安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造設計方案

1、xxxx 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造設計方案日期： 2019 年一、設計說明：根據(jù)國家煤礦安監(jiān)局關于印發(fā) 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案 的通 知（煤安監(jiān)函 20165 號）的要求，為了提高煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)準確性、靈敏 性、可靠性、穩(wěn)定性和易維護性，增強煤礦安全保障能力，結合本煤礦實際，將 原 KJ83N監(jiān)控系統(tǒng)升級為 KJ90X系統(tǒng)，現(xiàn)將 xxxx 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術 方案制定如下：二、礦井基本情況1、礦井概況xxxx 煤礦（以下簡稱： xxxx 煤礦）是以 xxxx 公司為主體企業(yè)，將原 xxxx 祥 榮煤業(yè)有限公司煤礦、原 xxxx 一恒 xxxx 煤礦、原 xxxxxxx 兼

2、并重組整合形成， 更名為 xxxx 煤礦。兼并重組后的 xxxx 煤礦井田面積為 xxxxx ，批準開采 xx 號煤 層，批準開采標高 xxx 米至+xxx 米，礦井保有資源 /儲量 xxxxx, 工業(yè)資源 /儲量 xxxxMt，設計可開采資源 / 儲量 xxxxxMt ，全礦井服務年限 xxxxa。礦井生產(chǎn)能力 為 90 萬噸/ 年。2、開拓與開采xxxx 煤礦采用立井開拓方式，地面布置 3 個井口，分別為主立井、副立井、 回風斜井。全井田 xx 號煤層由一個主水平和一個輔助水平開拓。主水平標高為 +855m，服務于全井田， 輔助水平標高為 xxxm，服務于井田內 6 號煤層。盤區(qū)分為： 1

3、0 號煤層為 101 盤區(qū)和 102盤區(qū)； 6號煤層分為 61、62、63、64盤區(qū)。工作面布 置方式為 U型布置走向長臂式開采。 6 號煤層為薄及中厚煤層， 設計確定 6 號煤層 采用綜采一次采全高回采工藝， 10 號煤層為厚煤層采用綜采放頂煤采煤方法，全 部垮落法管理頂板。目前井下共布置 2 個回采工作面： xxxx 工作面和 xxxx 備用工作面； 1 個掘進 工作面： xxxx 順槽掘進工作面。3、瓦斯等級xxxx 煤礦為礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井， xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx三、礦井監(jiān)控系統(tǒng)改造方案（一）、系統(tǒng)改造升級期間，原監(jiān)控系統(tǒng)嚴禁拆除，只有等改造升級后系統(tǒng) 安裝、

4、調試并驗收合格后，方可拆除原監(jiān)控系統(tǒng)。（二）、監(jiān)控系統(tǒng)升級改造后實現(xiàn)功能 ：xxxx 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級后，具有如下功能特點：（ 1）模擬量傳感器到分站數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)數(shù)字化，設計傳感器使用RS485總線傳輸技術，數(shù)據(jù)傳輸采用 CRC16校驗，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?2）改造更換的分站及傳感器通過浪涌、 靜電、群脈沖及輻射等抗干擾認證， 且系統(tǒng)取得抗干擾安標認證。（ 3）設計的系統(tǒng)傳輸平臺采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) +總線技術，實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)并行 快速傳輸。（ 4）設計的分站、傳感器防護等級均達到 IP65，滿足在惡劣環(huán)境中能正常工 作。（5）系統(tǒng)具備接入無線傳感器功能。（ 6） KJ90X軟件實現(xiàn)了分級

5、報警，可設置最多 5 級，可根據(jù)顏色區(qū)別級別， 同時具有瓦斯異常變化識別及篩選功能，可將異常變化的瓦斯傳感器快速篩選出 來并形成報表；軟件支持邏輯點報警功能，可根據(jù)用戶實際需求編輯開關量或模 擬量測點，形成新的邏輯測點，并支持對邏輯測點報警或斷電設置；設計所有涉 及斷電的測點均具有饋電功能，同時可根據(jù)具體斷電需求，實現(xiàn)通過分站完成交 叉斷電功能，確保斷電的可靠性；軟件支持多個斷電點設置，可在緊急情況下實 現(xiàn)區(qū)域斷電。傳感器的報警響度達到 80dB，聲光報警頻率可實現(xiàn) 4 級，用不同頻 率進行區(qū)分。（三）、總體改造方案1、本次系統(tǒng)升級改造的傳輸方式采用升級新建的工業(yè)以太網(wǎng) +RS485總線方式。

6、 從地面監(jiān)控室交換機至地面高架橋分站敷設通信電纜 377m。從地面監(jiān)控室至副井口敷設礦用光纜 2 根，計 740m。 從副井口至中央變電所敷設礦用光纜 2 根，計 720m。從副井至 6#采區(qū)變電所敷設礦用光纜 2 根，計 904m。2、系統(tǒng)融合方式采用地面融合方式，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，通過聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接 口實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的融合。3、系統(tǒng)采用架構簡單的網(wǎng)絡結構，傳感器（執(zhí)行器）至中心站網(wǎng)絡層級不超 過 3 層。（四）、改造內容：主要的改造內容主要包含：機房設備及軟件改造、傳感器改造、分站改造、 環(huán)網(wǎng)平臺改造、饋電斷電器改造 5 個部分。其中：1、機房設備及軟件改造、傳感器改造、分站改造、饋電斷電器

7、改造：采用全 部更換的方式；2、：環(huán)網(wǎng)平臺改造：采用新建監(jiān)控系統(tǒng)專用環(huán)網(wǎng)的方式。3、機房設備及軟件改造（1）充分利用原有監(jiān)控機房的 UPS電源、打印機、錄音電話、機柜和網(wǎng)絡交換 機等硬件設備。（2）將監(jiān)控系統(tǒng)軟件更換為 KJ90X，完善監(jiān)控系統(tǒng)軟件的分級報警、斷電控制、 災害預警、數(shù)據(jù)加密等功能。（3）將系統(tǒng)現(xiàn)有的雙機熱備軟件進行更換。（4）安裝礦端上傳軟件 1 套，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，將礦端安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù) 實時上傳至上一級單位，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的遠程實時監(jiān)測。（5）增加 1 臺網(wǎng)絡防火墻，防止外界網(wǎng)絡非法訪問安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡。（6）新增 2 臺工控機，用于替換老舊的監(jiān)控主備機，為監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定

8、運行提 供可靠保障。（7）在監(jiān)控主機、監(jiān)控備機上各增加 1 個抗干擾模塊，并新增 2臺具備抗干擾 能力的顯示器。（8）新增數(shù)據(jù)服務器 2 臺，為數(shù)據(jù)存儲發(fā)布和數(shù)據(jù)融合軟件提供可靠的運行環(huán) 境，和監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲提供可靠保障。（9）新增融合軟件 1 套，提供融合及聯(lián)動交互接口，與具備融合條件的系統(tǒng)實 現(xiàn)聯(lián)動與數(shù)據(jù)交換，如：人員定位系統(tǒng)、應急廣播系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)等。通過 與其他系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動 與應急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應急聯(lián)動。（六）、傳感器改造1、模擬量傳感器：將礦井所有模擬量傳感器全部改造升級為具備數(shù)字通訊功 能、具備抗干擾能力、具備

9、IP65 防護等級的能滿足安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術 方案的要求傳感器。具體改造如下：監(jiān)控系統(tǒng)部分（附安裝明細表）2、抽放監(jiān)控部分（1）更換低濃度甲烷傳感器 6 臺。（2）更換管道用紅外甲烷傳感器 7 臺。（3）更換一氧化碳傳感器 4 臺。（4）更換管道用一氧化碳傳感器 7 臺。（5）更換溫度傳感器 10 臺。（6）更換設備開停 5 臺。7）更換液位傳感器 3 臺（8）更換正壓抽采壓力傳感器 6 臺。（9）更換負壓抽采壓力傳感器 1 臺。 （9）多參數(shù)流量傳感器滿足標準要求無需更換。3、開關量傳感器：將礦井所有開關量傳感器全部改造升級為具備數(shù)字通訊功能、 具備抗干擾能力、具備 IP65防護等級的

10、能滿足安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案 的要求傳感器。4、線纜：由于改造時，部分線纜能重復使用，只需調整部分線纜與傳感器的接 線方式，同時采掘工作面的巷道掘進進尺及回采速度較快，井下巷道變化較大。（1）從 6#采區(qū)變電所交換機敷設通訊光纜至 6#所有分站（ 6#采區(qū)變電所分站 2 臺、6#避難硐室分站 2臺、xxxx 工作面分站 1 臺， 6#東軌道上頭分站 1臺），共 計敷設通信光纜 1757m。型號： MHYV1*4*7/0.52。（2）從中央變電所交換機經(jīng)副井底車場至 10112 軌道巷門口交換機敷設礦用光 纜 2 根（ 3000m）。型號 MGTS-8B.（3）從中央變電所交換機至 10#

11、煤庫頂 1 臺分站，中央變電所 1 臺分站， 10# 避難硐室 2臺分站， 10#采區(qū)瓦斯抽放在線監(jiān)測分站 1臺，敷設礦用通信電纜（MHYV1*4*7/0.52）680m。（4）從 10112軌道巷門口交換機至 10#采區(qū)變電所 1臺分站、 xxxx 工作面工作 面 2 臺分站、 xxxx 巷 1 臺分站、 10#煤軌道與運輸中部聯(lián)絡巷 1 臺分站、 10#東軌 道上頭 1 臺分站，敷設礦用通信電纜（ MHYV1*4*7/0.52）2400m。（5）從 10#煤軌道大巷上頭分站至風井 1 臺分站，敷設礦用通信電纜 （MHYV1*4*7/0.52）1650m。（6）各地點的分站至各傳感器敷設通信

12、電纜（ MHYV1*4*7/0.52）。 6#采區(qū)敷設 通信電纜 5039m。10#采區(qū)敷設通信電纜 6313m（包括風井線路）。（7）線路吊掛，從 10#中央變電所至 10101 軌道巷門口處重新打眼用膨脹螺絲 固定油絲繩和電纜鉤， 將光纜敷設至電纜鉤上。 從 10101 軌道巷門口至 10#煤軌道 大巷上頭將光纜敷設在電纜托架上。 6#采區(qū)直接將線路敷設安裝在電纜托架上。5、分站改造（1）監(jiān)控分站：在原分站安裝地點一對一更換監(jiān)控分站，本次升級改造采用 全新設計的 KJ90-F16（B）總線型分站具有 1個以太網(wǎng)電口、 2對以太網(wǎng)光口可用于 與交換機、監(jiān)控主機通，并且可以分站與分站之間自成環(huán)

13、網(wǎng)；具有 6 條 RS485總 線，其中 4 條總線用于各類傳感器的接入， 1 條可用于與監(jiān)控主機的通訊， 1條用 于與其他智能設備的連接，本次共更換監(jiān)控分站共計 12 臺。通過 KJ90-F16（B）總 線型分站的使用可達到下列效果：a) 分站通過嚴酷等級為 4級靜電抗擾度 A級以上。3 級電磁輻射抗擾度 A級 以上。4 級脈沖群抗擾度 A級以上。交流電源端口 4級浪涌抗擾度 A級以上。直流 電源與信號端口 4 級浪涌抗擾度 A 級以上，完全滿足安全監(jiān)控系統(tǒng)行業(yè)標準中規(guī) 定的抗干擾性能要求，當出現(xiàn)干擾時分站仍能正常工作。b) 每條總線可同時接入 4臺模擬量或開關量數(shù)字傳感器， 4 條總線則可

14、同時 接入 16 臺模擬量或開關量數(shù)字傳感器，可實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化，提高傳輸環(huán) 節(jié)的可靠性。c) 1 條智能總線可接 8 臺智能開?；蛘?2 臺其他智能傳感器。d) 分站采用工程塑料外殼， 防護等級由原來的 IP54 提升到 IP65 ，可以在淋 水環(huán)境下正常運行。e) 異地斷電不再需要中心站軟件下發(fā)控制命令，分站間可數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)現(xiàn) 場異地斷電功能。f) 監(jiān)控分站具有中斷存數(shù)功能，能夠把通訊中斷時的傳感器數(shù)據(jù)保存在分 站內，在通訊恢復正常后續(xù)傳到中心站，確保監(jiān)控數(shù)據(jù)的連續(xù)性。(2) 抽放控制柜：原有 2 臺 KXW24(X A)抽放控制柜不能繼續(xù)延用，本次升級 改造更換為傳感器傳輸總線型抽

15、放柜。本次更共更換抽放控制柜2 臺。(3) 分站電源箱：分站電源箱與監(jiān)控分站和抽放控制柜是配套使用的，與監(jiān)控 分站安裝在同一地點。目前 xxxx 煤礦使用的分站電源箱不能繼續(xù)延用，本次升級 改造需全部更換為 KDY660/24B(A) 分站電源箱。本次共更換電源箱共計 12 臺。(4) 傳感器遠距離供電。為解決超遠距離供電問題，在距電源箱 1KM的位置將 2路 24V本安電源接入 KDY24/24(A)延長器，由 KDY24/24(A)延長器輸出口對外輸 出本安電源，在距 KDY24/24(A)延長器 3KM的位置增設 1臺 KDY24/24(A)延長器， 通過增設第三臺 KDY24/24(A

16、)延長器實現(xiàn)本安電源的 6KM供電； 2KM以內的供電距 離則僅需 1根 MHYV1*4*7/0.52傳輸電纜即可。(5) 增加礦用本安直流電源 0 臺，實現(xiàn)本安電源的分級管理(傳感器遠距離供 電)。6、饋電斷電器改造原斷電器不能繼續(xù)延用，本次升級改造更換為數(shù)字信號傳輸?shù)酿侂姅嚯娖鳎?本次新增更換遠程饋電斷電器 7 臺。7、環(huán)網(wǎng)平臺改造xxxx 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)采用 CAN總線方式傳輸不符合煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升 級改造技術方案中相關要求，性能不能滿足新系統(tǒng)的要求，礦上現(xiàn)有千兆環(huán)網(wǎng) 接入有工業(yè)視頻，不符合煤礦安全規(guī)程，需要新建設 1 套監(jiān)控系統(tǒng)用工業(yè)以太環(huán) 網(wǎng)。( 1)現(xiàn)新建設監(jiān)控系統(tǒng)百兆環(huán)網(wǎng)一套

17、，采用 100M環(huán)網(wǎng)設計，地面機房布置 2 臺 KJJ220 百兆核心交換機互為冗余； 在地面抽放泵站設置 1 臺 KJJ15(A) 礦用本安 型百兆環(huán)網(wǎng)交換機，共計 5臺 KJJ15(A) 礦用本安型百兆環(huán)網(wǎng)交換機，形成環(huán)網(wǎng)， 實現(xiàn)閉合傳輸，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，并備?1臺 KJJ15(A)礦用本安型百兆環(huán) 網(wǎng)交換機。井下交換機具體安裝位置， 6#采區(qū)安裝 1 臺交換機，安裝在 6#采區(qū)變 電所外。10#采區(qū)安裝 2 臺交換機， 分別安裝在 10#中央變電所與中央泵房通道處、 10112 軌道巷偏口以下 5m處。(2)光纜：新增 2KM MGTS33-8b 8芯礦用鎧裝阻燃光纜用于立井環(huán)網(wǎng)

18、敷設， 新增 13KM MGTS-8b 8芯礦用單模阻燃光纜用于井下環(huán)網(wǎng)敷設。四、安全技術措施：(一) 、副井內敷設礦用光纜安全技術措施：1、提前進行現(xiàn)場勘查， 重點檢查副井筒碼頭門至副井底， 并巡視檢查副井筒， 摘除副井筒危巖懸矸，消除隱患。2 、提前準備施工工具及安全工具，確保符合施工質量。3、敷設前對線纜的絕緣性能進行測試，如合格方可進行敷設。4、施工人員清理井口周圍雜物，確保安全施工，并由專人警戒，并拉設警戒 線，嚴禁非工作人員進入及井口、井架、井底平行作業(yè)。5、施工人員將要敷設的線纜準備在副井井口附近，方便敷設。6、共敷設礦用光纜 3 根，一根從副井口纜敷設經(jīng) 6#采區(qū)變電所至 10

19、#中央變 電所；另外 2 根從副井口敷設到 10#中央變電所。7、施工中罐頂施工人員必須準備好通訊工具，方便施工期間聯(lián)絡，保持通訊 暢通。發(fā)現(xiàn)問題時及時停車處理，并在副井底安排專人接應。8、下放線纜時，必須隨下方線纜隨利用尼龍扎帶固定光纜，光纜固定在原敷 設的通訊電纜卡上，利用尼龍扎帶固定線纜時固定間距不得大于3m。固定時必須牢固可靠。9、線纜固定完畢，箕斗上方施工人員巡視檢查，待檢查無誤后方可收工。10、施工前， 由施工負責人傳達施工方案及施工過程中注意事項， 并聽從施工 負責人的統(tǒng)一指揮。11、施工前， 由施工負責人檢查所使用施工工具及安全工具完好情況， 確保符 合施工質量，不合格禁止使用

20、12、信號的收發(fā)必須指定專人負責， 有施工負責人統(tǒng)一指揮， 聽清信號后方可 作業(yè)。13、施工前，必須對副井筒罐道梁、井壁雜物巡視檢查，人員乘坐罐籠巡視 檢查時，必須戴好安全帽，系好安全帶，將安全帶可靠固定，支設保護傘，使用 長柄工具摘除危巖懸矸等雜物，防止因檢修期間有墜物傷人。14、施工前，指定專人檢查安全工具、使用工具等必須符合施工質量，罐籠 上方及井筒作業(yè)時，必須戴安全帽，系好安全帶，將安全帶可靠固定，支設保護 傘，所用工具必須用尼龍繩固定可靠，防止脫手墜井。在保護傘下方施工時，人 員不得隨意將肢體伸出保護傘。15、絞車提升時，絞車司機嚴格執(zhí)行一人操作、一人監(jiān)護制度，正規(guī)操作，精 力集中，

21、運行速度不大于 0.3m/s ，聽清信號后方可作業(yè)。16、人工拉線纜時，施工人員相互配合，相互提醒，手要抓牢，腳下要站穩(wěn)， 線纜里側嚴禁有人。17、施工期間，聽從負責人指揮，明確分工，統(tǒng)一指揮，嚴禁違章作業(yè)。（二）、井下敷設礦用光纜和通信電纜安全技術措施：1、施工期間，嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，每個施工人員進入施工地點前，必須 對施工地點的安全情況進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)不安全因素，及時處理，待安全后， 方可進行施工，施工時隨時觀察頂板情況，及時摘除危巖懸矸。2、從 10#中央變電所至 10101 軌道巷門口處重新打眼用膨脹螺絲固定油絲繩 和電纜鉤， 將光纜敷設至電纜鉤上。 從 10101 軌道巷門口至

22、 10#煤軌道大巷上頭將 光纜敷設在電纜托架上。 6#采區(qū)直接將線路敷設安裝在電纜托架上。3、安裝膨脹螺絲時：每 10m打設 1 個膨脹螺絲，遇巷道變坡處可根據(jù)現(xiàn)場情 況打設，安裝位置在原巷道最上側的電纜鉤以上。4、膨脹螺絲打設完畢后，在膨脹螺絲上敷設油絲繩，油絲繩敷設必須牢固可 靠。并用倒正螺絲漲緊油絲繩，防止油絲繩彎曲。5、在油絲繩上安裝電纜鉤，電纜鉤間距與原吊掛的電纜鉤一致。6、施工設專人負責，統(tǒng)一指揮，明確分工，責任到人。7、施工前， 10#煤軌道大巷施工時將無極繩絞車打至停電閉鎖狀態(tài)，并按專 人看管，施工期間嚴禁提升運輸。 6#煤軌道大巷施工時，將 6#煤軌道大巷絞車打 至停電閉鎖狀

23、態(tài)，并按專人看管，施工期間嚴禁提升運輸。8、敷設線路需穿過皮帶輸送機時，必須將施工地點的皮帶輸送機打至停電閉 鎖狀態(tài)，并按專人看管，施工期間嚴禁開啟皮帶輸送機。9、線路敷設時，應敷設排列整齊，不得與原有電纜交叉。電纜穿電纜架時， 應注意穿行順序，不得穿錯、少穿。10、施工人員要做好自保工作，相互提醒，相互關照，安全負責人要嚴把安全關，做到不安全不作業(yè)，堅決制止三違現(xiàn)象。11、施工負責人負責本工程全部安裝質量及工程進度，所有參加施工人員必 須服從施工負責人統(tǒng)一指揮。安全負責人嚴把安全關，監(jiān)督所有人員不違章，做 好聯(lián)?；ケ！?2、敷設電纜過高時，注意腳下，防止踩空或絆腳。需搭設臨時手腳架時， 必須

24、牢穩(wěn)可靠。13、線路不得在地面拖拉，防止損壞線路。需分段人工抬拉電纜，邊拉邊安 裝到電纜架上。14、敷設線路應隨時注意障礙，防止刮碰電纜。15、在敷設線路時避免擠壓手腳。需抬運線路時，施工人員必須相互配合好， 看清道路。16、線路敷設前，必須將巷道清理干凈，防止地滑跌倒，與坡度過大的巷道， 必須有保護穩(wěn)定的措施。（三）、其他安全技術措施：1、井下分站，應設置在便于人員觀察、調試、檢驗及支護良好、無滴水、無雜物的進風巷道或硐室中，安設時應墊支架，使其距巷道底板不小于300mm，或吊掛在巷道中。2、隔爆兼本質安全型等防爆電源，宜設置在采區(qū)變電所，嚴禁設置在斷電范 圍內。隔爆兼本質安全型防爆電源嚴禁設置在下列區(qū)域：（ 1）低瓦斯和高瓦斯礦 井的