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中煤科工集团重庆研究院有限公司2018年03月Contents目录标准要求1KJ90NA/NB系统改造方案3安全监控新技术2行业影响4【1】煤安监函〔2016〕5号1.传输数字化2.增强抗电磁干扰能力3.推广应用先进传感技术及装备4.提升传感器的防护等级5.完善报警、断电等控制功能6.支持多网、多系统融合国家煤矿安监局2016年12月29日，发布了《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的通知，即煤安监函〔2016〕5号：围绕提高安全监控系统系统稳定性、可靠性、安全性及先进性，提出13条升级改造具体要求，并要求大型矿井和煤与瓦斯突出矿井必须在2018年底前完成改造，其他煤矿要求2020年前完成。7.格式规范化8.增加自诊断、自评估功能9.加强数据应用分析10.应急联动11.提升系统性能指标12.增加加密存储要求13.方便用户使用、维护、培训一、标准要求系统拓扑图4.提升传感器的防护等级3.推广应用先进传感技术及装备2.增强抗电磁干扰能力1.传输数字化7.格式规范化6.支持多网、多系统融合5.完善报警、断电等控制功能13.方便用户使用、维护、培训12.增加加密存储要求11.提升系统性能指标10.应急联动9.加强数据应用分析8.增加自诊断、自评估功能一、标准要求传感层传输层应用层一、传输数字化在分站至中心站数字化传输的基础上，将传感器（模拟量）至分站升级为数字传输，实现安全监控系统的数字化，促进智能传感器发展。意义：消除模拟信号易受外界干扰产生“冒大数”等现象，促进传感器智能化水平。所有传感器均实现了数字化传输，并提升了智能化水平，高于国家要求。VS二、安全监控新技术【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求CRC校验仪表身份仪表软硬件版本仪表生产日期元件生产日期累计运行时间检测浓度调校状态元件诊断信息电路诊断信息供电诊断信息地址诊断信息注册信息浓度故障信息二、增强抗电磁干扰能力安全监控系统及组成设备采用抗干扰（EMC）技术设计，通过以下试验：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；2级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A；交流电源端口3级、直流电源与信号端口2级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级为B。意义：提高系统抗外界干扰能力，提升系统稳定性。所有设备4级静电抗扰度试验；3级电磁辐射抗扰度试验；4级脉冲群抗扰度试验；交流及直流端口4级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级均为A，高于国家要求。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求老型号传感器出现重启新型号传感器正常工作二、安全监控新技术三、推广应用先进技术及装备推广使用架构简单系统，以及激光、红外等低功耗传感器、自诊断型传感器，鼓励使用多参数传感器。突出矿井的采煤工作面进、回风巷，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中，采区回风巷，总回风巷瓦斯传感器推荐使用激光、红外等全量程传感器。突出、高瓦斯矿井的回风隅角建议采用无线传感器。建议加装粉尘监测设备。意义：通过新技术提升监控系统稳定性，减少维护量。一直致力于甲烷检测原理的研究，从载体催化、热导、红外、激光已经开展4代原理研究，引领行业进步。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术名称测量范围精度工作原理寿命抗干扰性载体催化0-4%较高载体催化技术一般易受（H2S、SO2）等气体影响热导0-100%低热导原理短易受温湿度影响红外线0-100%高非色散红外气体检测技术长受水汽、烷烃气体影响激光0-100%高半导体激光吸收光谱检测技术长不受任何背景气体因素影响三、推广应用先进技术及装备推广使用架构简单系统，以及激光、红外等低功耗传感器、自诊断型传感器，鼓励使用多参数传感器。突出矿井的采煤工作面进、回风巷，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中，采区回风巷，总回风巷瓦斯传感器推荐使用激光、红外等全量程传感器。突出、高瓦斯矿井的回风隅角建议采用无线传感器。建议加装粉尘监测设备。意义：通过新技术提升监控系统稳定性，减少维护量。用于抽放管道瓦斯流量监测经历了涡街、差压及微差压等检测技术，研制了涡街、V锥、威力巴流量计等，测量精度和稳定性不断提高。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术威力巴流量计V锥流量计涡街流量计类型测量精度测量稳定性测量下限涡街流量计低差＞5m/sV锥流量计高高＞2m/s威力巴流量计高高＞0.3m/s三、推广应用先进技术及装备推广使用架构简单系统，以及激光、红外等低功耗传感器、自诊断型传感器，鼓励使用多参数传感器。突出矿井的采煤工作面进、回风巷，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中，采区回风巷，总回风巷瓦斯传感器推荐使用激光、红外等全量程传感器。突出、高瓦斯矿井的回风隅角建议采用无线传感器。建议加装粉尘监测设备。意义：通过新技术提升监控系统稳定性，减少维护量。开发了具有自清零功能的风速风向传感器，具有待机时间15天的无线甲烷传感器，应用电荷检测原理的粉尘传感器。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术粉尘传感器无线甲烷双向风速四、提升传感器的防护等级将采掘面传感器的防护等级由IP54（防尘、防溅水）提升到IP65（尘密，防喷水）。意义：煤尘、水汽对传感器电路正常运行影响较大，而传感器悬挂地点很容易被煤尘或水汽影响，导致检测发生异常。IP65能够确保外界煤尘和水汽不影响传感器正常工作。重庆研究院所有模拟量及开关量传感器均升级为达到IP65防护等级。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术五、完善报警、断电等控制功能（1）实现分级报警；（2）推行逻辑报警；（3）完善就地断电功能；（4）推行区域断电。意义：分级报警，对不同级别的报警进行区分，方便管理人员决策。逻辑报警，支持简单的传感器组合逻辑，可对异常进行快速报警。完善就地断电，断电可靠监测。区域断电，对某个异常点可能影响其他区域的地方就行断电控制，防止灾害扩大。实现了五级报警功能，报警参数可根据现场需要进行设置。具有组合逻辑报警功能，逻辑可由用户设置。具有最大10KV的各种馈电设备，可满足不同需求。具有区域断电设置功能，可在紧急情况下实现快速断电要求。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术六、支持多网、多系统融合实现井下有线和无线传输网络的有机融合、监测监控与GIS技术的有机融合。多系统的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。在地面统一平台上必须融合的系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统，也应融入。意义：消除异构系统产生的信息孤岛现象，促进数据共享，实现互联互通。支持有线网与无线网融合，与二、三维GIS有机融合。多系统融合提供2种方式：（1）提供标准数据接入接口，支持融合不同厂家的各类监控系统；（2）通过区域控制器实现安全监控、人员定位、广播系统等系统数据的融合联动。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求区域控制器二、安全监控新技术融合接口七、格式规范化系统主干网应采用工业以太网。分站至主干网之间宜采用工业以太网，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus。“十三五”末应采用工业以太网。模拟量传感器至分站的有线传输采用工业以太网、RS485、CAN；无线传输采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。系统改造后支持联网并按要求数据格式上传。意义：引导使用先进的兼容性强的通信方式，促进设备互换。提供具有100M、1000M、10000M交换机。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求100M交换机1000M交换机10000M交换机提供具有以太网光口、电口、RS485及CAN总线等接口分站。具有RS485或CAN接口传感器，具有Zigbee接口无线传感器。电口光电口二、安全监控新技术八、增加自诊断、自评估功能实现系统定期的自诊断、自评估，能够预先发现系统在安装使用中存在的问题。（1）传感器、控制器设置及定义；（2）模拟量传感器维护、定期未标校提醒；（3）模拟量传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络的工作状态；（4）中心站软件自诊断，包括双机热备、数据库存储、软件模块通信。意义：促进系统智能水平提升。监控软件采用图形组态方式，可对传感器的位置进行设置及自动辨识；同时支持传感器调校状态自识别及提醒，设备状态提醒等功能；支持软件自身故障分析与处理，包括数据库、通讯和双机热备等故障诊断。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术九、加强数据应用分析监控系统应具有大数据的分析与应用功能，至少应包括以下内容：（1）伪数据标注及异常数据分析；（2）瓦斯涌出、火灾等预测预警；（3）大数据分析，如多系统融合条件下的综合数据分析等；（4）可与煤矿安全监控系统检查分析工具对接数据。意义：强化系统数据挖掘，分析利用技术的发展。监控系统软件采用斜率报警方法，对伪数据进行识别报警、异常数据进行分析；通过建立业务分析模型，对瓦斯涌出、火灾进行预测预警；利用大数据分析平台，进行综合业务分析与辅助决策；采用标准的接口方式，支持与与煤矿安全监控系统检查分析工具进行数据交换。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术十、应急联动在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。意义：提升灾害时各系统作用，及时准确通知灾害区域人员撤离，减小灾害造成的损失。监控软件支持对各系统数据进行分析联动，在出现灾情时可一键启动应急联动系统（广播、通信、定位、信息引导系统等），通知危险区域工作人员迅速撤离。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术十一、提升系统性能指标（1）系统巡检周期不超过20s；（2）异地断电时间不超过40s；（3）具有双机热备自动切换功能；（4）备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h，更换电池要求由仅能维持1h时必须更换，提高到仅能维持2h时必须更换；（5）模拟量传输处理误差不超过0.5%；（6）分站的最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）实行分级管理，分别为2km、3km、6km。意义：不断提升系统反应能力，确保安全生产。监控系统巡检周期最快2秒，异地断电小于5秒，具有双机热备功能，电源具有（90-900）VAC宽压输入，备用电源智能管理，备用时间不小于4小时，本安供电距离可达6km。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求（90~900）VAC二、安全监控新技术十二、增加加密存储要求为有利于安全监管监察和企业安全管理，对采掘工作面等重点区域的瓦斯超限、报警、断电信息应进行加密存储，采用如MD5、RSA加密算法对数据进行加密，确保数据无法被破解篡改。意义：确保安全监控数据可信、可靠。监控系统采用MD5与RSA非对称加密算法对关键信息进行数据加密存储，确保数据安全性，并支持破坏性恢复。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术十三、方便用户使用、维护、培训软件界面友好，方便调用，强化帮助功能。意义：避免用户由于使用不当引起系统故障。系统软件人机界面设计从用户的需求、使用习惯出发，通过突出信息重点，相似集合、信息提示分类等多种方式进行界面设计，满足不同用户的业务需求；同时系统提供详细的用户使用手册，包含所有功能的详细的操作步骤说明，日常维护中可能存在的各种问题的解决方案等，方便用户对问题快速定位和处理。VS【1】煤安监函〔2016〕5号重庆院水平文件要求二、安全监控新技术【2】升级后效果传感器类型与调校自动识别。传感器异常数据实时识别与曲线报表自动标注。根据瓦斯涌出规律与斜率变化趋势预警。根据瓦斯浓度、超限时长、影响范围进行动态组合分级报警断电。根据瓦斯浓度变化趋势，实现人员、广播、电力、通信等多系统联动控制。一张图综合集成展示安全监控、人员、广播、视频、电力、通信等系统参数。双机热