数字化煤矿安全监测监控系统的应用与实践

1、数字化煤矿安全监测监控系统的应用与实践    一、概述瓦斯事故是我国当前煤矿生产的主要灾害，而装备矿井安全监测监控装置又是防止瓦斯事故最重要的现代化手段之一。然而近年来重、特大瓦斯爆炸事故却多次发生在装备有矿井安全监测监控系统的国有重点煤矿中，究其原因是多方面的，但与监测系统的使用、管理、技术等有密切关系，如系统的集成度低。由于各种系统建于不同时期，使用不同的技术，各系统无法有效的集成，使安全生产监测监控信息不能很好的整合、利用，安全生产信息一、概述       瓦斯事故是我国当前煤矿

2、生产的主要灾害，而装备矿井安全监测监控装置又是防止瓦斯事故最重要的现代化手段之一。然而近年来重、特大瓦斯爆炸事故却多次发生在装备有矿井安全监测监控系统的国有重点煤矿中，究其原因是多方面的，但与监测系统的使用、管理、技术等有密切关系，如系统的集成度低。由于各种系统建于不同时期，使用不同的技术，各系统无法有效的集成，使安全生产监测监控信息不能很好的整合、利用，安全生产信息及时、准确的传送到各级相关人员手中缺乏有效的手段，仅局限于煤矿一级。 在人们可利用的信息中80%都与图形有关,而互联网地理信息系统（WebGIS）克服了传统数据库不能处理数字图形空间数据的弊端,能够对图形空间进行数字化描

3、述、分析和表达以及能够与数据库无缝集成,因而近年来得到了广泛应用。 随着计算机和网络技术的日臻完善和飞速发展，一种基于Internet和Intranet网络技术的以远程煤矿安全实时监测监控为主，集安全信息采集、采掘位置动态跟踪、隐患警告、事故报警、安全监管、安全调度等功能为一体的计算机信息网络系统在有关科研部门的努力下已研制成功。由山西省晋城市阳城县政府与中国煤炭科学研究总院抚顺分院软件中心（沈阳新元信息工程软件公司）共同开发的“煤矿安全生产数字化网络动态实时多级监管系统”能够将现有不同时期、不同种类、不同技术的安全生产监测监控系统和新建的系统整合在统一的平台上，使从企业的生产环节到

4、政府的监督管理机构都能及时得到安全生产的信息，协助将安全生产监督管理工作落到实处。 该系统的网络结构采用目前最先进的B/S（浏览器/服务器）结构；煤矿与上级监管部门的数据采集通讯为光纤通讯方式；GIS（地理信息系统）技术采用最先进的网站地理信息系统（WebGIS） ；对煤矿安全生产实行数字化监测与监管，通过网络对煤矿井下瓦斯浓度、风机开停状况、设备匮缺和断电状况进行全天候的高效快捷实时监控。 二、数字化煤矿安全监测监控系统在太原煤气化集团公司中的应用 2.1 建设的目标 太原煤气化集团公司数字煤矿安全信息网的服务范围为五个煤矿，其中有

5、三个煤矿已安装了瓦斯监测监控系统:嘉乐泉煤矿监控系统型号为KJ2000；炉峪口煤矿、南山煤矿煤矿监控系统型号为KJGIS；三个煤矿的瓦斯监测系统数据全部送到集团公司信息中心。由于东河煤矿和离石煤矿为基建矿井，暂不上瓦斯监测监控系统，但该信息网为这两个矿井留有后续扩充能力。信息中心负责信息传递、数据存储、网络运行维护，总调度室负责各煤矿井下瓦斯监测监控信息的管理，安监局负责井下瓦斯监测监控系统的监督。应用软件要求： 1）、采用先进的WebGIS数字煤矿网络实时多级监测与监管技术，通过访问集团公司WebGIS网站，使各级安全管理部门能够采用直观数字图形化方式，在任何时间任何地点实时监测煤

6、矿安全状况，及时发现和处理安全隐患，为防治瓦斯事故构筑多道防线，减少事故的发生。 2）、能够直接在数字采掘工程图上直观显示传感器及控制设备的真实位置，实时实地显示监测与设备的运行及控制状态；能够与各生产系统集成进行数字图形化调度管理。 该安全信息网络是一个以远程煤矿安全信息实时监控为主，由省、公司、矿三级信息平台与相应的传输通道组成，能够及时、准确、可靠地进行数据及多媒体信息传输，并可在网上进行各种与企业安全生产相关的信息查询。 2.2 总体建设方案 集团公司使用专用服务器、专用通讯线路、专用网络对其所属三个煤矿两种类型瓦斯监测监控系统实现联网

7、；使用通用数据通讯协议将煤矿监测数据通过光纤来实现实时数据的及时传输。 网站建设模式采用集中模式，即煤矿建局域网但不建网站，在集团公司建一个中心站，所有煤矿与集团公司直接联网，监测数据直接传输到集团公司中心站，煤矿基础数据集中存储在集团公司网站。 井下采用传统的树形结构：总站分站传感器，集团公司中心站设三层网络交换机1台，服务器3台，其中1台Web服务器，1台数据库服务器，1台数据采集服务器，服务器为双CPU；各矿设网络交换机，建立煤矿局域网，通过访问集团公司的网站实现信息查询和网络实时监测监督。在公司董事长、总经理、总工程师、调度室、矿长、通风区等有关部门设置授权终端。其

8、余用户采用B/S（浏览器与服务器）模式，通过集团公司网站进行授权访问。 软件系统由系统软件、开发与运行平台软件和应用软件三层组成。 a、系统软件 网站服务器操作系统采用Windows 2000 Adance Server ，客户端采用Windows 2000 b、平台软件 采用目前先进的美国MapInfo的MapXtreme地图应用软件作为WebGIS网站建设的基础平台软件，在其基础上运行开发的应用软件。 c、应用软件 应用软件系统由煤矿工作站、网络服务器数据通讯及采集处理、

9、集团公司网站服务器应用三级应用软件共十个应用子系统组成。 （1）、先进的信息化平台，能够全面管理和充分利用各种信息资源。 （2）、基于Intranet WebGIS网站，实现信息高度共享。 Intranet是局域化的Internet，以TCP/IP基础，以Web为核心应用，构成统一的信息共享与交换平台，用户无需操作培训，通过浏览器就能发布信息、进行各种空间检索和空间分析。各级管理人员能够共享矿井数字地图和开采设计等各种信息资源，便于各部门的技术交流与协同工作。 （3）、独特的信息图形可视化显示，直观的图形化信息查询 该系统以图形元素点

10、、线、面的方式储存图形空间信息，因此可以对图形进行编辑、任意放大、缩小、漫游和按任意比例尺寸打印输出而不失真，能够在图上直观地进行信息查询和进行各种空间分析与决策支持。如可随意查看采掘工程图、各种设备布置图等；对于工况信息如通风系统、风机、风门状态和监测系统实时监测数据，可在采掘工程图的实际地点醒目显示；对于各种督察信息，可直接在各种作业点上标注，一目了然看到整改情况。 （4）、易于操作，系统维护费用低。 该系统采用浏览器页面取代通常繁杂的专业应用操作界面，使操作界面极为简单易用，并且用户无需安装应用软件系统，大大降低了系统的维护费用。 （5）、便捷的网络监测功能

11、 在得到安全认证和许可权限之后，可在网络的任一节点访问该系统，实现实时监测和网络监管以及信息查询。 （6）、良好的功能扩展性，构建“数字煤矿”企业信息化建设平台 由于基于Internet网络和WebGIS技术，为系统的扩展提供了极大的空间，可增加各种生产信息系统，同上述各子系统，一起构建整个集团公司的“数字煤矿”信息化系统。 三、运行保障措施 3.1、要抓好组织机构的落实。为加强对数学化煤矿安全网络监管系统的统一管理、维护，应成立专门的管理机构，负责该安全网络的建设和运行管理工作。 3.2、健全制度，明确责任。应制定综合信息网络管理办

12、法、矿井监测监控系统安装使用管理规定、综合信息网络监管异常情况处理程序等方面的规章制度。 3.3、强化网络管理人员素质的提高。为了确保监测监控系统的正常运行，要求系统网络中心必须配备中专以上学历、熟悉计算机网络操作、懂煤矿安全管理、工作认真、责任心强的管理人员。 凡从事监测工作的人员既要懂安全监测仪表的使用，又要懂矿井通风方面的基本知识，还要会安装、调试和排除故障。监测人员必须进行系统的专业培训，如安全监测、通讯技术和通风安全等方面的专业培训，并经有关部门考核合格，方可独立工作。 3.4、要做好传感器的日常维护、调校工作，保证其工作正常。 四、系统使用效

13、果 该系统投入使用以来，所有联网煤矿均未发生过瓦斯事故，对于避免瓦斯事故起到了十分明显的作用，取得了显著的经济效益和社会效益。 4.1、 能够及时并且非常直观地得到煤矿安全与生产情况信息，便于进行监察管理，起到了避免事故发生的“守门员”作用。 该系统能够在数字化采掘工程图上透明叠加工作面生产信息图层、通风系统与设施图层、与瓦斯检查和瓦斯实时监测数据图层、安全监察和隐患分布图层等各种信息图层，可直接在图上查询和分析各种信息，整个生产与安全状况一目了然，十分直观，能够及时发现安全问题，容易跟踪整改过程和进行监察督办。 4.2、 可以在中心控制室远程实时实地监测任意联网煤矿的瓦斯情况，发现问题及时处理，起到了事故查处的“千里眼”的作用。 系统能够对所有装备矿井安全监控系统的煤矿实现地面联网远程监测功能，每个煤矿实时将监测数据上传到中心服务器中，提供网上实时在线远程监测。所有监测信息和设备开停控制状态在数字采掘工程图上实地显示，非常直观，同时具有较强历史数据统计分析功能。 4.3、成为煤矿安全数据收集的“黑匣子”，提高了煤矿自身的安全意识 该系统结合了安监部门的行政命令，弥补了井下现场因安监人员少，无法及时到位跟踪检查所造成