安全监控系统升级改造基本要求

安全监控系统升级改造基本要求安标国家中心杨大明2018.07.28•包头汇报内容1监控系统升级改造背景3监控系统升级改造的基本要求4升级改造效果初步分析及建议2监控系统升级改造的主要内容1.1监控系统的重要作用作为煤矿安全生产的忠诚卫士，受到各方高度重视第Ⅰ代引进吸收自主研发第Ⅱ代AQ6201AQ1029第Ⅲ代改造、提升、换代1980’20062018监测（就地、遥测）监控预测、预警、综合20011980’200620182013试用推广高、突矿井必须装备瓦斯矿井必须装备突出矿井提高要求升级改造提高要求稳定性、可靠性不高，抗干扰能力差运行不稳定，误报警、误动作，冒大数、常常“狼来了”防护等级不高IP54，易受到水、尘的影响，抗人为干扰能力差传感器远距离供电不足：2km（6~7km）对使用维护的要求高必须加强检查和维护、管理，传感器必须定期调校信息融合不够，利用不充分专网运行，信息孤岛，预测预警弱、与其他系统联动不足灾害事故反映出煤矿在安全监控系统使用、维护管理中存在诸多问题1.2现有监控系统存在的主要问题通过技术升级，解决安全监控系统现存的突出问题，提高技术性能和安全可靠性促进新技术新装备的推广应用，适应科技进步和煤矿安全生产的客观需要促进多元融合和信息共享，消除信息“孤岛”，更充分发挥监控海量数据在安全预测预警和安全管理中的重要作用降低对使用者的要求，提高应用水平，充分发挥监控系统在煤矿安全生产中不可替代的重要作用1.3升级改造的主要目的信息化技术、物联网技术快速发展井下高速公路、万兆光网，数字化技术先进传感技术激光，低功耗、多参数、自诊断、智能化传感器电磁兼容技术抗变频器、无功补偿器等大型电气设备的电磁干扰多网融合、应急联动技术《规程》不再要求井下监控系统必须专网运行信息数据挖掘、深度开发利用技术海量数据分析，预测、预警1.4解决现存问题的科技条件技术复杂，单项技术的应用难以充分发挥作用传感，传输、控制、处理技术，分析与预测预警技术组成复杂，单一先进设备难以对整个系统产生大的提升组成设备众多，彼此配合、环环相扣，相互影响本安系统，依靠组成设备关联间整体防爆本质安全系统，组成设备的变更、升级必须进行本安关联评估、检验，否则难以保证满足防爆要求抗电磁干扰，需组成设备间的配合电抗器、滤波器，对系统整体进行电磁兼容试验1.5整体改造提升的必要性2015年全国安全生产工作会议2015、2016、2017、2018年煤矿安全工作重点煤矿安全生产“十三五”规划：主要任务12推进煤矿安全监控系统升级改造重点工程（二）实施安全监控系统升级换代改造，推广应用先进监测技术装备《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》（煤安监函〔2016〕5号，2016.12.29）1.6国家强制性要求汇报内容1监控系统升级改造背景3监控系统升级改造的基本要求4升级改造效果初步分析及建议2监控系统升级改造的主要内容主要目的：提升技术水平和抗干扰能力，适应发展要求；减少井下布线（多传感器共用1根线缆）主要内容：传感器至分站传输的数字化注意问题：最好是全数字化（数字传感器）：模拟量、开关量模拟量传感器：数字传感器模拟量传感器+数字转换器开关量传感器：数字式传统模式2.1传输数字化2.2抗电磁干扰能力主要目的提高抗井下变频器、无功补偿器等产生的电磁干扰的能力，防止冒大数、误动作主要内容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注意问题包含地面工控机及与井下关联的设备，井下设备；试验类型与评价等级主要目的提升技术水平和稳定性，降低维护要求主要内容使用架构简单系统使用激光等新型，低功耗、自诊断、多参数传感器突出矿井采掘及其回风道使用激光等全量程传感器突、高瓦斯矿工作面回风隅角采用无线传感器加装粉尘监测设备说明取得MA的系统均须符合上述要求，创造选用条件优先采用具有在线标校、即插即用、地址重复提醒等功能的智能传感器、多参数传感器2.3推广应用先进传感技术与装备主要目的提升传感器的环境适应性，降低水分、粉尘及人员违章等对传感器运行稳定性的影响主要内容采掘面气体类传感器IP54IP65注意问题采掘工作面气体类传感器：O2、CH4、CO、CO2等粉尘传感器、风速风向传感器、温度传感器、节点性开关量传感器可暂不要求2.4传感器防护等级IP54（防尘、防溅水）→IP65（尘密，防喷水、浸水）外壳插接头主要目的提高报警断电可靠性及应对措施及时性分级报警、分级响应背景原则由煤矿企业根据实际情况决定分级报警依据瓦斯浓度大小（单个传感器）、瓦斯超限持续时间（单个传感器）、瓦斯超限范围（多个传感器）等分级报警级别≮4分级报警方式频度、响度2.5报警、断电等控制功能逻辑报警背景内涵根据巷道布置及瓦斯涌出等的内在逻辑关系，对违背逻辑关系的状态实施报警原则由煤矿企业根据实际情况进行设置就地断电完善就地断电功能，加强馈电状态监测区域断电煤矿企业根据井下供电系统的实际情况进行设置2.5报警、断电等控制功能主要目的多系统有机整合，联动联控，防止信息孤岛主要内容井下有线与无线、监测监控与GIS技术融合融合方式地面或井下，鼓励新安装的系统采用井下融合方式地面统一平台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地面统一平台可考虑融合的系统视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等2.6多网、多系统融合主要目的方便系统联网、数据上传与综合利用主要内容主干网应采用工业以太网；分站至主干网采用工业以太网，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有线传输采用工业以太网、RS485、CAN；无线传输采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID支持联网并按要求数据格式上传注意问题分站至主干网未采用工业以太网的MA有限期至“十三五”末；数据格式执行总局文件2.7格式规范化主要目的保证系统各组件正常工作，能主动、预先发现存在的问题主要内容定期自诊断、自评估自诊断的内容，至少应包括•传感器、控制器的设置及定义•传感器、控制器、电源箱等设备及网络工作状态•传感器维护、定期未标校提醒•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2.8自诊断、自评估功能主要目的充分发挥安全监控数据在安全生产中的重要作用，能够利用监测数据预测、预警及决策主要内容伪数据滤除及异常数据分析瓦斯、煤与瓦斯突出等的预测预警大数据分析，如多系统融合条件下综合数据的分析等可与煤矿安全监控系统检查分析工具对接数据2.9数据应用分析主要目的发挥安全监控系统在矿井突发紧急情况下应急处置中的作用，提高应急处置的及时性、准确性主要内容在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，监控系统自动与应急广播、通信、人员定位等系统应急联动，发出应急指令注意问题多系统联动，应急指令必须自动发出MA审核中对特定系统进行功能验证，改造过程中需根据矿井具体配置情况进行功能试验2.10应急联动主要目的：技术提升，适应煤矿安全生产新要求主要内容：系统巡检周期：≯20s（30s）异地断电时间：≯40s（60s）备用电源：≮4h（2h），更换电池2h（1h）双机热备自动切换时间：≯5s（5min）模拟量传输处理误差：≯0.5%（1.0%）分站最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）：≮2km、3、4、5、6km，分级管理（≮2km）2.11系统性能指标主要目的有利于安全监管监察和企业安全管理，防止违规单位或人员擅自更改数据，违规上传不实数据主要内容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RSA加密算法等对数据进行加密，确保数据无法被破解篡改加密公钥由相关机构管理并提供2.12加密存储主要目的为煤矿用户合理使用提供一切便利条件主要内容软件界面友好，方便调用强化帮助功能注意问题应借鉴目前IT领域的通常做法，最大限度降低对使用者的要求，方便煤矿使用具备模拟演示功能，方便教育培训2.13方便用户使用、维护、培训汇报内容1监控系统升级改造背景3监控系统升级改造的基本要求4升级改造效果初步分析及建议2监控系统升级改造的主要内容明确目标任务应在省级煤监局指导下开展升级改造工作制定升级改造实施方案煤矿企业组织制定，报省级煤监局实施改造改造部件的防爆检验，本安关联、电磁兼容评估及检验，系统性能测试，保存相关评估或测试报告试运行系统运行稳定，达到预期效果评估验收将出台测试评估及验收技术规范3.1工作程序要求系统调研工作方案项目启动对策研究技术方案标准换版检验方案安标管理方案生产单位试制检测认证试点及评估专家指导大型矿井、突出矿井完成改造检测评估组织验收2015.9201620172018底之前2020底之前其他矿井完成改造检测评估组织验收3.2工作内容及进度要求全部更换适用矿井新建、改扩建矿井；经评估，原有安全监控系统没有改造价值的矿井基本要求新安装的系统必须满足升级改造要求，取得MA，MA证书中有明确标注部分改造适用矿井经评估，在用系统具备改造价值基本要求按依据升级改造要求取得MA确定的配置进行改造3.3升级改造方法新安装或完成升级改造完成后，系统的实际配置应与取得MA时确定的配置一致现有设备改造不能完全一致时，应满足以下要求：改造中，某些组件满足新要求，但未出现在新取得MA的配置表中，应进行本安关联、电磁兼容评估，必要时应进行检验，其他性能由改造单位测试若改造中，某些组件不满足新要求但具备改造价值，对该组件实施改造后应进行防爆检验及本安关联、电磁兼容评估，必要时进行检验；改造单位进行的性能测试满足新要求3.4MA管理要求井下多系统融合时应进行本安关联、电磁兼容评估，必要时应进行检验，并保证各自的工作性能监控系统接入新的监控设备应注意本安关联及电磁兼容问题监控系统组件更换原厂同类型、同名称、同型号、同一MA编号产品更换其他产品？本安、电磁兼容、工作性能、责任3.4MA管理要求本安设备+电缆+本安设备≠本安系统本安系统+电缆+本安设备≠本安系统本安系统+本安系统≠本安系统设备维修与技术改造必须高度重视防爆问题切不可擅自改变产品结构本安产品理论上应由原厂维修和技术改造大修防爆电气产品符合GB3836.14，高压容器符合国家相关要求，应经出厂检验索取、保存技术文件标准、使用说明书、主要零元部件一览表等系统、各组件MA证书及其附件，评估联检证明核对与安标审核发放的一致性新规程448条3.4MA管理要求升级改造应同时满足新《规程》的相关规定488增加了：每3Mon对安全监控、人员位置监测等数据进行备份，备份的数据介质保存时间应当不少于2a；图纸、技术资料的保存时间应当不少于2a；录音应当保存3Mon以上489增加了：矿井安全监控系统主干线缆应当分设两条，从不同的井筒或者一个井筒保持一定间距的不同位置进入井下498增加了：当被串掘进工作面局部通风机前甲烷传感器甲烷浓度≥1.5CH4时，切断被串掘进工作面局部通风机电源3.5新《规程》规定升级改造应同时满足新《规程》的相关规定498、499在下列地点、设备上增加了甲烷传感器设置要求采煤工作面回风隅角，突出矿井采煤工作面进风巷，高瓦斯和突出矿井采煤工作面回风巷中部，突出矿井的煤巷和半煤岩巷及有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面的进风分风口处，高瓦斯矿井双巷掘进工作面混合回风流处，高瓦斯和突出矿井掘进巷道中部，采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷、井下煤仓、封闭的带式输送机地面走廊内、带式输送机滚筒上方、连续采煤机、锚杆钻车、梭车、矿用防爆型柴油机车和无轨胶轮车3.5新《规程》规定