沙曲礦面域系統(tǒng)方案

1、華晉焦煤公司沙曲煤礦通風瓦斯面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)技 術(shù) 方 案沈陽新元信息與測控技術(shù)有限公司遼寧工程技術(shù)大學數(shù)字礦山測控研究院2011年3月目 錄1、項目目標11.1 項目總體目標11.2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控領(lǐng)域存在的重大技術(shù)問題12、系統(tǒng)總體架構(gòu)52.1建立煤礦通風可靠測控與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)52.2建立煤礦數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站62.3網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)關(guān)系63、礦級平臺應用軟件系統(tǒng)組成及功能73.1總體架構(gòu)73.2煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集成方案83.3煤礦異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集成方案93.4煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡系統(tǒng)93.5煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心硬件系統(tǒng)93.6煤

2、礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站系統(tǒng)軟件平臺93.7煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站應用軟件平臺94、礦級系統(tǒng)新增KJGISN 煤礦通風可靠測控與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)224.1 概述224.2 KJGISN 工業(yè)以太網(wǎng)LonWorks現(xiàn)場總線煤礦安全生產(chǎn)綜合自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)簡介234.3 新增KJGIS N 煤礦通風可靠測控與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)配置335、無線寬帶手機異地實時監(jiān)測監(jiān)控監(jiān)管系統(tǒng)366、煤礦綜合集成自動化擴展應用376.1煤礦異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集成376.2部門級業(yè)務辦公應用軟件平臺377、工程安裝調(diào)試與驗收377.1 安裝前準備377.2 系統(tǒng)安裝387.3 系統(tǒng)測試387.4

3、系統(tǒng)試運行與初步驗收387.5 系統(tǒng)總驗收398、培訓398.1培訓目標398.2培訓內(nèi)容398.3培訓方式與計劃安排399、工期安排4010、質(zhì)量保證4011、技術(shù)支持與服務40華晉焦煤公司沙曲煤礦通風瓦斯面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)技 術(shù) 方 案1、項目目標1.1 項目總體目標采用先進的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，有效解決現(xiàn)階段煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的關(guān)鍵技術(shù)問題。為煤礦瓦斯防治“通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”十六字工作體系提供技術(shù)支持。為煤礦安全生產(chǎn)綜合自動化集成測控提供先進的系統(tǒng)平臺，無縫集成通風安全、生產(chǎn)、供電、人員、提升、運輸、視頻等異構(gòu)系統(tǒng)。采用綜合自動化測控與信息化

4、技術(shù)改造生產(chǎn)環(huán)節(jié)、實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、設計數(shù)字化、采掘生產(chǎn)數(shù)據(jù)化、物流數(shù)字化、管理數(shù)字化。實現(xiàn)從局部應用到全面應用的跨越、從獨立應用到集成協(xié)同應用的跨越，從單純技術(shù)應用到管理應用的跨越。打造異構(gòu)系統(tǒng)協(xié)同工作環(huán)境，全面提升企業(yè)核心競爭力。1.2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控領(lǐng)域存在的重大技術(shù)問題近年來，我國發(fā)生瓦斯事故的煤礦都裝有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，為什么還一再發(fā)生瓦斯事故？除了管理上的原因外，主要原因是在安全監(jiān)測監(jiān)控領(lǐng)域仍然存在重大技術(shù)問題。眾所周知，風、電、瓦斯是發(fā)生煤礦瓦斯事故三大要素，現(xiàn)階段的監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)僅解決了瓦斯超限監(jiān)測報警與部分斷電功能，對三大要素的監(jiān)測仍存在較大空區(qū)和不可靠性。（1） 缺少風量監(jiān)測、

5、風向監(jiān)測與停風、微風、高可靠性斷電狀態(tài)監(jiān)控功能煤礦瓦斯爆炸事故幾乎都與停風或微風作業(yè)有關(guān)，AQ6201標準中有微風報警斷電的強制性要求。現(xiàn)有煤礦監(jiān)測系統(tǒng)缺少風量監(jiān)測功能，所以就無法實現(xiàn)微風報警與斷電。缺少風流穩(wěn)定性或風壓監(jiān)測與控制功能。缺少停風狀態(tài)的高可靠性監(jiān)測功能，現(xiàn)有技術(shù)條件下的風機開停傳感器可靠性低，易受外界干擾失效，常用的主備對旋多風機配備多開停傳感器情況下難以可靠判斷停風狀態(tài)。（2）缺少區(qū)域性斷電與高可靠性斷電狀態(tài)監(jiān)測功能煤礦瓦斯爆炸引爆源80%以上是電氣火花，所以超限后斷電尤為重要。但目前大多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)仍為按分站串行巡檢方式，即使是以太網(wǎng)CAN總線的新系統(tǒng)仍是如此，分站間的控制必須

6、經(jīng)過地面中轉(zhuǎn)才能實現(xiàn)，時間長可靠性低，保證不了斷電實時性與高可靠性。隨著集中化生產(chǎn)趨勢的發(fā)展，一個工作面往往需要多臺分站聯(lián)合工作，分站間沒有控制功能，就相當于整個工作面安全沒有控制功能，安全狀態(tài)難以保證。此外常用的卡在電纜上的饋電傳感器不能檢測鎧裝電纜，易于受平行布局的電力線干擾和變頻設備干擾，即使發(fā)出了斷電指令是否斷電難以可靠檢測。可見落后的集散方式、不可靠的饋電監(jiān)測和目前單CPU的分站監(jiān)測技術(shù)，是導致難以實現(xiàn)高可靠性區(qū)域斷電監(jiān)測的根本原因。（3）缺少抽采達標監(jiān)測技術(shù)煤礦瓦斯抽放是減少瓦斯積聚的有效措施，但現(xiàn)有煤礦瓦斯抽放監(jiān)測僅是顯示基本抽放參數(shù)，實際意義不大。缺少按面域監(jiān)測匯總功能、缺少多

7、點同步計量技術(shù)、缺少較高精度的井下抽放流量監(jiān)測技術(shù)、缺少與安全監(jiān)測系統(tǒng)整合集成監(jiān)測功能、缺少抽采達標監(jiān)測功能，所以抽放效果難以動態(tài)評價。 （4）現(xiàn)行監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)標準是基于傳感器測點的標準，而非面域化標準A、全面性不足缺少面域?qū)ο笏邪踩蛩氐娜轿槐O(jiān)測功能，如缺少對采掘工作面風量、主扇風量、風向、工作面抽放量、工作面瓦斯涌出量、工作面生產(chǎn)強度、缺少采空區(qū)火災的監(jiān)測。 B、集成性不夠缺少與火災、抽放、供電、運輸、生產(chǎn)、機電、人員等多種監(jiān)測子系統(tǒng)的實時集成功能，監(jiān)測數(shù)據(jù)不能共享互補，隱患發(fā)生時難以作出科學判斷。如采空區(qū)束管監(jiān)測與安全監(jiān)測系統(tǒng)中的火災監(jiān)測各自獨立，難以進行實時分析決策。C、可靠性不高

8、目前的監(jiān)測技術(shù)對停微風狀態(tài)、斷電狀態(tài)、分站間實時斷電監(jiān)測不可靠；無法實現(xiàn)對傳感器位置、監(jiān)測數(shù)據(jù)誤報與人為造假的有效監(jiān)測。D、關(guān)聯(lián)性不全基于傳感器測點的標準沒有考慮到監(jiān)測參數(shù)間的相互關(guān)系。如沒有瓦斯傳感器位置之間的關(guān)系，造成瓦斯傳感器配置越多超限次數(shù)越多的怪現(xiàn)象；難以分析瓦斯傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)間的關(guān)系；缺少風量、生產(chǎn)強度、抽放與瓦斯涌出的關(guān)系；缺少沿瓦斯流動路線的區(qū)域斷電監(jiān)測與控制關(guān)系；缺少超限、斷電、撤人的關(guān)系；缺少瓦斯與突出關(guān)系；缺少實時調(diào)度處理、監(jiān)測系統(tǒng)的自診斷功能、作業(yè)地點災害是否正在發(fā)生的監(jiān)測能力。E、共享性不好目前基于傳感器測點的標準給監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享與應用帶來較多問題。如按分站號和傳感

9、器號進行唯一標識，不能按標準安裝位置進行標識，一旦更換或調(diào)換了分站或傳感器序號，無法找到原來的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所以有的煤礦當瓦斯超限后調(diào)換傳感器安裝端口以逃避檢查。目前的模式是面向?qū)Ｂ毐O(jiān)測人員使用的，而不是面向各級安全管理人員使用的?，F(xiàn)有礦井規(guī)模較大，管理人員無法記得本礦所有的分站和傳感器編號，他們關(guān)注的是某地點安全狀態(tài)。再如傳感器安裝地點描述的隨意化也給多級監(jiān)測監(jiān)管帶來困難。（5）缺少安全狀態(tài)實時預測預警與調(diào)度處理功能現(xiàn)行的監(jiān)測體系中超限表明已經(jīng)達到較高的危險程度，按臨界值報警或斷電，但這是不夠的。還應該具有實時預測與預警功能，以便提前采取措施。如能根據(jù)預測結(jié)果動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)強度，減低瓦斯涌出避免超

10、限，如此即可保證安全又可提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)用的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，雖然采集了大量的數(shù)據(jù)信息，但利用率極低，缺少利用監(jiān)測數(shù)據(jù)源實現(xiàn)動態(tài)安全評價功能。缺少安全隱患處理實時調(diào)度功能，目前層層匯報處理模式往往貽誤時機，多起事故教訓足以說明必須解決實時調(diào)度問題。綜合上述，僅就瓦斯災害三大要素的風、電、瓦斯監(jiān)測監(jiān)控而言，其中二大要素存在重大技術(shù)問題?，F(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)功能單一與技術(shù)標準的相對落后，難以滿足煤礦全方位防治安全事故的要求。先進合理的模式應是煤礦監(jiān)測系統(tǒng)采用多主并行網(wǎng)絡化互聯(lián)互控現(xiàn)場總線技術(shù)，采用以工作面等面域作為監(jiān)測對象的綜合集成全方位測控技術(shù)，實現(xiàn)對整個面域所有安全因素及影響關(guān)系的綜合集成測控。如此可

11、大幅度提升煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控能力，有效避免或減少安全事故。為了實現(xiàn)上述目標，有效解決煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域存在的重大技術(shù)問題，山西焦煤集團、西山煤電集團與沈陽新元信息與測控技術(shù)有限公司合作，研究開發(fā)出煤礦安全生產(chǎn)面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)，該技術(shù)成果于2010年11月通過國家鑒定，鑒定認為研究成果達到國際領(lǐng)先水平，是煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的重大跨越，對于有效解決煤礦安全問題具有重大意義。該項技術(shù)成果能夠從根本上改變我國煤礦安裝了監(jiān)測系統(tǒng)但仍然發(fā)生重大瓦斯事故的技術(shù)現(xiàn)狀，為通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位提供全面自動化測控技術(shù)支持，顯著促進企業(yè)與企業(yè)集團科技進步。2、系統(tǒng)

12、總體架構(gòu)2.1建立煤礦通風可靠測控與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)鑒于煤礦已經(jīng)安裝了煤礦井下抽放系統(tǒng)，則實施本項目僅需增加通風可靠測控與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)即可?，F(xiàn)有KJ95N 監(jiān)測系統(tǒng)不具備風量、風向、風壓監(jiān)測類型及其量程，不具備建立風壓間的鏈路關(guān)系，不具備安標關(guān)聯(lián)關(guān)系，所以需要在現(xiàn)有光纖環(huán)網(wǎng)基礎上增加KJGISN 通風可靠監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)子集，包括地面監(jiān)測主機、相應監(jiān)測分站與傳感器等測控單元。同時KJGISN 工業(yè)以太網(wǎng)LonWorks網(wǎng)絡化現(xiàn)場總線煤礦安全生產(chǎn)綜合自動化監(jiān)測監(jiān)控又可彌補現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)諸多不足，并可作為多級語音廣播報警系統(tǒng)與無線窄帶手機通訊系統(tǒng)及井下無線物聯(lián)網(wǎng)的基礎網(wǎng)絡平臺，具有十分廣泛的擴

13、展應用空間。2.2建立煤礦通風瓦斯面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站集成煤礦現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、新增加的通風可靠測控與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)，建立通風瓦斯面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站。還可根據(jù)需要集成煤礦人員監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦供電監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦運輸監(jiān)測系統(tǒng)等各類異構(gòu)系統(tǒng)，建立煤礦全面綜合自動化測控管平臺。此外，按礦方要求配備無線寬帶手機異地實時監(jiān)測監(jiān)控監(jiān)管系統(tǒng)一套。為適應煤礦個性化應用與管理需要，因為某些管理方面的信息資源無須上傳到集團公司存儲，所以煤礦需要建立具有特色的煤礦安全生產(chǎn)綜合自動化集成調(diào)度指揮系統(tǒng)。這有利于提升整個系統(tǒng)

14、可靠性，不受其它煤礦及網(wǎng)絡影響，網(wǎng)絡化分布式存儲與應用更高效可靠。解決了全集團信息集中存儲量過大的問題，特別是面域化海量實時數(shù)據(jù)存儲與提取效率問題。2.3網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)關(guān)系建立煤礦數(shù)據(jù)中心需要新增配置2臺服務器與應用軟件平臺。利用現(xiàn)有煤礦地面局域網(wǎng)與井下光纖環(huán)網(wǎng)。煤礦現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)除了向集團公司傳輸外，同步向本系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站傳輸。新增加的通風可靠監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)也要向集團公司和煤礦本系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站傳輸。其關(guān)系參見圖2-1 圖2-2。圖2-1 網(wǎng)絡組成關(guān)系結(jié)構(gòu)圖圖2-2 礦與集團公司兩級數(shù)據(jù)中心與軟件平臺關(guān)系圖圖2-2可見，煤礦各類型監(jiān)測數(shù)據(jù)首先在本地數(shù)據(jù)中心存儲除，供礦級平臺應用軟件使用。

15、重要的報警信息還實時向集團公司傳輸；集團公司級平臺應用軟件除了提取應用集團公司數(shù)據(jù)資源外，還可訪問煤礦數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)；煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控調(diào)度中心與部門級用戶可訪問本地數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站，也可根據(jù)權(quán)限訪問集團公司網(wǎng)站；集團公司安全生產(chǎn)監(jiān)測調(diào)度中心與部門級用戶也可直接訪問煤礦網(wǎng)站。3、礦級平臺應用軟件系統(tǒng)組成及功能3.1總體架構(gòu)在煤礦建立數(shù)字煤礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心，建立數(shù)字煤礦安全生產(chǎn)綜合集成自動化測控管系統(tǒng)平臺網(wǎng)站，作為煤礦安全生產(chǎn)綜合集成自動化監(jiān)測、監(jiān)控、監(jiān)管、調(diào)度指揮、部門級業(yè)務辦公等應用的信息化系統(tǒng)平臺。本項目煤礦安全生產(chǎn)面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)作為其核心組成部分，此外可增加

16、部門級專業(yè)化煤礦安全生產(chǎn)綜合信息化系統(tǒng)部分，共同構(gòu)成數(shù)字煤礦安全生產(chǎn)綜合集成自動化測控管系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)總體架構(gòu)分為三個層次，分別為應用層、網(wǎng)絡層與煤礦安全生產(chǎn)異構(gòu)系統(tǒng)實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)層。（1）應用層以煤礦安全生產(chǎn)面域化集成實時監(jiān)測監(jiān)控、安全實時預測預警、數(shù)字礦山地理信息、數(shù)字礦山部門業(yè)務辦公自動化為特點的應用軟件系統(tǒng)平臺。（2）網(wǎng)絡層以先進的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、LonWorks網(wǎng)絡化互聯(lián)互控現(xiàn)場總線、集成數(shù)據(jù)、語音、視頻、電話等各種媒體傳輸，集成地面與井下有線網(wǎng)與無線網(wǎng)，包括最具發(fā)展前途的井下WIFI（無線寬帶物連網(wǎng)），實現(xiàn)煤礦各種異構(gòu)系統(tǒng)的高速、高可靠、高效率傳輸通訊。（3）異構(gòu)系統(tǒng)實時監(jiān)測監(jiān)控系

17、統(tǒng)層包含煤礦安全生產(chǎn)實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦通風監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦火災監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦機電運輸監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦人員監(jiān)測系統(tǒng)等各種異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 礦井綜合自動化集成系統(tǒng)總體框架3.2煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集成方案 實現(xiàn)本項目需要在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)上增加風筒風量監(jiān)測傳感器、巷道風量監(jiān)測傳感器、主扇風量監(jiān)測傳感器、風向傳感器、絕對風壓傳感器、井上井下瓦斯抽放監(jiān)測流量計、抽放管道瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、抽放管道負壓傳感器、抽放管道溫度傳感器、采煤機電流傳感器、運輸機電流傳感器、皮帶電流傳感器等硬件測控單元。煤礦現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)所有軟硬件系統(tǒng)不變，增

18、加KJGISN 工業(yè)以太網(wǎng)LON現(xiàn)場總線煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)作為現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的子集，實現(xiàn)新增通風可靠監(jiān)測、抽采達標監(jiān)測等功能。該方式與現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)共享光纖環(huán)網(wǎng)、共用井下主干網(wǎng)絡交換機。對于沒有光纖環(huán)網(wǎng)的煤礦，可將井下光纖直接接入KJGISN網(wǎng)關(guān)即可。同時在地面新上一套監(jiān)測監(jiān)控中心站軟件。3.3煤礦異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集成方案可集成煤礦現(xiàn)有各種異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，可包括六大系統(tǒng)及其它生產(chǎn)系統(tǒng)，集成接口方式可由沈陽新元公司提供協(xié)議，相關(guān)廠家編寫上傳程序，或由沈陽新元公司直接讀取數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)?？杉梢韵庐悩?gòu)系統(tǒng)：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)；煤礦瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦束管火災監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦人員監(jiān)測系

19、統(tǒng)；煤礦產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦救生倉監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦壓風監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦通訊監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦供水與排水監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦運輸監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦供電監(jiān)測系統(tǒng)。3.4煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡系統(tǒng)新建或利用現(xiàn)有煤礦企業(yè)局域網(wǎng)，包括利用現(xiàn)有網(wǎng)絡布局、網(wǎng)絡交換機、網(wǎng)絡路由器等設備。建議連接服務器的交換機應具有千兆網(wǎng)口。3.5煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心硬件系統(tǒng)配置兩臺企業(yè)級服務器，如HP或IBM；新配或利用現(xiàn)有的UPS，應具有續(xù)航能力2小時以上；利用現(xiàn)有或新配網(wǎng)絡防火墻；利用現(xiàn)有調(diào)度顯示與監(jiān)測終端設備或新增加大屏幕顯示系統(tǒng)。3.6煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站系統(tǒng)軟件平臺采用Windows 2003

20、 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)；SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；配置或利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡殺毒系統(tǒng)；采用先進的CWebGIS 網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)平臺。3.7煤礦綜合集成自動化測控管數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站應用軟件平臺采用CWebGIS煤礦安全生產(chǎn)面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)應用軟件系統(tǒng)平臺。如果需要部門級業(yè)務辦公自動化部分，如地質(zhì)測量、生產(chǎn)管理、一通三防管理、機電管理、運輸管理等部分，則需要增加CWebGIS數(shù)字礦山綜合信息化系統(tǒng)平臺應用軟件系統(tǒng)，兩個平臺可實現(xiàn)無縫集成應用。CWebGIS煤礦安全生產(chǎn)面域化全方位實時監(jiān)測監(jiān)控與實時預警綜合防御系統(tǒng)組成包括包括以下子系統(tǒng)：（1）異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)綜合集成接口（2）煤礦安全全方

21、位綜合集成實時報警監(jiān)測（3）面域安全狀態(tài)智能化全面分析與全面監(jiān)測（4）面域化安全狀態(tài)集中實時列表監(jiān)測（5）面域化分組關(guān)聯(lián)區(qū)域斷電實時監(jiān)測（6）面域化數(shù)字礦圖跟蹤實時定位監(jiān)測系統(tǒng)（7）面域安全數(shù)字礦圖動畫跟蹤實時定位顯示監(jiān)測狀態(tài)（8）面域化基于位置的測控單元關(guān)聯(lián)監(jiān)測與分析系統(tǒng)（9）面域化通風可靠實時監(jiān)測系統(tǒng)（10）面域抽采達標態(tài)實時監(jiān)測（11）面域火災狀態(tài)實時集成監(jiān)測（12）面域生產(chǎn)狀態(tài)與生產(chǎn)強度及斷電狀態(tài)檢驗實時監(jiān)測系統(tǒng)（13）人員聯(lián)網(wǎng)集成監(jiān)測；（14）面域監(jiān)測系統(tǒng)設置狀態(tài)實時監(jiān)測（15）面域監(jiān)測系統(tǒng)故障實時監(jiān)測(16）面域監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性與誤報警實時評價(17）面域風量、涌出量、抽放量關(guān)系

22、對比實時監(jiān)測(18）停風微風瓦斯超限斷電撤人一體化聯(lián)動監(jiān)測系統(tǒng)(19）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)源的面域安全狀態(tài)實時評價(20）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)源的面域安全狀態(tài)實時預測預警(21）詳盡的面域?qū)ο蟀踩O(jiān)測報警信息綜合查詢(22）詳盡的面域安全監(jiān)測信息綜合查詢(23）基于面域?qū)ο蟮拿旱V安全簡報自動創(chuàng)建與自動查詢顯示系統(tǒng)(24）面域安全報警多級網(wǎng)絡自動送達與雙向語音調(diào)度系統(tǒng)(25）全面滿足AQ6201標準的基于測點的綜合實時監(jiān)測(26）煤礦瓦斯抽放管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(27）煤礦瓦斯抽放輔助設計與優(yōu)化設計數(shù)值模擬系統(tǒng)(28）煤層瓦斯區(qū)域性綜合預測系統(tǒng)(29）隱患斷電執(zhí)行狀態(tài)自學習監(jiān)測與查詢系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能概要如下：（1）

23、異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)綜合集成接口由于歷史與技術(shù)原因，一個煤礦往往裝有不同類型的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，但煤礦工作面等面域測控需要將所有這些測控系統(tǒng)集成，如多個廠家煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、抽放監(jiān)測系統(tǒng)、火災監(jiān)測系統(tǒng)、人員監(jiān)測系統(tǒng)等等，這是實現(xiàn)全方位實時測控的基礎。為此研究開發(fā)出異構(gòu)系統(tǒng)通用集成接口。本接口能夠兼容煤礦各種類型的異構(gòu)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，就如同一個系統(tǒng)一樣，為構(gòu)建綜合集成自動化全方位監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供了必備基礎。（2）煤礦安全全方位綜合集成實時報警監(jiān)測現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)包括集團公司聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，絕大部分僅僅解決了超限報警和分站內(nèi)局部斷電問題，甚至局扇停風、主扇停風狀態(tài)都難以判定。為了全面保障煤礦安全

24、，需要開發(fā)全方位集成報警監(jiān)測技術(shù)。本項目研究解決了這一關(guān)鍵技術(shù)問題，研究成果在原有瓦斯超限報警監(jiān)測系統(tǒng)基礎上，增加了十九項報警監(jiān)測類型。A、主扇停風狀態(tài)高可靠性監(jiān)測識別與報警斷電，研究成果提供配套監(jiān)測裝置與專用軟件系統(tǒng)，可有效解決主扇停風監(jiān)測監(jiān)管問題；B、局扇停風狀態(tài)高可靠性監(jiān)測識別與報警斷電，研究成果提供配套監(jiān)測裝置與專用軟件系統(tǒng)，可有效解決局扇停風監(jiān)測監(jiān)管問題；C、采掘工作面、采區(qū)、主扇等對象的風量實時監(jiān)測與微風報警斷電，研究成果提供配套監(jiān)測裝置與專用軟件系統(tǒng)，可有效解決風量不足或微風停風監(jiān)測監(jiān)管問題；D、風向狀態(tài)改變監(jiān)測識別與報警斷電，提供配套監(jiān)測裝置與專用軟件系統(tǒng)，可有效解決風門短路、

25、角聯(lián)巷道風向變化監(jiān)測、工作面均壓地區(qū)風向變化監(jiān)測需求，提供通風系統(tǒng)可靠性監(jiān)測技術(shù)手段；E、停風、微風、瓦斯超限等隱患發(fā)生時未斷電狀態(tài)實時監(jiān)測。煤礦瓦斯事故絕大部分是未斷電電器火花引發(fā)，所以隱患發(fā)生時的斷電監(jiān)測與斷電控制最為重要，以往由于斷電狀態(tài)監(jiān)測的復雜性。采用特殊技術(shù)手段有效解決了停風狀態(tài)高可靠識別與高可靠斷電監(jiān)測與控制問題。除了能夠有效判斷本面域范圍內(nèi)是否斷電外，能夠判斷關(guān)聯(lián)下級區(qū)域斷電狀態(tài)，能夠判斷上級區(qū)域斷電狀態(tài)，從而全面解決了區(qū)域斷電監(jiān)測問題。有效解決了瓦斯超限、主扇停風、局扇停風、微風、風門短路、抽放異常等隱患發(fā)生時沿超限風流流經(jīng)區(qū)域的全面斷電網(wǎng)絡化監(jiān)測問題；F、抽放異常報警監(jiān)測，

26、煤礦瓦斯抽放是解決瓦斯超限的重要手段，但抽放過程中管理不當也會產(chǎn)生新的隱患，如爆炸限濃度的干式泵抽放、爆炸限濃度的靜電管路、抽放泵停水、抽放泵故障、排瓦斯口濃度超限等等，所以實現(xiàn)抽放異常報警監(jiān)測有重要意義。本項目研究解決了這一技術(shù)需求；G、工作面火災監(jiān)測，工作面火災來自皮帶摩擦等外因火災與自燃發(fā)火等內(nèi)因火災，其危害性等同煤礦瓦斯爆炸，本項目解決了煤礦監(jiān)測系統(tǒng)與束管監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)合同步按面域?qū)ο蟊O(jiān)測火災等重大關(guān)鍵技術(shù)，可利用面域多因素有效可靠判斷工作面火災及發(fā)展趨勢，為煤礦火災監(jiān)測與防治提供了新的技術(shù)手段；H、工作面人員狀態(tài)監(jiān)測，超限斷電撤人是避免瓦斯事故損失的最重要措施，以往人員監(jiān)測與安全監(jiān)測分離

27、，不能實現(xiàn)超限撤人監(jiān)測，本項目研究首次解決了瓦斯與人員監(jiān)測聯(lián)動關(guān)鍵技術(shù)，能夠在應該撤人而未撤人時發(fā)出報警，同時對人員超時工作和進入異常區(qū)域給出報警；I、傳感器故障與通訊中斷監(jiān)測報警，煤礦工作面多傳感器同時故障或多個傳感器同時通訊中斷往往預示發(fā)生了嚴重的問題，甚至可能發(fā)生了事故，所以監(jiān)測系統(tǒng)故障監(jiān)測十分重要，本項目解決了以工作面為面域?qū)ο蟮谋O(jiān)測系統(tǒng)故障實時監(jiān)測技術(shù)，可在系統(tǒng)運行異常時進行報警；J、監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)通訊中斷報警監(jiān)測，監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)是煤礦瓦斯防治管理的重要組成部分，所以監(jiān)測通訊中斷狀態(tài)十分必要，本技術(shù)解決了網(wǎng)絡中斷與數(shù)據(jù)不傳輸?shù)姆诸悎缶?，對于有效管理具有重要意義；K、語音報警與報警歷史顯示，對

28、上述各種類型報警可實時監(jiān)測，實時語音或聲光報警、可同步顯示報警歷史信息、可同步查詢報警狀態(tài)、可同步查詢顯示曲線，可提供對報警信息的同步全面分析；L、隱患報警實時多級網(wǎng)絡自動送達與雙向語音實時調(diào)度，一旦出現(xiàn)異常報警，系統(tǒng)可自動將報警信息同步送達到下級管理部門或煤礦監(jiān)測計算機屏幕上顯示，進入調(diào)度處理對話狀態(tài)，該新技術(shù)大大提高了對異常事件響應速度，有效解決了及時調(diào)度處理、監(jiān)督值班、事后追查等技術(shù)問題；M、監(jiān)測報警類型可以有多種設置，包括依據(jù)AQ1029標準自動判別、煤礦自定義，甚至提供自定義設置預報警限值，系統(tǒng)自動按上述三種類型自動識別報警狀態(tài)；N、具有瓦斯報警趨勢同步分析顯示功能，可在報警的同時顯

29、示發(fā)展趨勢狀態(tài)；O、具有數(shù)字礦圖報警位置同步定位顯示功能，動畫顯示功能，按面域或傳感器位置定位查詢顯示與實時圖形化監(jiān)測功能；P、提供綜合實時曲線監(jiān)測、歷史曲線分析、數(shù)據(jù)查詢、斷電跟蹤監(jiān)測、實時處理調(diào)度等全面完善的監(jiān)測、分析與處理手段；Q、具有對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警狀態(tài)的識別與響應技術(shù)，與煤礦監(jiān)測系統(tǒng)報警幾乎同步；R、具有對報警次數(shù)、持續(xù)時間、最大值、斷電狀態(tài)、斷電持續(xù)時間的全面監(jiān)測功能，并且能夠與煤礦監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)保持一致，從而便于分析和考核監(jiān)管；S、具有對近期報警歷史的集成查詢顯示功能，以防監(jiān)管人員疏忽遺漏。（3）面域安全狀態(tài)智能化全面分析與監(jiān)測與傳統(tǒng)的基于測點的監(jiān)測方式不同，所提供的面域安

30、全狀態(tài)智能化全面分析監(jiān)測技術(shù)，以工作面等作業(yè)點為目標對象，提供對面域?qū)ο笳w相關(guān)安全因素的智能化分析和相關(guān)因素關(guān)聯(lián)分析，同時提供對所有測控單元的全面分析，如統(tǒng)計分析、趨勢分析、預測分析；提供對面域?qū)ο蟮娜鎸崟r監(jiān)測，如列表監(jiān)測、圖形化監(jiān)測、動畫監(jiān)測、安全評價、預測預警等。該方式尤其適于對重點工作面進行全面分析與實時監(jiān)測。（4）面域化安全狀態(tài)集中實時列表監(jiān)測傳統(tǒng)的基于測點的監(jiān)測難以判斷整個工作面的安全狀態(tài)，特別是集團公司或?qū)γ旱V情況不甚了解的用戶，如集團公司監(jiān)測人員從數(shù)千個傳感器中監(jiān)測判斷出工作面整體安全狀態(tài)幾乎是不可能的。為此開發(fā)出按工作面對象進行實時監(jiān)測模式，有效解決了對工作面整體安全狀態(tài)的

31、監(jiān)測需要，采用壓縮與自動滾動顯示方式，可對全局所有面域進行直觀監(jiān)測，不僅提高了監(jiān)測能力，大大提高了監(jiān)測效率。（5）面域化分組關(guān)聯(lián)區(qū)域斷電實時監(jiān)測煤礦瓦斯爆炸事故80%以上的引爆源是電器火花，所以隱患發(fā)生時的斷電控制是防止事故的最根本措施。但遺憾的是許多因素造成不斷電和不能進行實時監(jiān)測監(jiān)管。如大部分礦井的風電閉鎖不經(jīng)過監(jiān)測系統(tǒng)，而是直接通過開關(guān)控制線連接。如果通過風機開停傳感器識別，由于多路主備對旋風機，對應多路開停，如何識別停風難以判斷，加之永磁電機干擾和鎧裝電纜導致開停與饋電傳感器失效。斷電應該是沿超限風流流經(jīng)區(qū)域的區(qū)域斷電，但現(xiàn)有的絕大部分監(jiān)測系統(tǒng)異地斷電功能很弱，延時時間很長，有的甚至長

32、達幾分鐘，起不到區(qū)域斷電的效果；此外隨著生產(chǎn)強度提高和集中化生產(chǎn)的實施，工作面供電斷電關(guān)系日趨復雜，如此諸多因素，導致事實上難以保障隱患發(fā)生時的可靠斷電。本技術(shù)可有效解決區(qū)域斷電監(jiān)測問題。除此之外，本技術(shù)還能夠判斷關(guān)連下級區(qū)域斷電狀態(tài)，判斷上級區(qū)域斷電狀態(tài)，從而全面解決了區(qū)域斷電監(jiān)測問題。有效解決了瓦斯超限、主扇停風、局扇停風、微風、風門短路、抽放異常等隱患發(fā)生時沿超限風流流經(jīng)區(qū)域的全面斷電網(wǎng)絡化監(jiān)測問題。將基于測點的斷電監(jiān)測提升到停風或微風或超限瓦斯風流流經(jīng)區(qū)域的區(qū)域斷電監(jiān)測，提供數(shù)字圖形化監(jiān)測與撤人狀態(tài)聯(lián)動實時監(jiān)測技術(shù)，確保了斷電可靠與及時撤人，從而能夠有效切斷重大安全事故的源頭，避免重大

33、事故的發(fā)生。（6）面域化數(shù)字礦圖跟蹤實時定位監(jiān)測系統(tǒng)基于數(shù)字礦圖與傳感器實際位置的圖形化監(jiān)測，具有直觀，便于識別相互關(guān)系。能夠與通風系統(tǒng)、抽采系統(tǒng)、采掘系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、人員監(jiān)測系統(tǒng)等有機集成，分析相互空間關(guān)系與影響、直觀分析斷電供電連接關(guān)系。本研究成果能夠直觀顯示傳感器位置和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，能夠在報警發(fā)生時自動定位，能夠按工作面名稱或按傳感器位置靈活查詢顯示定位。（7）面域化數(shù)字礦圖動畫跟蹤實時定位監(jiān)測狀態(tài)基于數(shù)字礦圖上的動畫顯示，具有形象直觀，便于識別工作狀態(tài)與相互關(guān)系。（8）面域化基于位置的測控單元關(guān)聯(lián)監(jiān)測與分析系統(tǒng)受傳統(tǒng)習慣的影響目前絕大多數(shù)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控仍然是基于傳感器編號的系統(tǒng)，如都

34、是按某分站某傳感器序號顯示監(jiān)測狀態(tài)與進行查詢分析，除非受過專業(yè)培訓并對系統(tǒng)配置十分熟悉的人員，否則難以得到關(guān)注的信息。更為嚴重的是隨著監(jiān)測系統(tǒng)配置定義的變化按編號顯示存儲方式，往往造成數(shù)據(jù)丟失或重復。換言之目前的監(jiān)測系統(tǒng)顯示與查詢方式僅適于有限的專業(yè)化的操作人員，不適于各級監(jiān)測管理人員使用。顯然這在信息高度共享的信息化時代已經(jīng)落伍，人們更為關(guān)注的是某位置的監(jiān)測狀態(tài)，如回風出口、上隅角等等，AQ1029標準也要求按位置布局傳感器，所以基于地點位置顯示監(jiān)測狀態(tài)與按地點位置進行查詢是必須解決的技術(shù)。另一方面工作面諸多安全影響因素間存在密切的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如通風與瓦斯涌出關(guān)系、抽放與瓦斯涌出關(guān)系、超限與斷

35、電關(guān)系、生產(chǎn)強度與瓦斯涌出關(guān)系等等，顯然基于測點的監(jiān)測難以表達這些復雜關(guān)系。本技術(shù)有效解決了上述關(guān)鍵問題。能夠在同一坐標軸的數(shù)字礦圖上，實時同時同步顯示面域?qū)ο髢?nèi)所有測控單元的監(jiān)測狀態(tài)，所有測控單元相互關(guān)系一目了然，如通風與瓦斯涌出關(guān)系、抽放與瓦斯涌出關(guān)系、超限與是否斷電關(guān)系、工作面設備開停狀態(tài)、工作面生產(chǎn)強度狀態(tài)、瓦斯涌出關(guān)系等。如此徹底解決了停風狀態(tài)有效判斷問題，徹底解決了超限或停風或微風狀態(tài)下是否斷電問題，同時用于生產(chǎn)過程調(diào)度也十分直觀。（9）面域化通風可靠實時監(jiān)測系統(tǒng) 本子系統(tǒng)組成可包括：A、主扇開停、主扇工況、礦井總回風量實時監(jiān)測系統(tǒng)B、風筒風量、微風、停風、斷電實時監(jiān)測系統(tǒng)C、采掘

36、工作面風量實時監(jiān)測系統(tǒng)D、角聯(lián)巷道風速風向集成實時監(jiān)測系統(tǒng)（選項）E、主扇、局扇、風門工作狀態(tài)實時監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)F、工作面風量、瓦斯涌出量、抽放量實時聯(lián)動監(jiān)測與統(tǒng)計分析系統(tǒng)G、通風可靠信息化綜合調(diào)度地理信息系統(tǒng)平臺（選項）H、煤礦通風網(wǎng)絡實時監(jiān)測與優(yōu)化輔助設計支持系統(tǒng)（選項）I、煤礦通風網(wǎng)絡圖自動生成系統(tǒng)（選項）J、煤礦通風系統(tǒng)流動動畫與三維顯示系統(tǒng)（選項）K、工作面采空區(qū)流場流態(tài)數(shù)字模擬系統(tǒng)（選項）工作面瓦斯積聚絕大部分是因為停風或微風作業(yè)，而以往監(jiān)測技術(shù)沒有采掘工作面通風風量監(jiān)測功能，為此本項目創(chuàng)新開發(fā)了風機風筒風量監(jiān)測裝置，放置在風筒末端，實時監(jiān)測風筒風量值，首次解決了我國煤礦局扇風機風筒

37、出口風量監(jiān)測、微風報警、微風斷電、停風報警、停風斷電等重大安全技術(shù)問題，填補了國內(nèi)空白。在回采工作面進回風安設風速傳感器、通過斷面、校驗系數(shù)，實現(xiàn)了回采工作面實時風量監(jiān)測。煤礦采掘工作面通風系統(tǒng)可以有多種布置方式，如一進一回、一進一回一尾、Y型通風、H型通風、W型通風、二進一回、掘進工作面單巷掘進、雙巷掘進等等，顯然采用傳統(tǒng)的基于測點的方式由于沒有測點位置間關(guān)系，所以做不到按工作面進行通風監(jiān)測，而本技術(shù)有效解決了按工作面進行通風監(jiān)測問題。通風風量、瓦斯涌出量、抽放量同屏幕集成監(jiān)測。（10）面域化抽采達標實時監(jiān)測本子系統(tǒng)組成可包括：A、地面瓦斯抽放管路抽放狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)B、地面瓦斯抽放泵站工況

38、實時監(jiān)測系統(tǒng)C、井下采掘工作面瓦斯抽放狀態(tài)實時監(jiān)測系D、采掘工作面抽放效果動態(tài)分析與實時評價系統(tǒng)E、瓦斯抽放異常實時報警監(jiān)測系統(tǒng)F、煤礦瓦斯抽放管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)G、煤礦瓦斯抽放輔助設計與優(yōu)化設計數(shù)值模擬系統(tǒng)本技術(shù)能夠?qū)⒚旱V安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)與煤礦瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成，甚至可以分別是不同廠家的系統(tǒng)，實現(xiàn)了按工作面的面域化抽放監(jiān)測。這里面域化包含兩種類型，其一按抽放組或抽放地點進行監(jiān)測，如工作面本層抽放、鄰近層抽放、采空區(qū)抽放等等，解決了抽放參數(shù)間的相互關(guān)系監(jiān)測和按地點進行監(jiān)測計量問題，可直觀得到各個地點的抽放狀態(tài)，如本層抽放量和濃度、采空區(qū)抽放量和濃度等等，便于對抽放效果進行監(jiān)測監(jiān)管；其二

39、，系統(tǒng)能夠按采掘工作面面域?qū)ο笞詣舆M行抽放量匯總統(tǒng)計，無論涉及到多少個抽放點，自動進行抽放效果評價，能夠與工作面通風瓦斯排放量對比分析，及時發(fā)現(xiàn)抽采問題和自動進行面域瓦斯平衡計算，將抽放效果與工作面安全狀態(tài)有機結(jié)合，實現(xiàn)了抽采達標的實時監(jiān)測，真正發(fā)揮了抽放監(jiān)測系統(tǒng)的作用。（11）面域火災狀態(tài)實時集成監(jiān)測煤礦外因與內(nèi)因火災是礦井的主要災害，以往內(nèi)因火災監(jiān)測都是依靠束管等獨立系統(tǒng)進行的，但束管系統(tǒng)實時性差，沒有溫度監(jiān)測功能，理想模式是將煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)對火災的監(jiān)測與束管系統(tǒng)進行無縫集成，如此可充分利用各自數(shù)據(jù)實現(xiàn)火災的全面可靠監(jiān)測。本項目解決了這一關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)⒃瓉淼膯蝹鞲衅鰿O或溫度超限報

40、警監(jiān)測與束管監(jiān)測數(shù)據(jù)全面無縫集成，并且按測定地區(qū)為對象進行監(jiān)測，實現(xiàn)了對測定區(qū)域的全面監(jiān)測和參數(shù)間相互關(guān)系監(jiān)測，大大提升了對火災監(jiān)測能力。開發(fā)了自燃發(fā)火實時預測預警系統(tǒng)，為火災監(jiān)測提供了新的最先進的技術(shù)手段。本項目還能夠?qū)γ嬗驅(qū)ο笸庖蚧馂募杀O(jiān)測，如膠帶運輸機組面域?qū)ο?、各種機電組等，面域化方式能夠?qū)崿F(xiàn)多監(jiān)測對象的組合監(jiān)測分析，易于發(fā)現(xiàn)是否發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生火災，如環(huán)境溫度、軸溫、CO的聯(lián)合監(jiān)測，多參數(shù)聯(lián)合監(jiān)測出現(xiàn)異?？梢钥隙ǔ霈F(xiàn)或即將出現(xiàn)事故，這一功能是傳統(tǒng)的基于傳感器測點方式無法實現(xiàn)的。（12）面域生產(chǎn)狀態(tài)與生產(chǎn)強度及斷電狀態(tài)檢驗實時監(jiān)測系統(tǒng)工作面生產(chǎn)狀態(tài)與生產(chǎn)強度的監(jiān)測具有重要意義，可以及時

41、解決生產(chǎn)中的問題，提高生產(chǎn)效率。對于安全而言生產(chǎn)強度與瓦斯涌出存在相關(guān)性，持續(xù)高強度生產(chǎn)將造成瓦斯涌出增加引起超限，這也是目前控制煤礦產(chǎn)量、以風定產(chǎn)的源頭。為了解決工作面生產(chǎn)過程中的瓦斯超限問題，本技術(shù)在工作面配置了監(jiān)測生產(chǎn)強度的傳感器，實現(xiàn)了生產(chǎn)強度與瓦斯涌出的同步監(jiān)測。通過實時監(jiān)測采煤機或運輸機的工作狀態(tài)，實現(xiàn)生產(chǎn)強度的實時監(jiān)測，根據(jù)生產(chǎn)強度與瓦斯涌出當前狀態(tài)關(guān)系，可及時調(diào)整生產(chǎn)強度從而減低瓦斯超限的機率。受多種因素的影響，在超限或停風等隱患發(fā)生時工作面作業(yè)區(qū)域應該斷電而未斷電的現(xiàn)象時有發(fā)生，近年來發(fā)生的煤礦瓦斯事故都是未能斷電所致。所以工作面隱患發(fā)生時的斷電監(jiān)測是十分重要的。按現(xiàn)行AQ6

42、201標準要求，配置饋電傳感器進行工作面斷電狀態(tài)的監(jiān)測，但由于電磁干擾和鎧裝電纜等原因，往往導致饋電傳感器不能正常工作。為了解決這一問題，本技術(shù)采用的生產(chǎn)強度監(jiān)測傳感器，即使不生產(chǎn)，但帶電，也會有信號輸出，如此較好解決了隱患發(fā)生時是否在生產(chǎn)及工作面是否帶電的監(jiān)測問題。在工作面采區(qū)配電室安裝電流傳感器，實時監(jiān)測工作過程中電流的變化情況、用于斷電狀態(tài)監(jiān)測，生產(chǎn)過程中瓦斯變化趨勢數(shù)據(jù)可顯示在瓦斯報警監(jiān)測界面，完整反映監(jiān)測設備的運行狀態(tài)也可反映作業(yè)地點超負載能力下的瓦斯超限報警情況。開發(fā)出生產(chǎn)強度與瓦斯涌出的同步實時監(jiān)測技術(shù)，能夠在同一界面、同一時間、同一坐標上顯示生產(chǎn)強度與瓦斯涌出關(guān)系曲線。從而能夠

43、實時在線調(diào)節(jié)生產(chǎn)強度，避免瓦斯超限。由于及時控制生產(chǎn)強度，避免超限停產(chǎn)，可大大減少超限停產(chǎn)等待時間，減少了停送電中間環(huán)節(jié)，有效提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效平穩(wěn)生產(chǎn)。面域化的集中監(jiān)測方式，同時解決了集中生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)測需求，可在大屏幕上同步監(jiān)測全局或全礦所有采掘工作面生產(chǎn)與安全狀態(tài)，對于促進煤礦安全生產(chǎn)有重大意義。（13）面域人員位置及狀態(tài)實時監(jiān)測井下人員監(jiān)測正日益得到重視，其初衷是用于考勤和一旦出現(xiàn)問題可快速查詢各個地點的人員，便于搶險救災。但在應用中最實際的需求是斷電撤人的監(jiān)測，而這一功能現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)并不具備。為解決這一問題，本項目開發(fā)了人員位置與狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，除具有目前人員監(jiān)測系統(tǒng)功能

44、外，增加了與通風瓦斯監(jiān)測集成，實現(xiàn)了超限、斷電、撤人的聯(lián)動監(jiān)測，可自動提示報警未撤人狀態(tài)；實現(xiàn)了基于數(shù)字礦圖的人員監(jiān)測，可直觀得到人員的實際位置；實現(xiàn)了井下人員的全局聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，大大擴展了系統(tǒng)應用功能。（14）面域監(jiān)測系統(tǒng)設置狀態(tài)實時監(jiān)測監(jiān)控有效是煤礦瓦斯防治十六字工作體系的組成部分之一，足以表明其重要性。煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控十分必要，但有的煤礦不按要求配置，未能起到有效監(jiān)控作用，所以必須對監(jiān)測系統(tǒng)設置狀態(tài)進行監(jiān)測。本項目開發(fā)了專項軟件系統(tǒng)，能夠自動識別監(jiān)測系統(tǒng)設置問題、自動檢查測點設置未定義或定義錯誤，特別是報警與斷電設置的錯誤?？蓪ぷ髅姹O(jiān)測系統(tǒng)配置的整體狀況進行綜合評價，為監(jiān)控有效提供了有效的

45、技術(shù)手段。（15）面域監(jiān)測系統(tǒng)故障實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)故障往往遺漏重大安全隱患或預示已經(jīng)發(fā)生了事故，所以監(jiān)控系統(tǒng)故障監(jiān)測是必須解決的關(guān)鍵技術(shù)，為此開發(fā)了傳感器故障監(jiān)測系統(tǒng)。能夠?qū)崟r顯示傳感器故障類型、地點、故障起始時間、持續(xù)時間。能夠直觀得到如采掘工作面某面域范圍內(nèi)的傳感器故障狀態(tài)，如兩個以上傳感器同時故障表明工作面可能發(fā)生了事故，如爆炸或火災損壞傳感器等等。（16）面域監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性與誤報警實時評價監(jiān)測數(shù)據(jù)是否可靠是目前煤礦監(jiān)控有效的最大問題，一些是系統(tǒng)本身問題，如干擾數(shù)據(jù)；一些是人為造假，如封堵傳感器、往傳感器上澆水、移動傳感器位置、用新風吹傳感器等等；再有就是傳感器校驗的數(shù)據(jù)與報警數(shù)據(jù)混

46、在一起難以識別。為此，本項目開發(fā)了專項軟件系統(tǒng)，開發(fā)出監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性實時判別系統(tǒng)、誤報警自動識別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊中斷自動監(jiān)測系統(tǒng)。為監(jiān)控有效提供了又一技術(shù)手段。所開發(fā)的面域化監(jiān)測模式，能夠判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性，而基于測點的方式幾乎不能實現(xiàn)。（17）面域風量、涌出量、抽放量關(guān)系對比實時監(jiān)測工作面風量、瓦斯涌出量、抽放量是評價工作面安全狀態(tài)的主要指標，以往基于測點的監(jiān)測，僅僅能夠監(jiān)測風速或瓦斯?jié)舛?，不能監(jiān)測其風量與涌出量，因而工作面瓦斯分析都是依靠手工進行的，不僅耗費大量的資源、效率低，而且缺少實時性指導。面域化測控技術(shù)有效解決了工作面整體安全狀態(tài)的實時監(jiān)測、動態(tài)分析、安全評價。能夠監(jiān)測工作面風量變化

47、、監(jiān)測并計算工作面瓦斯涌出量變化、監(jiān)測并匯總統(tǒng)計工作面抽放量的變化，提供多參數(shù)分析曲線對比，自動創(chuàng)建安全簡報。（18）面域停風微風超限斷電撤人一體化聯(lián)動實時監(jiān)測煤礦安全規(guī)程要求瓦斯超限到一定程度必須停風撤人，但隱患發(fā)生時是否撤人以往沒有自動監(jiān)測手段。本技術(shù)能夠集成安全監(jiān)測監(jiān)控與人員監(jiān)測系統(tǒng)，通過面域化監(jiān)測方式，實時監(jiān)測是否達到斷電限值及撤人限值，同步監(jiān)測面域?qū)ο笕藛T位置與數(shù)量，實時跟蹤撤人狀態(tài)，當未撤人現(xiàn)象發(fā)生時進入報警狀態(tài)，報告人員位置與數(shù)量并提供人員相關(guān)信息。有效解決了超限、斷電、撤人實時監(jiān)測與報警監(jiān)測問題，為安全管理提供了十分重要的技術(shù)手段。（19）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)源的面域安全狀態(tài)實時評價工

48、作面等面域?qū)ο蟮陌踩珷顟B(tài)評價是治理安全隱患的基礎前提，以往都是由行業(yè)專家依據(jù)經(jīng)驗和參考相關(guān)標準定期進行，并且僅能夠提出宏觀上存在的問題，隨著煤礦綜合自動化測控技術(shù)的廣泛使用，監(jiān)測系統(tǒng)獲得大量數(shù)據(jù)資源，這些數(shù)據(jù)資源是進行安全狀態(tài)評價十分重要的依據(jù)，這些數(shù)據(jù)可量化，可實時分析、聚類分析、趨勢分析、關(guān)聯(lián)分析。為此開發(fā)出基于監(jiān)測系統(tǒng)海量實時數(shù)據(jù)源的工作面的安全狀態(tài)實時評價新技術(shù)。能夠?qū)ぷ髅婷嬗虻耐L狀態(tài)、瓦斯超限狀態(tài)、斷電狀態(tài)、監(jiān)測系統(tǒng)配置、設備運行、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)強度、監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性、誤報警、火災發(fā)展趨勢、瓦斯涌出發(fā)展趨勢進行全面實時評價，為煤礦安全評價提供了新的方式方法。（20）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)

49、源的面域安全狀態(tài)實時預測預警隨著煤礦對瓦斯防治管理的加強，瓦斯超限日益受到重視，超限就是事故已經(jīng)是許多煤炭企業(yè)日?？己四繕?。瓦斯超限表明安全狀況已經(jīng)處于接近危險的境地，所以防治瓦斯于超限之前是煤礦本質(zhì)安全的重要措施。煤礦安全狀態(tài)的實時預測預警是解決本質(zhì)安全管理的前提。煤礦瓦斯涌出的影響因素是十分復雜，受煤層賦存、瓦斯賦存、開采條件、開采方式、地質(zhì)條件、抽放效果、通風狀況、生產(chǎn)強度等多種因素影響，準確預測瓦斯涌出量是十分困難的。雖然如此，并不意味著問題不能解決，在一定條件下，如在一個小時間片和局部空間區(qū)域內(nèi)，瓦斯涌出可能僅僅與某一個因素或有限個因素有關(guān)，而有限個因素影響往往是疊加關(guān)系，而不是相互

50、影響。如回采工作面不割煤時，瓦斯涌出主要是煤壁與采空區(qū)瓦斯涌出，落煤時增加了落煤瓦斯涌出，極限情況下可能是抽放效果不佳、局部高瓦斯富積、通風風量不足、工作面超強度生產(chǎn)、采空區(qū)老頂垮落等。加之煤層瓦斯賦存屬于沉積變化，一般不是突變。所以在一定區(qū)域內(nèi)的一定時間片內(nèi)基于區(qū)間值進行實時預測和動態(tài)預測是可行和有效的?；诖吮卷椖块_發(fā)了專用預測數(shù)學模型，開發(fā)出實時預測預警應用軟件系統(tǒng)，經(jīng)過實際檢驗得到較為理想的應用效果，能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、評估，將當前現(xiàn)狀與歷史數(shù)據(jù)進行自動對比，以曲線圖形和數(shù)據(jù)圖表等形式展現(xiàn)，對于瓦斯涌出較大、變化異常、增量較大的地點給出提示報警報告，根據(jù)實時數(shù)據(jù)變化關(guān)系給出預

51、測值和動態(tài)預測曲線。開發(fā)出工作面瓦斯與一氧化碳涌出連續(xù)實時預測預警新技術(shù)，能夠隨著監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)秒級更新，動態(tài)更新預測結(jié)果。實際預測值與實際測量值具有相當好的一致性，可以滿足應用要求。（21）詳盡的面域?qū)ο蟀踩O(jiān)測報警信息綜合查詢無論是煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)還是集團公司的監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)，對報警、停風、未斷電、通訊中斷等各種類型異常狀況的歷史查詢、分析、報表都是日常監(jiān)管最常應用的。但所有的查詢、分析報表都是基于傳感器測點的，不是面向工作面的，由此帶來許多問題。如工作面瓦斯超限問題，當工作面配置較多傳感器時，一次超限、工作面報警、機尾報警、回風中部報警、回風出口報警，則會出現(xiàn)多次報警記錄，本來一次瓦斯超限則

52、查詢報警次數(shù)卻與傳感器數(shù)目相關(guān)，用于礦井安全考核顯然是極不合理的。此外基于分站與傳感器序號的記錄方式，沒有表達傳感器安裝位置，難以實現(xiàn)按位置查詢與分析，也未能表達傳感器安裝位置監(jiān)測數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系，如風量、瓦斯、斷電狀態(tài)關(guān)系，工作面進風瓦斯、工作面瓦斯、工作面回風瓦斯、工作面出口瓦斯間的關(guān)系，難以分析其瓦斯來源。所以除了應具有基于測點的監(jiān)測信息綜合查詢分析外，還應具有按工作面等面域的報警歷史信息綜合查詢、分析、合報表功能。為此本技術(shù)開發(fā)出基于面域的報警信息綜合查詢系統(tǒng)，能夠按礦井、按采面組、掘面組、抽放組、火災監(jiān)測組、機電組等各種面域類型，按瓦斯超限、主扇停風、局扇停風、未斷電、通訊中斷、傳感

53、器故障等報警類型，進行基于面域的綜合報警信息查詢、分析與報表，解決了不能按安工作面與按地點進行監(jiān)管得問題，大大提高了監(jiān)測監(jiān)管的科學性。（22）詳盡的面域安全監(jiān)測信息綜合查詢現(xiàn)有的監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)不能表達傳感器安裝位置的歷史狀態(tài)，無法實現(xiàn)按位置查詢與分析，難以表達傳感器安裝位置監(jiān)測數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，如設備開停、生產(chǎn)效率、斷電傳感器狀態(tài)、風量、瓦斯、斷電狀態(tài)關(guān)系，工作面進風瓦斯、工作面瓦斯、工作面回風瓦斯、工作面出口瓦斯間的關(guān)系，難以分析其瓦斯來源。所以除了應具有基于測點的信息綜合查詢分析外，還應具有按工作面等面域的歷史信息綜合查詢、分析、報表功能。為此專門開發(fā)了基于面域的綜合查詢系統(tǒng)，能夠按礦井、按采

54、面組、掘面組、抽放組、火災監(jiān)測組、機電組等各種面域類型，按傳感器安裝位置等實現(xiàn)面域信息的綜合查詢、分析與報表，解決了不能按安工作面與按地點進行監(jiān)管得問題，大大提高了監(jiān)測監(jiān)管的科學性。（23）面域安全監(jiān)測綜合簡報本項目開發(fā)出監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)海量實時數(shù)據(jù)存儲與快速提取技術(shù)；海量數(shù)據(jù)后臺自動挖掘定時處理技術(shù)；按通風、瓦斯、抽放等多種分類的一定時間段內(nèi)的安全簡報自動創(chuàng)建與查詢技術(shù)；工作面瓦斯涌出量統(tǒng)計計算與歷史報告自動生成技術(shù)。這些新技術(shù)大大提高了監(jiān)測監(jiān)管效率。（24）面域安全報警多級網(wǎng)絡自動送達與雙向語音調(diào)度系統(tǒng)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)異常時應該自動啟動報警提示并進入實時調(diào)度狀態(tài)，然而以往的

55、技術(shù)無法能實現(xiàn)這一目標?，F(xiàn)行的煤礦安全隱患處理調(diào)度與響應方式缺少實時性，層層匯報，延誤時間，交互性差，不適應實際需求。為解決這一問題，本技術(shù)將調(diào)度方式提升到網(wǎng)絡自動實時下發(fā)、自動送達提示報警、語音廣播報警、處理過程信息跟蹤。大大縮短了應急處理時間，可有效避免重大事故的發(fā)生。（25）全面滿足AQ6201標準的基于測點的綜合實時監(jiān)測本項目的面域化綜合自動化測控新技術(shù)相比原來的技術(shù)有極大飛躍，但基于測點的綜合自動化監(jiān)測監(jiān)管也十分必要，應予保留，本技術(shù)有效解決了基于測點的系統(tǒng)與面域系統(tǒng)的有機集成問題，將面域化綜合自動化測控管系統(tǒng)與原系統(tǒng)有機融合，無縫兼容。（26）煤礦瓦斯抽放管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)本技術(shù)提供先進的CWebGIS網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)平臺與瓦斯抽放管線線型與專用符號，可在采掘工程圖上創(chuàng)建抽放系統(tǒng)布局圖，進行抽放設計，布局管線附屬設施，在抽放系統(tǒng)圖上布局監(jiān)測傳感器，直接顯示監(jiān)測效果。（27）煤礦瓦斯抽放輔助設計與優(yōu)化