煤矿井下爆破监控系统修改稿2015624

十二师科技项目可行性研究报告计划类别：工业攻关项目名称:煤矿智能连锁爆破安全监控系统在井下应用与研究申请单位:新疆昌平矿业有限责任公司组织单位:十二师科技局兵团十二师科学技术局二O一五年四月项目信息表项目名称煤矿智能连锁爆破安全监控系统在井下应用与研究申请单位新疆昌平矿业有限责任公司所属技术领域1.农业2.资源3.环境4.生物医药5.新材料6.电子与信息7.新能源8.高效节能9.食品10.纺织11.化工12.农用装备与制造业13.社会事业14.其它主要内容（150字以内）煤矿安全生产关系着人们的人身安全,关系着煤矿行业的健康稳定发展，煤矿爆破监控系统集成了多项先进技术研发成功。将煤矿放炮管理的77个步骤的“措施管理”方法，转变为“不安全，就不能放炮”的“本质安全管理”方法，是对放炮安全管理方法的创新。主要技术经济指标（150字以内）1.公司煤矿推广将杜绝煤矿放炮带来的安全隐患，减少直接经济损失。意义及其重大。2.该系统依据的“本质安全”理念是煤矿安全工程建设的根本保证，只有确立这一理念才能确保安全。3.智能放炮监控系统的是一项新的技术、新的产品，将形成一个新的行业，可在新疆矿山推广应用，以创造年产500万元的产业和效益，安排人员就业。创新点及可能获得的成果和知识产权1.采用智能控制技术和网联技术，对爆破过程中的“不安全因素”进行实时监控，达到爆破管理的“本质安全”，重点是对爆破环境进行检查控制，杜绝瓦斯、CO等有害气体超限爆破。2.控制爆破区域不安全区域人员的误入，进行三人连锁控制，安全距离控制、网络电阻不合格控制。3.达到警戒人员不到位置、安全距离不够、不进行三人连锁、网络电阻不合格、瓦斯、CO超限、有人在危险区域、风量不足、没有停电就不能爆破八项控制目标。经费概算总投资76万申请拨款20万单位自筹56万银行贷款起止年限2015.1～2015.12申报日期2015.4.20煤矿煤矿智能连锁爆破安全监控系统在井下应用与研究一、项目概述1、项目提出背景、意义和必要性（1）根据统计，煤矿放炮事故造成的死亡人数，占整个煤矿事故死亡人数的30%左右，每年因放炮死亡2000人左右，放炮引起的重特大事故占到了60%以上，而且，放炮事故占比例还在不断上升。“放炮”已经成为煤矿的第一隐患！安全的“第一杀手！”违章放炮引起的事故，给企业带来了巨大的经济损失和无可挽回的政治影响。对于新疆地区来讲，更为重要。因此，如何杜绝放炮引起的事故，成为煤矿各级管理人员亟待解决的难题。近年来，昌平公司各矿在安全管理上，先后推行了管理人员走动式管理、安全确认制、手指口述等一系列安全管理制度和方法，并取得了一定效果。但是，以往的管理方法靠人管人，缺乏适时的过程监督，管理力度不够，针对我矿矿工文化程度低、基础素质差、安全意识淡薄等情况，如何能真正实现管理到位，杜绝放炮事故，给我矿安全管理提出了更高的要求。（2）该系统依据的“本质安全”理念是煤矿安全工程建设的根本理念，只有确立这一理念才能确保安全。（3）昌平矿业公司所属煤矿采煤工艺基本是以爆破落煤为主，爆破作业是采掘主要内容，炮采(掘)工作面瓦斯、煤尘爆炸威胁着煤炭工业的安全生产、煤矿工人的生命安全。目前炮采(掘)工作面爆破作业缺乏有效的技术防控，而延续的人防管理又与矿工的整体素质形成矛盾，导致放炮事故频发。为提升我公司井下采掘工作面放炮安全，实现放炮过程智能化管理水平，同时与中煤科工集团重庆院校企合作，利用中煤科工集团重庆院研发了放炮闭锁监控系统，改善采掘工作面放炮安全系数，实现放炮过程智能化管理水平，有利于实现“本质”安全，确保放炮安全。（4）104煤焦厂在2013年10月份出现一起放炮事故，发生一起死亡事故，教训很深刻，主要原因是放炮作业“三人连锁”放炮制度执行不到位，没有形成完全闭锁作用造成事故，因此，如何从根本上约束、固化、规范职工的安全行为，杜绝放炮事故，成为困扰矿井安全管理的难题。104煤焦厂通过实施管理创新，应用了“KJ387(A)煤矿智能连锁放炮监控系统”，破解了这一难题，提高了矿井安全管理水平。2、主要解决问题该系统结合人员定位管理技术、新型放炮闭锁技术，对井下特殊爆破区域人员数量进行实时统计，实现在放炮区域内如果有人员、人员突然闯入放炮区域、瓦斯超限等情况下，系统自动对发爆器实施闭锁；地面实时监测记录井下放炮作业过程、人员信息，对发爆器实现远程闭锁/解锁，实现作业区域有人绝对不放炮，避免井下放炮作业区域造成人员炸死炸伤事故的发生，进一步保障了井下作业人员的生命安全。该系统处于国内领先水平，提升了煤矿井下放炮作业智能化和信息化管理水平，彻底解决了传统的爆破模式存在的相关不安全隐患。3、目标和内容本质安全型发爆器和井下爆破监控系统的研发和应用，将全面实现“不安全就不能爆破”，是爆破技术和爆破管理技术实现飞跃，为从根本上遏制消灭爆破事故，实现矿山安全形势的根本好转提供了一个可靠的技术保障。系统组网分为平台型和总线型。平台型模式主要包括监控主机、区域人员监测软件、地面交换机、KJJ103井下防爆交换机、KJ251-F8/F2人员管理分站（改进型）、KJF210B矿用读卡器（改进型）、KBR(A)爆破闭锁控制器、发爆器、KGE116C/D矿用标识卡、声光报警器等设备。总线型模式主要监控主机、区域人员监测软件、KJJ46传输接口、KJ251-F8/F2人员管理分站（改进型）、KJF210B矿用读卡器（改进型）、KBR(A)爆破闭锁控制器、发爆器、KGE116C/D矿用标识卡、语音光报警器等设备。在通往爆破（放炮）危险区域的各通道内分别布设进出读卡器及语音报警器，保证对进入该区域内的人员均被监测；中心站软件对应设定进入区域识别读卡器、出区域识别读卡器，携卡人员最后被进入区域识别读卡器识别，实时统计人员数量则增加，携卡人员最后被出区域读卡器识别，实时统计人员数量则减少；如果实时统计人员数量为零，则表示区域内无人。放炮闭锁控制器安装在规定的点炮地点，保持与分站实时通讯，对发爆器发送闭锁命令，同时实时检测发爆器是否接入，信息动态指示。发爆器一旦接入，语音光报警器启动，提示人员撤离。如果区域内有人，则始终处于闭锁状态，禁止能量输出；如果区域内无人员、瓦斯不超限，则控制器解锁，允许井下放炮。放炮完毕后，发爆器关闭，语音光报警器停止工作。如果出现通讯中断，在确保区域安全的前提下，井下可强制解锁放炮，不影响正常生产。二、项目攻关总体目标，实施年限，具体的考核指标及年度计划安排。1、项目攻关总体目标本项目计划1年内完成，通过项目的应用，掌握智能防爆监控系统的关键技术，建立公司各煤矿生产经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、可视化、集成化和科学化管理，实现矿井信息的高度集成与整合，使各级管理者及时准确掌握动态业务中的一切信息，做出生产要素优化组合的决策，使企业获取最大的经济效益。实现生产管理的精细化，矿山管理的规范化和科学化，到达生产效率的最高化和生产成本最低化，打造高产高效矿井。实现昌平矿业公司科技兴安战略，拓展矿业发展的领域和空间，促进公司科技发展水平和安全生产管理水平的提高。进一步提高昌平矿业产业经济发展对十二师经济总量增长的贡献率。2、实施年限及年度计划安排项目实施周期一年：2015年1月—2015年12月。项目计划安排如下：（1）2015年1-3月市场及设备考察、调研；（2）2015年4-5月设备购置；（3）2015年6-8月安装调试运转；（4）2015年9-12验收推广。三、项目的主要研究内容煤矿爆破监控系统是以网络技术为核心。通过生产现场的设备层与控制层、信息层的集成，实现控制与管理的数据通信与共享。井下所有的放炮地点均由放炮管理中心统一管理。地面可以对放炮实施过程进行全面监测、监控。系统软件的应用与整合，实现管理信息系统和生产监控系统的集成，达到通过生产监控系统控制生产过程、管理信息系统控制管理过程，并使两个系统的监测和控制能力通过网络高度集成，并能够最终实现通过互联网络进行异地远程监测与维护，为企业的生产经营提供决策支持。煤矿爆破监控终端中预先设定允许放炮的环境条件（三人联锁、安全距离、网络电阻、安全区域是否有人、瓦斯浓度、煤尘浓度、风速、风电闭锁等）当需要放炮时，管理中心工作人员将现场监控系统的环境参数通过网络传到现场放炮监控终端中，与放炮监控终端中的预设参数作比较，条件符合时，允许放炮，否则终止操作。管理中心通过网络将信息采集到管理主机，对放炮信息数据进行集中管理，并可以对数据进行分析，以便于制定更有效、更具有针对性的措施，保证放炮的安全。管理中心对每一台合法的放炮监控终端进行备案（每一台放炮监控终端都具有唯一的识别号），可以对每一个放炮地点进行查询。矿务局等相关单位也可以通过网络，对每一个放炮地点进行查询。四、项目的主要技术特点和创新点，关键技术内容，项目实施的技术、工艺路线，可能取得的专利及知识产权分析。（一）项目的主要技术特点和创新点（1）爆破过程中的不安全因素的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；爆破不安全区域人员的误入控制等；（2）通过“十个不能，一个监控”来实现现场的爆破实时监控，具体实现如下：十个不能：（1）警戒人员没有到位置，就不能爆破（确保警戒人员到达警戒位置警戒,超过警戒位置3米就不能爆破）（2）爆破安全距离不够，就不能爆破；（从而确保爆破的安全距离，超过爆破点5米就不能爆破）（3）不进行三人连锁，就不能爆破；（确保爆破时，责任人必须到现场完成自己的职责，不到场发爆器自动锁死）（4）网络电阻超限，就不能爆破；（杜绝瞎炮、哑炮的产生，网络电阻低于15高于760，都不允许爆破）（5）瓦斯超限，就不能爆破；（确保瓦斯正常的情况下爆破，超过1%，发爆器自动锁死）（6）有人在危险区域，就不能爆破；（爆破中确保巷道工作人员在安全地点，危险区域有人，发爆器自动锁死）（7）风量不足，就不能爆破；（爆破中确保通风正常，当风速低于0.25m/s,低于发爆器自动锁死）（8）一

氧化碳超限，就不能爆破；（爆破时确保一氧化碳数据正常，

一氧化碳超过0.5%，发爆器自动锁死）（9）喷雾设施没有打开，就不能爆破。（10）没有停电，就不能爆破。一个监控：矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。（二）关键技术内容传输分站系统：每个爆破工作面1台。由本安电源18V电压供电。安全起爆距离标识器：每个爆破地点1台。由爆破区域控制器电源供应。无线接收器系统：每个掘进工作面配置2台，采面6台。本安电源箱台：每个工作面1台，矿下660V或者12V电压供电。供应工作面所以设备电源。人员识别卡系统：每个面工作人员每人1张卡。矿用连锁发爆器：每个爆破工作面各3台。（三）项目实施的技术、工艺路线系统上电首先用磁性钥匙打开磁性开关，给控制电路供电；此时液晶屏会显示开机主界面。爆破区域检测爆破监控终端开机后会自动检测爆破区域，如果在区域内，则可以进行后续操作；如果不在区域内，则不能进行后续操作。人员信息验证爆破区域检测通过后，根据液晶提示，便可通过专门人员三人连锁卡验证，验证通过后，方可进行网络电阻测量的操作步骤。网络电阻测量将爆破网络的两端分别连接到两个专用测量端子上，如果电阻值超出允许范围，将提示爆破网络连接有问题，应该马上检查，一切合格后再重新进行操作；如果电阻值在允许范围内，液晶提示进行充能操作。充电和爆破用专用钥匙将开关7的位置拨到“充电”位置，进行充电。当充电指示灯亮起时，说明充电完成，可以爆破，此时，将爆破钥匙拨到“爆破”位置即可完成一次爆破操作。操作完成后，一定不要忘记带上防尘帽。五、项目主要技术特点和创新点1、警戒人员必须在设置的警戒点3米之内，超过之后就不能爆破。警戒位置安装一台无线接收器系统，爆破过程中无线接收器系统接收到警戒人员监控卡信息后，矿用连锁发爆器系统才能启动通过。警戒人员没有到位矿用连锁发爆器系统提示警戒人员没到位禁止爆破。2、必须在规定的起爆点位置5米之内爆破，否则发爆器就处于锁死状态,不能爆破.通过爆破监控终端和安全起爆距离标识器系统综合作用实现的，使用时按照煤矿安全规程设定好安全距离的，在爆破安全位置处设定一台安全起爆距离标识器系统，矿用连锁发爆器系统只有收到设定的安全起爆距离标识器系统发出的信号时，才能启动进入工作状态，否则，不工作。3、不进行三人（多人）连锁，就不能爆破。确保爆破时，责任人必须到现场完成自己的职责。通过三人连锁卡射频技术实现，通信无线传输下传给矿用连锁发爆器系统，实现三人联锁爆破。具有识别率高，识别快等特点如三人联锁中其中一人离开爆破监控周边一定距离，系统将自动闭锁，不能爆破。4、网络电阻超过700欧姆或者低于10欧姆，就不能爆破。瞎炮处理是爆破过程的一个很大安全隐患，瞎炮处理非常容易造成人员伤亡事故。矿用连锁发爆器系统，可以提前预测是否可能产生瞎炮，以便于提前采取措施，预防瞎炮的产生，实现本质安全。坚决杜绝因双绞线接线不牢、不标准而引起的落炮，从而有效的杜绝瞎炮、哑炮。这种不合格状态有三种情况：一是，数值超标，就不能爆破；二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，就不能爆破；三是，数值虽然不超标，但是一直在升高，就不能爆破。5、瓦斯超过1%，就不能爆破。就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取瓦斯数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个瓦斯探头数据、并可以在爆破监控主机中设置正常爆破的瓦斯数值，井下爆破点瓦斯数字一旦超过规定的数值，监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止爆破的指令，系统将自动闭锁，不能爆破。6、有人在爆破危险区域，就不能爆破。就是爆破时，首先监测爆破区域（警戒区域）是否有人，有人系统自动闭锁，不能爆破。是否有人的信息的判断方法，是在警戒区内设置3台无线传感器，通过判断接收在爆破区域内的人员携带的人员识别卡系统，来判断人员是否在危险区域，有人就终止作业，不能爆破。7、工作地点风量低于0.25m/s，就不能爆破。就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取风速数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个风速探头数据、并可以在爆破监控主机中设置正常爆破的风速数值，井下探头风速数字一旦不符合爆破规定的数值，监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止爆破的指令，系统将自动闭锁，不能爆破。8、一氧化碳超限0.5%，就不能爆破。就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取一氧化碳数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个一氧化碳探头数据、并可以在爆破监控主机中设置正常爆破的一氧化碳数值，井下爆破点一氧化碳数字一旦超过规定的数值，监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止爆破的指令，系统将自动闭锁，不能爆破。技术参数系统容量：单套系统接口最大可接入传输分站系统128台。系统可以监控的安全因素为10种以上，可根据需要增加或者减少监控因素。系统连接方式：系统连接方式为can,tp/ip,采用信号线缆或者光纤通讯，可直接接入千兆环网系统误码率：≤10～8。爆破监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10m。供电：井下设备采用本安电源供电，远程供电距离不小于2km。系统存储性能：有关记录在地面中心站保存半年以上。软件画面响应时间：调出整幅画面85%的响应时间≤2s，其余画面≤5s。地面系统与井下控制器离线控制功能：即当地面主机与井下控制器中断通讯时，井下控制器具有离线管理功能，以确保井下爆破的正常运行。设备故障处理功能：当爆破安全环境参数传感器出现设备故障时（数据超限、信号不通），这时，地面主机能够弹出对话窗，并报警，经过井下确认，地面领导批准后，可由操作员设置为故障命令，系统自动进行故障处理。（就是将故障作为合理数据来实施控制）六、组织措施及实施方案1、组织管理的措施本项目主要由北京龙德时代技术服务有限公司进行研发，昌平矿业公司104煤焦厂安装应用并技术成果转化推广。采用课题负责制,独立研究、联合攻关等多种形式，系统地开展该项目的研究，同时制定项目整体计划，成立由公司技术骨干组成的技术成果转化推广项目组，统一协调该技术所需的资金、人力、物力和相关的设施及设备。加强对该项目组织管理、项目总结和成果转化。2、组织实施的方案2014年10-11月原料的选定，设备购置；2015年2-5月项目的选定、技术合作的签订；2015年2月-3月培训；2015年6-8月在公司104煤焦厂试行；2015年9-11月验收3、项目负责人情况及项目研究人员情况（见附表1）项目技术成果转化推广总负责人由董事长杜永强、总经理孙宝华担任；副总经理李明海负责项目的管理、申报；总工程师赵怀武负责项目组织、协调；调度中心杨学负责项目考察、联系、签订合同；104煤焦厂赵楠、李国军负责项目的人员落实、财物落实及项目的实施、推广；公司生产技术部周万国负责项目编制、联络、技术指导；潘淑华负责材料的编制收集、项目总结及档案管理工作。郭鹏负责项目的研究、总结及推广实施。项目负责人情况及项目研究人员组成表1姓名工作单位职务职称项目实施分工杜永强新疆昌平矿业有限责任公司董事长高工项目负责孙宝华新疆昌平矿业有限责任公司总经理工程师管理申报李明海新疆昌平矿业有限责任公司副总工程师项目管理赵怀武新疆昌平矿业有限责任公司总工高工组织协调周万国疆昌平矿业有限责任公司主任工程师编制推广吴朝锋新疆昌平矿业有限责任公司主任工程师项目联系潘淑花新疆昌平矿业有限责任公司副科长技术员项目申报总结验收郭鹏新疆昌平矿业有限责任公司科员助工编制推广杨学新疆昌平矿业有限责任公司科员技术员推广实施赵楠昌平矿业公司煤焦厂一号井副矿长助工实施推广李国军昌平矿业公司煤焦厂一号井技术员助工实施推广七、项目总投资预算，资金筹措及来源渠道。1、经费预算（见附表2）2、经费来源煤矿智能连锁爆破安全监控系统在井下应用研究项目，按照多渠道筹集资金的原则筹措。资金总计76万元，其中申请拨款20万元，单位自筹56万元。表2：项目经费预算表单位：万元经费来源预算经费支出预算科目预算数科目预算数备注来源预算合计76支出预算合计76一、上级拨款20一、人员费10二、国家其它拨款其中：课题负责人3三、部门拨款主要研究人员7四、地方拨款二、设备费44五、单位自筹561、购置费39六、银行贷款02、试制费5三、示范区建设费101、材料费52、设备安装费5四、课题研究经费7技术引进示范费5培训、考察费2八、项目预期成果的经济、社会、环境效益分析，与国内同类产品或技术的竞争力分析，成果应用和产业化前景分析，风险分析。1、技术经济效益分析公司实现KJ387(A)煤矿智能连锁放炮监控系统后，掌握了KJ387(A)煤矿智能连锁放炮监控系统的关键技术，推广放炮职能化信息技术，避免放炮中发生安全事故，可以推广到公司五个煤矿，也可以推广到其它矿，实现矿井放炮闭锁职能化，做出生产要素优化组合的决策，使企业获取最大的经济效益。2、成果应用推广前景分析目前采矿KJ387(A)煤矿智能连锁放炮监控系统建设刚刚起步，实现管理