煤矿安全监控系统性能优化提高的途径实践

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摘 要：针对目前使用的煤矿安全监控系统存在的种种问题，探索设计建设了一种矿井安全监控系统以太环网平台。基于以太环网技术的矿井安全监控系统大大提高了系统的可靠性，基于历史数据和专家经验知识的系统便捷的实现了对瓦斯等事故的预警与预报，总之，该项新技术成功实践对实现矿井安全生产方面将发挥重要作用。

关键词：以太环网；矿井；远程监控；设计；建设

1、安全监控系统概况

安全监控系统改造前为重庆煤科分院研发的KJ90型监控系统。原系统存在问题：

（1）主传输线路因采用普通专用监测电缆传输，传输误码率高，造成部分数据丢失；

（2）防雷性能差；

（3）集成能力差，不方便接入其他子系统；

（4）可靠性能差，主线路断线，造成中心站接收不到监测数据。

2、安全监控系统优化目的

引入工业以太环网技术至矿井综合安全监控系统，可构筑全新的数据通信平台，系统在带宽、可靠性、传输距离、集成能力等方面与现有监控系统相比产生了质的飞跃。新型的矿井安全监控系可方便各种监控子系统接入，形成集环境安全、生产监控、信息管理、网络运用等多种子系统为一体的矿井工业以太环网综合监控系统。

3、安全监控系统优化设计

3.1安全监控系统优化设计原则及要求

按照《矿井井下环境监测及生产监控系统技术规格书》、《煤矿安全规程》等要求设计。

3. 2优化设计具体要求

（1）建立一个快捷的网络系统，要求此系统要充分安全、先进、可靠，能够满足生产和管理的要求。

（2）主传输线路采用光纤传输，反应快，误码率低，防雷性能好。

（3）方便接入其他子系统，系统集成能力强。

（4）系统采用先进的工业以太环网，当某一接点出现故障时，数据会自动旁路，而不影响环型网络的信息传输，系统的可靠性极大增强。

3.3 系统选型

结合我矿的需要，经过仔细的市场调研，考虑我国目前推广应用比较广，以其技术的先进性、实用、可靠性及受煤矿用户欢迎度诸因素，因而设计、建设KJ90NB型安全监控系统以太环网。

4、 系统组成及原理

安全监控系统以太环网主要由地面监控中心站、防爆工业以太网交换机、井下宽带传输分站、网络终端、网管设备、传输光缆、双绞线、传感器、断电控制器等设备与监控系统主控软件共同组成。

（1）地面监控中心站：新型宽带综合监控系统地面中心站是整个监控系统的枢纽，是系统对监控分站实时监控的中心。它能把各分站传送上来的各种数据进行分类、处理，然后显示到屏幕上供地面上的安全监控人员直观、详细、全面的了解、掌控井下的所有安全参数和监测信息。

（2）防爆工业以太网交换机：防爆工业以太网交换机是综合监控系统的关键设备，主要用于实现地面中心站与监控分站之间的双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离。

（3）宽带智能监控分站：主要负责对井下所有传感器监测数据的采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、工业以太网信号转换以及通过防爆光纤交换机与地面监控中心站进行数据通讯、为挂接的所有传感器集中供电等。

（4）传感器及控制器：井下各类模拟量传感器、开关量传感器和断电控制器等设备，均属宽带快速反应综合监控系统最前沿的终端设备。

（5）网络终端：网络终端主要由计算机、服务器、显示终端等设备组成。

（6）新型宽带快速反应综合监控软件：新型宽带快速反应综合监控软件包括主控软件、智能型监控软件、报表处理软件、终端软件等。

4.1 系统主要技术指标

（1）传输速率：10～100Mbs（平台介质：支持光纤多模、单模和双绞线）

（2）通讯协议：支持TCP/IP、UDP等多种标准协议

4.2 系统软件设计、选型

KJ90NB新型宽带综合监控系统软件：软件功能全面、强大。其主要包括系统主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件、多媒体图形图象监控软件等。运行环境为WIN2000/XP/2003，支持安全检测、生产监测、工业电视等多种子系统。网络功能强大，支持C/B/S模式；支持异地远程访问；全局联网支持WebGIS方式、具有GPRS

手机短信分级报警功能。其图形软件支持矢量图方式，操作方便，可靠性好，是目前国内矿井安全监控系统最先进的监控软件之一。

5、成果总结

针对目前使用的煤矿安全监测系统存在的种种问题，设计并建设了一种矿井安全监控系统以太环网平台，该平台集成了上层数据管理网络与下层现场监控网络，具有远程监控、监管、维护、故障诊断和事故预警与决策功能。

系统实现了煤矿的安全监测参数集中监测和安全信息的集中管理、统计、分析以及远程的移动监测、危险数据瓦斯报警信息以短信的方式传送到集团公司、各矿主管领导的手机上，及时有效地管理煤矿安全监测信息，从而有效防止安全事故的发生，极大提高了社会效益。

总之，该项新技术在实现矿井安全生产方面发挥了重要作用，项目具有较大的经济效益和社会效益，并具有广泛的推广应用价值。

（作者单位：山东华泰矿业有限公司， 山东 莱芜 271106）