；
（4）突出、高瓦斯矿井采掘工作面甲烷传感免调校周期不低于6个月。
（5）含有双机热备自动切换，切换时间不得超出5s。
（6）模拟量传输处理误差不超出0.5%。
（7）分站最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）实施分级管理，分别为2km、3km、6km。
12 ．增加加密存放要求
为有利于安全监管监察和企业安全管理，对采掘工作面等关键区域瓦斯超限、报警、断电信息应进行加密存放，采取如著名加密算法MD5、RSA对数据进行加密。由国家局指定加密密钥，确保数据无法被破解篡改。
13 ．方便用户使用、维护、培训
软件界面友好，方便调用，强化帮助功效。
以上升级改造内容，对于新安装安全监控系统必需全部满足，对于在用中安全监控系统，可采取逐步推进、逐步完善方法，但经改造后安全监控系统必需满足升级改造基础要求。新安装及在用安全监控系统应满足基础要求见表1。

表1 新安装、升级改造后在用系统应满足基础要求
四、技术实施方案
1.新标准公布后，系统生产单位根据新要求进行产品设计和生产制造，并取得安全标志。煤矿新安装安全监控系统，必需满足新要求。
2.在用安全监控系统，依据相关标准要求，煤矿企业应在相关煤矿安全监控系统生产厂家帮助下，制订升级改造方案，并实施改造，升级改造方案报煤矿企业报属地省级煤矿安全监察机构。对于经评定后没有改造价值，应安装新安全监控系统。
3．在用安全监控系统升级改造，可选择采取以下方法：
（1）全部更换。
（2）按安标认可配置进行部分更换。更换过程中包含本安关联，应根据实际连接情况进行本安关联评定，出具本安关联评定汇报；使用性能由生产单位确保。对已经进行本安关联评定同类情况，在其它矿井升级改造时不再进行。
（3）在用传感器、分站升级过程中，假如仅包含软件更新，不包含防爆性能，由生产单位自行试验并确保。假如包含防爆性能，改造后设备需进行本身防爆检验和和所连接设备本安关联检验，出具关联检验汇报；使用性能由生产单位确保。以后同类情况不再进行关联检验。
（4）升级改造过程中，经过增加数字转换器以满足全数字化要求情况，而且应进行和所连接设备关联检验；使用性能由生产单位确保。
4．在试点改造基础上全方面推进升级改造工作。每家生产单位安全监控系统升级改造试点结束后，应组织教授评定，以总结经验，发觉共性、关键性问题，确保达成升级改造效果