煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究

1、第34卷第11期2009年11月煤 炭 學(xué) 報(bào)JOURNALOFCHINACOALSOCIETYVo.l34 No.11 Nov. 2009 文章編號:0253-9993(2009)11-1546-04煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究孫繼平(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)摘 要:提出了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法,解決了各種不同系統(tǒng)互通互聯(lián)問題:(1)中心站應(yīng)自動(dòng)向監(jiān)控中心傳送模擬量饋電異常、模擬量斷電、模擬量報(bào)警、模擬量統(tǒng)計(jì)值、開關(guān)量饋電異常、開關(guān)量報(bào)警(斷電)、開關(guān)量動(dòng)作、系統(tǒng)工作異常、初始化等信息;(2)采用TCP/IP協(xié)議和套接字(Socket)通信

2、;(3)數(shù)據(jù)分批發(fā)送,每批發(fā)送1個(gè)數(shù)據(jù)文件;(4)數(shù)據(jù)文件為文本文件(TXT)格式,每個(gè)文件包括單條或多條數(shù)據(jù)記錄;(5)數(shù)據(jù)文件的第1條記錄應(yīng)是數(shù)據(jù)頭,數(shù)據(jù)頭由數(shù)據(jù)庫(或文件夾)名稱和數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件)名稱組成,數(shù)據(jù)庫(或文件夾)名稱與數(shù)據(jù)表(數(shù)據(jù)庫文件)名稱之間用 ; 分隔,數(shù)據(jù)頭用 | 結(jié)束,數(shù)據(jù)庫(或文件夾)名稱用2個(gè)字母表示:KJ表示煤礦監(jiān)控,數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件)名稱用4個(gè)字母表示;(6)每條數(shù)據(jù)記錄用 結(jié)束;(7)每條數(shù)據(jù)記錄中的字段用 ; 分隔;! 結(jié)束等.關(guān)鍵詞:煤礦;安全監(jiān)控;系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中圖分類號:TD76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A(8)每批數(shù)據(jù)以Networkingtechnolog

3、yforsafetysupervisionsysteminacoalmineSUNJi ping(StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandSafeMining,ChinaUniversityofMining&Technology(Beijing),Beijing 100083,China)Abstract:Amethodfornetworkingofthecoalminesupervisionsystemswasputforward,whichmadetheinter connectionofdifferentsystemsbecomepractica.

4、l(1)Centralstationshouldsendthefollowinginformationautomat icallytothemonitoringcenter,whichincludesanalogfeedabnormalities,analogpowerinterruption,analogalarms,analogstatistics,switchfeedabnormalities,switchingalarms(switchingoff),actionofswitch,systemop erationabnormalities,andinitializationetc.;(

5、2)AdoptTCP/IPprotocolandsocke;t(3)Senddatainbatches,witheachbatchbeingadatafile;(4)Theformatofthedatafileistextfile(TXT),eachfilecontainsasingleda tarecordormultipledatarecords;(5)Thefirstrecordofthedatafileshouldbeadataheader,thedataheaderismadeupofthenameofdatabase(orthefolderofthefile)andthenameo

6、fdatatable(orthedatafile),thenameofdatabase(orthefolderofthefile)isseparatedfromthenameofthedatatable(orthedatafile)by ; ,theda taheadendswith | ,thedatabase(orthefolderofthefile)shouldbenamedby KJ ,whichmeansCoalMineSupervisioninChinese,thedatatable(orthedatafile)shouldbenamedbyfourletters;(6)Eachd

7、atarecordendswith ;(7)Thefieldofeachdatarecordendswith ; ;(8)Eachbatchofdataendswith ! ,etc.Keywords:coalmine;safetysupervisionsystem;networking煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)測CH4濃度、CO2濃度、CO濃度、O2濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、饋收稿日期:2009-07-21 責(zé)任編輯:高雪梅基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50674093);教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(200802900008) 作者簡介:孫繼平(1958),男,山西翼城人,教授,博士生導(dǎo)師.

8、E-mai:lsjpcumtb edu cn第11期孫繼平:煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究1547電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主通風(fēng)機(jī)開停等,并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等1.當(dāng)瓦斯超限或局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行或掘進(jìn)巷道停風(fēng)時(shí),煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)切斷相關(guān)區(qū)域的電源并閉鎖,避免或減少由于電氣設(shè)備失爆、違章作業(yè)、電氣設(shè)備故障電火花或危險(xiǎn)溫度引起瓦斯爆炸;避免或減少采、掘、運(yùn)等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的摩擦撞擊火花及危險(xiǎn)溫度等引起瓦斯爆炸;提醒領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)調(diào)度等及時(shí)將人員撤至安全處.還可通過煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控瓦斯抽放系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、煤炭自燃、瓦斯突出等2.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)急救援

9、和事故調(diào)查中也發(fā)揮著重要作用,當(dāng)煤礦井下發(fā)生瓦斯(煤塵)爆炸3等事故后,系統(tǒng)的監(jiān)測記錄是確定事故時(shí)間、爆源、火源等重要依據(jù)之一.為加強(qiáng)監(jiān)管,煤礦安全監(jiān)控信息應(yīng)上傳至重點(diǎn)產(chǎn)煤縣(市、區(qū))煤炭主管部門或國有重點(diǎn)煤礦的集團(tuán)公司(礦務(wù)局).重點(diǎn)產(chǎn)煤縣(市、區(qū))煤炭主管部門、國有重點(diǎn)煤礦的集團(tuán)公司(礦務(wù)局)應(yīng)建立監(jiān)控中心.監(jiān)控中心應(yīng)24h有人值班.值班人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)視監(jiān)視器所顯示的各種信息,詳細(xì)記錄系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài),填寫運(yùn)行日志,打印監(jiān)測日(班)報(bào)表,報(bào)有關(guān)負(fù)責(zé)人審閱.接到報(bào)警后,值班人員應(yīng)立即通知報(bào)警煤礦核查情況,及時(shí)處理,并報(bào)值班調(diào)度及值班領(lǐng)導(dǎo),記錄備案.但現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)存在著系統(tǒng)種類多

10、,傳輸協(xié)議、格式、內(nèi)容不統(tǒng)一,難以互通互聯(lián)等問題.因此,有必要進(jìn)行煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究,提出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法和要求.1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法:#中心站(或主站)和監(jiān)控中心應(yīng)采用TCP/IP協(xié)議和套接字(Sock et)接口通信.數(shù)據(jù)應(yīng)分批發(fā)送,每批發(fā)送1個(gè)數(shù)據(jù)文件.%數(shù)據(jù)文件應(yīng)為文本文件(TXT)格式.每個(gè)文件包括單條或多條數(shù)據(jù)記錄.&數(shù)據(jù)文件的第1條記錄應(yīng)是數(shù)據(jù)頭.數(shù)據(jù)頭由數(shù)據(jù)庫(或文件夾)名稱和數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件)名稱組成.數(shù)據(jù)庫(或文件夾)名稱與數(shù)據(jù)表(數(shù)據(jù)庫文件)名稱之間用 ; 分隔.數(shù)據(jù)頭用 | 結(jié)束.數(shù)據(jù)庫(或文件夾)名稱用2個(gè)字母表

11、示:KJ表示煤礦監(jiān)控.數(shù)據(jù)表(或數(shù)據(jù)文件)名稱用4個(gè)字母表示.每條數(shù)據(jù)記錄用 結(jié)束.(每條數(shù)據(jù)記錄中的字段用 ; 分隔.)每批數(shù)據(jù)以 ! 結(jié)束.安全監(jiān)控信息數(shù)據(jù)表名稱:#AQMT安全監(jiān)控,模擬量統(tǒng)計(jì)值;AQBJ安全監(jiān)控,模擬量及開關(guān)量等報(bào)警、斷電、饋電異常、系統(tǒng)工作異常;%AQKD安全監(jiān)控,開關(guān)量動(dòng)作;&AQMC安全監(jiān)控,模擬量初始化;AQKC安全監(jiān)控,開關(guān)量初始化.中心站應(yīng)自動(dòng)向監(jiān)控中心傳送模擬量饋電異常、模擬量斷電、模擬量報(bào)警、模擬量統(tǒng)計(jì)值、開關(guān)量饋電異常、開關(guān)量報(bào)警(斷電)、開關(guān)量動(dòng)作、系統(tǒng)工作異常、初始化等信息.具體包括:(1)模擬量統(tǒng)計(jì)值每5min至少上傳1次,內(nèi)容包括:煤礦

12、、時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒)、監(jiān)測地點(diǎn)、被測量名稱、平均值、最大值、最大值時(shí)刻、最小值、最小值時(shí)刻等.(2)模擬量及開關(guān)量等報(bào)警、斷電、饋電狀態(tài)變化立即上傳,內(nèi)容包括:煤礦、時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒)、類別(模擬量、開關(guān)量、工作狀態(tài)、處理措施等)、監(jiān)測地點(diǎn)、被測量名稱、狀態(tài)(報(bào)警、解除報(bào)警;斷電、復(fù)電;饋電異常、饋電正常;工作異常、工作正常;停電撤人等;不超過10個(gè)漢字長度)等.(3)開關(guān)量狀態(tài)變化可不上傳,若上傳,內(nèi)容包括:煤礦、狀態(tài)變化時(shí)刻(年-月-日/時(shí):分:秒)、監(jiān)測地點(diǎn)、被測量名稱、狀態(tài)(開、停)等.(4)模擬量初始化參數(shù)變化立即上傳,內(nèi)容包括:煤礦、井口坐標(biāo)、生成時(shí)間(年-

13、月-日/時(shí):分:秒)、監(jiān)測地點(diǎn)、被測量名稱、單位、報(bào)警值、斷電值、復(fù)電值、斷電區(qū)域等.(5)開關(guān)量初始化參數(shù)變化立即上傳,內(nèi)容包括:煤礦、井口坐標(biāo)、生成時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒)、監(jiān)測地點(diǎn)、被測量名稱、報(bào)警(斷電)狀態(tài)、斷電區(qū)域等.1548煤 炭 學(xué) 報(bào)2009年第34卷后,才終止本次數(shù)據(jù)發(fā)送,否則重復(fù)本次數(shù)據(jù)發(fā)送.監(jiān)控中心在10min內(nèi)沒有收到中心站的模擬量每5min統(tǒng)計(jì)值,則主動(dòng)向中心站請求發(fā)送,連續(xù)3次無應(yīng)答,則認(rèn)定通信故障,發(fā)出報(bào)警信號并存儲記錄.當(dāng)通信恢復(fù)正常時(shí),中心站應(yīng)在不影響正常數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下,補(bǔ)發(fā)通信中斷期間的模擬量統(tǒng)計(jì)值、報(bào)警、斷電、饋電狀態(tài)變化、模擬量初始化參數(shù)變化、

14、開關(guān)量初始化參數(shù)變化.2 文件數(shù)據(jù)格式模擬量每5min統(tǒng)計(jì)值文件數(shù)據(jù)格式:(1)數(shù)據(jù)頭.KJ;AQMT;(2)煤礦.#由市名(不超過4個(gè)漢字長度,若不足4個(gè)漢字,左對齊,以下同)、縣名(不超過4個(gè)漢字長度)和礦名(不超過10個(gè)漢字長度)組成,例如:大同;左云;柴家溝;由集團(tuán)公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)漢字長度)組成,例如:大同;軒崗;焦家寨;(3)時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒).年用4位數(shù)字表示;月用2位數(shù)字表示,單個(gè)數(shù)字時(shí)左邊補(bǔ)0;日用2位數(shù)字表示,單個(gè)數(shù)字時(shí)左邊補(bǔ)0;時(shí)用2位數(shù)字表示,單個(gè)數(shù)字時(shí)左邊補(bǔ)0;分用2位數(shù)字表示,單個(gè)數(shù)字時(shí)左邊補(bǔ)0

15、;秒用2位數(shù)字表示,單個(gè)數(shù)字時(shí)左邊補(bǔ)0(以下同);(4)監(jiān)測地點(diǎn)(不超過10個(gè)漢字長度);(5)被測量名稱(不超過10個(gè)漢字長度);(6)平均值(符合參考文獻(xiàn)4-5的規(guī)定);(7)最大值(符合參考文獻(xiàn)4-5的規(guī)定);(8)最大值時(shí)刻(時(shí):分:秒);(9)最小值(符合參考文獻(xiàn)4-5的規(guī)定);(10)最小值時(shí)刻(時(shí):分:秒);(11)示例.KJ;AQMT|大同;軒崗;焦家寨;2007-08-16/1820001號回采工作面;甲烷;0 75;0 80;181800;0 70;1820001號回采工作面回風(fēng)巷;甲烷;0 65;0 7;181600;0 60;181900!.模擬量及開關(guān)量等報(bào)警、斷電、

16、饋電異常文件數(shù)據(jù)格式:(1)數(shù)據(jù)頭.KJ;AQBJ;(2)煤礦.#由市名(不超過4個(gè)漢字長度)、縣名(不超過4個(gè)漢字長度)和礦名(不超過10個(gè)漢字長度)組成,例如:大同;左云;柴家溝;由集團(tuán)公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)漢字長度)組成,例如:大同;軒崗;焦家寨;(3)時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒);(4)類別.模擬量、開關(guān)量、工作狀態(tài)、處理措施等;(5)監(jiān)測地點(diǎn)(不超過10個(gè)漢字長度);(6)被測量名稱(不超過10個(gè)漢字長度);(7)狀態(tài)(報(bào)警、解除報(bào)警;斷電、復(fù)電;饋電異常、饋電正常;工作異常、工作正常;處理措施等,不超過10個(gè)漢字長度);(8

17、)示例.KJ;AQBJ|大同;軒崗;焦家寨;2007-08-16/18:30:00模擬量;1號回采工作面;甲烷;報(bào)警開關(guān)量;2號掘進(jìn)工作面;局部通風(fēng)機(jī);報(bào)警工作狀態(tài);1號回采工作面;甲烷傳感器;工作異常處理措施;2號回采工作面;甲烷;停電撤人!.開關(guān)量狀態(tài)變化文件數(shù)據(jù)格式:(1)數(shù)據(jù)頭.KJ;AQKD;(2)煤礦.#由市名(不超過4個(gè)漢字長度)、縣名(不超過4個(gè)漢字長度)和礦名(不超過10個(gè)漢字長度)組成,例如:大同;左云;柴家溝;由集團(tuán)公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)漢字長度)組成,例如:大同;軒崗;焦家寨;(3)狀態(tài)變化時(shí)刻:(年-月-日/時(shí):

18、分:秒);(4)監(jiān)測地點(diǎn)(不超過10個(gè)漢字長度);(5)被測量名稱(不超過10個(gè)漢字長度);(6)狀態(tài)(開、停等,不超過10個(gè)漢字長度);(7)示例.KJ;AQKD|大同;軒崗;焦家寨;2007-08-16/1828001號掘進(jìn)工作面;局部通風(fēng)機(jī);開!.模擬量初始化參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式:(1)數(shù)據(jù)頭.KJ;AQMC;(2)煤礦.#由市名(不超過4個(gè)漢字長度)、縣名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)漢字長度)和井口坐標(biāo)組成,例如:大同;左云;柴家溝(N:39+55,38 14;E:112+51,03 18);由集團(tuán)公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)

19、漢字長度)和井口坐標(biāo)組成,例如:大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95);(3)生成時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒);(4)監(jiān)測地點(diǎn)(不超過10個(gè)漢字長度);(5)被測量名稱(不超過10個(gè)漢字長度);(6)單位(符合參考文獻(xiàn)4-54-第11期孫繼平:煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究1549定);(9)復(fù)電值(符合參考文獻(xiàn)4-5的規(guī)定);(10)斷電區(qū)域(不超過10個(gè)漢字長度);(11)示例.KJ;AQMC|大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95);2007-08-16/18:20:001號回采工作面;甲烷;%CH4;1 00

20、;1 50;1 00;工作面及其回風(fēng)巷!.開關(guān)量初始化參數(shù)文件數(shù)據(jù)格式:(1)數(shù)據(jù)頭.KJ;AQKC;(2)煤礦.#由市名(不超過4個(gè)漢字長度)、縣名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)漢字長度)和井口坐標(biāo)組成,例如:大同;左云;柴家溝(N:39+55,38 14;E:112+51,03 18);由集團(tuán)公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、公司名(不超過4個(gè)漢字長度)、礦名(不超過10個(gè)漢字長度)和井口坐標(biāo)組成,例如:大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95);(3)生成時(shí)間(年-月-日/時(shí):分:秒);(4)監(jiān)測地點(diǎn)(不超過10個(gè)漢字長度);(5)被測量名稱(

21、不超過10個(gè)漢字長度);(6)報(bào)警(斷電)狀態(tài)(不超過10個(gè)漢字長度);(7)斷電區(qū)域(不超過10個(gè)漢字長度);(8)示例.KJ;AQKC|大同;軒崗;焦家寨(N:38+51,55 00;E:112+24,08 95);2007-08-16/18:20:001號掘進(jìn)工作面;局部通風(fēng)機(jī);停風(fēng);掘進(jìn)巷道!.3 結(jié) 語煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是瓦斯防治的有效措施之一.本文提出的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方法,解決了不同廠家、不同系統(tǒng)的互通互聯(lián)問題,實(shí)現(xiàn)了煤礦安全監(jiān)控信息及時(shí)、有效、可靠上傳,在遏制煤礦瓦斯事故和安全生產(chǎn)工作中發(fā)揮著重要作用.參考文獻(xiàn):1 孫繼平.礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)M.北京:煤炭工業(yè)出版社,2 孫繼平.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)手冊M.北京:煤炭工業(yè)出版社,3 孫繼平.煤礦監(jiān)控關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題J.神華科技,2006.2007.2006.Beijing:ChinaCoalIndustry2009(3):3-5.4 AQ6201-2006,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求S.北京:煤炭工業(yè)出版社,PublishingHouse,2006.AQ6201-2006,Gene