某煤矿安全避险六大系统设计方案[1]

陕西某能源有限公司某煤矿建设工程井下安全避险“六大系统”设计方案2011年4月目录1任务来源----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12井下安全避险“六大系统”建设的必要性和紧迫性--------------------------------------------------------13本次井下安全避险“六大系统”设计范围-----------------------------------------------------------------------34某煤矿井下安全避险“六大系统”设计-------------------------------------------------------------------34.1基本情况------------------------------------------------------------------------------------------------------------34.2井下安全避险“六大系统”设计---------------------------------------------------------------------------811任务来源按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）以及《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号）的要求，北京华宇工程有限公司受陕西某能源有限公司某煤矿委托，根据煤矿井下安全避险“六大系统”的相关技术规范，编制本矿井“六大系统”设计方案。2井下安全避险“六大系统”建设的必要性和紧迫性2010年7月19日，国务院为进一步加强国家安全生产工作，全面提高企业安全生产水平，下发了《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）。提出了煤矿和非煤矿山企业3年内建设完成“六大系统”的要求。2010年8月24日，国家安全监管总局国家煤矿安监局按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》中关于“煤矿和非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成”的要求，为建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”，全面提升煤矿安全保障能力，下发了《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号）。2011年1月25日，为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神，规范煤矿井下紧急避险系统建设管理工作，充分发挥井下紧急避险系统在安全避险中的重要作用，国家安全监管总局、国家煤矿安监局制定了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，并下发了《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》（安监总煤装〔2011〕15号）。22011年3月21日，为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神，规范和推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作，国家安全监管总局、国家煤矿安监局研究制定了《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》，并下发了《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》的通知》（安监总煤装〔2011〕33号）。通知再次强调了2012年6月底前，所有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，中央企业所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯矿井、开采容易自燃煤层的矿井，都要完成“六大系统”建设完善工作；2013年6月底前，所有煤矿全部完成“六大系统”的建设完善工作。2011年4月8日，为加快推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设，切实落实《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》对“六大系统”建设完善的时限要求，国家安全监管总局办公厅国家煤矿安监局办公室下发了《关于开展煤矿井下安全避险“六大系统”检查的通知》，在全国范围内组织开展煤矿井下安全避险“六大系统”检查。检查主要内容是：①煤矿企业“六大系统”建设完善规划制定情况，煤矿“六大系统”设计方案编制情况。②所有煤矿监测监控系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统建设完善工作完成情况。③中央企业和原国有重点煤矿企业井下人员定位系统建设完善工作完成情况；其他煤矿井下人员定位系统建设完善工作进展情况。④紧急避险系统建设完善工作进展情况。检查分为2个阶段进行。第一阶段（4月中旬至4月底），为煤矿企业自查阶段；第二阶段（5月份），为有关部门联合检查阶段。33本次井下安全避险“六大系统”设计范围本矿井井下安全避险“六大系统”设计范围包括矿井达产时的三盘区（5-2上煤）、七盘区（4-3煤）、八盘区（5-2煤）。4某煤矿井下安全避险“六大系统”设计4.1基本情况4.1.1本矿井瓦斯、煤尘爆炸性及自燃条件某煤矿瓦斯等级为低瓦斯。各煤层煤尘均有爆炸性危险。2-2煤层属易自燃煤层；3-1煤层属不易自燃～易自燃煤层；3-2煤层属很易自燃煤；3-3煤层属不易自燃煤层；4-3煤层属不易自燃～很易自燃煤层；4-4煤层属不易自燃煤层；5-2上煤层属容易自燃煤层、5-2煤层属容易自燃煤层。4.1.2矿井初步设计中“六大系统”设计情况4.1.2.1井下监测监控系统本矿井设计建设一套多层次、多功能的综合监控系统网络，使不同功能的应用系统进行信息联通与共享，并协调有序地运行，以充分利用各监控子系统的信息资源和设备资源，为矿井管理与决策提供准确的基础数据。其中与井下安全监测监控系统有关子系统包括：（1）综合监控系统网络本矿综合监控系统主干网络采用1000Mb/s工业以太环网结构，由2个环形网组成，采用2芯光纤传输，井下一个环网，地面一个环网，两个环网通过核心交换机相连构成矿井监控系统网络，该网络运行在一个相对独立的网段中，与矿管理局域网相联，并通4过网络安全设备互相隔离，统筹制定合理有效的网络安全策略。井下环网交换机设于三盘区变电所、5-2上煤机头变电所、八盘区变电所、5-2大巷胶带机头变电所、八盘区变电所。（2）调度中心综合自动化系统通过综合监控系统网络，建立矿井监控及自动化系统管理平台。矿井调度中心设于办公楼，主要设备配置及功能如下：配置2台生产信息管理平台服务器、1台WEB服务器及相应软件，负责全矿井实时监控信息的管理及历史数据的查询；配置2台数据采集服务器、1台实时数据库服务器、1台关系数据库服务器、1套数据存储系统等设备，并配置数据库软件,以随时记录系统内各参数、状态的变化；配置网管服务器、网络管理终端设备及网络管理软件，以实现综合监控系统网络拓扑结构设置、故障诊断和性能管理等功能；配置8台调度工作站及相应软件，对各子系统进行显示、报警、控制等。根据矿井生产管理的需要，可在矿井调度中心对矿井各子系统的数据进行实时采集，并进行存储、分析、处理，完成遥测、遥信、遥控、超限报警、打印等功能，实现全矿井的综合自动化、管控一体化。各子系统主机或硬件设备以10M/100M/1000Mb/s标准以太网接口就近与环网交换机相联，符合TCP/IP网络模型及传输协议，并采用OPC、NetDDE或ODBC等标准、开放的软件接口协议。各子系统的可编程控制器（PLC）设备应尽量统一选型，便于联网、维护与管理。（3）环境安全监控系统环境安全监控系统主机设于地面调度中心，选用工业控制计算机，双机热备份，并配置存储、显示、打印等设备及监控软件。主机通过传输接口采用总线方式与各分站通信。本矿为低瓦斯矿井，并有易自燃煤层，煤尘有爆炸危险。在井下采煤工作面、掘进工作面、主要巷道、机电硐室及地面生产系统煤仓等处设置各种传感器，监测甲烷、一氧化碳、温度、烟雾、风速、负压等各类环境参数，监测水仓水位、风门开关、风筒开5关、局扇开停等状态参数。由各传感器采集的监测信息，通过分站传送到地面调度中心。当出现超限情况时，地面调度中心及现场均应有声、光报警。通过远程断电器实现甲烷风电闭锁、甲烷断电、故障闭锁及其它必要的控制，并配置馈电传感器，对断电情况进行监测。（4）火灾束管监测系统配置1套束管色谱微机监测系统，由地面抽气泵、气体采样控制柜、束管专用色谱仪、分析仪器柜、双通道24位A/D转换器、32路系统输出控制器、工业控制型微机等设备和井下束管、分路箱等组成，并配置系统分析控制软件，通过束管取样，分析采空区、密闭区及巷道中的气体成分和浓度，实现对矿井自然发火情况的早期预测预报，为火区启封及确定综采工作面采空区的注氮数量和质量提供依据。束管监测系统监测室设于联合建筑内。系统通过RJ45接口就近接入矿井工业以太环网，将信息上传至矿井调度中心。4.1.2.2井下人员定位系统（1）井下作业人员管理根据矿井安全生产管理的需要，设置1套井下作业人员管理系统。井下作业人员管理系统由识别卡、传输分站、无线读卡器、监控主备机及系统软件组成。当持卡人或装有识别卡的移动物体进入分站辐射区范围时，识别卡被激活，识别卡将卡号传回分站，并记录在分站存储器内。若干个定位分站将各处采集来的人员流动信息通过综合自动化网络传入数据提取服务器。系统软件经过处理，将进出矿井的人名、时间等信息显示到计算机显示屏，同时将系统定位数据显示到计算机屏幕、大屏显示系统，并可根据需要统计打印报表。上级单位可通过企业信息网远程查询相关信息。井下作业人员管理系统，可对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个人员在井下的位置及活动轨迹。如果发生灾变，双向呼叫识别卡可进行紧急寻呼，从监控终端上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息，为事故抢险提供科学依据。同时，也可利用系统的日常考勤管理功能，对矿井人员进行考勤管理。6（2）大屏幕显示系统在调度中心配置1套大屏幕显示系统，由1组67″2×4DLP矿井监控信息显示系统，2组3×3台42″LCD液晶监视器电视墙和1套LED（发光二极管）显示系统组成，使调度人员对全矿井监控及自动化系统运行情况进行实时、灵活、清晰的多画面、多信息集中监视。DLP大屏幕投影拼接系统，集信息搜集、传递、处理、切换、控制、显示、决策于一体，采用国际先进的DLP高清晰度数码显示技术、投影墙无缝拼接技术、多屏图像处理技术和控制技术，构成具有高亮度、高清晰度、高智能化控制、功能先进、操作方法先进的大屏幕显示系统。通过这套大屏幕投影拼接系统，可以实时观看与监控系统有关的各种信息，包括GIS电子地图、实时工业视频监控信号、各种管理信息系统数据、各种历史数据图像以及计算机、电视、实物投影仪、DVD等信号源的信息和计算机网络信息等多种信息，可随时对各种现场信号和各类计算机图文信号进行多画面显示和分析，及时做出判断和处理，发布调度指令，实现实时监控和集中调度的目的。DLP大屏幕投影拼接系统设备包括DLP背投机投影拼接墙、多拼图形控制系统、大屏幕应用系统管理软件和信号控制与切换系统设备等。LED（发光二极管）显示系统由LED显示屏、控制主机、控制卡及软件等组成，便于矿井名称、时钟、气象及矿井重要信息的显示。（3）工业电视系统为能实时、直观地了解矿井各主要环节的生产、运行情况，便于调度，设置一套矿井工业电视系统，工业电视墙设在矿井调度中心，由2组3×3台42″等离子显示器组成，可通过电视墙对井下重要的生产和运输系统进行实时监视、及时调度。系统配置多路输入视频服务器、视频矩阵切换器和分配器，可将现场传来的每路视频信号各分为两路，一路送电视墙显示，另一路送视频服务器进行MPEG4数字压缩编码录像。可设置多个不同地点进行实时、定时控制和录像，并可同时回放8路录像文件。通过监控系统以太网可实现远程实时监视和控制，满足单路、多