煤矿安全监控系统升级改造及应急广播系统方案

*矿KJ31N安全监控系统升级改造方案
第一部分安全监控系统升级改造
森透里昂（Senturion）监控系统是加拿大康斯培克公司在90年代研发的专门用于煤矿安全生产的监控系统，系统先后经历了100/200/300/500/600/800几代更新。

康斯培克总部设在加拿大伯灵顿，并在加拿大多伦多、美国匹斯堡、丹佛、澳大利亚悉尼和中国北京设立了分公司。

森透里昂是全数字化现场总线全监控系统，从400型开始就已经是数字化的系统并于1990年装备矿、小康矿。

该系统目前采用MODBUS数字协议，支持多种通讯协议，如、ACC、CN2。

所有设备都就近直接接到总线，不必经分站转接。

所有的信息都在同一条总线上传送。

中心站可以直接修改远程设备的参数。

传输速度快，波特率达4800，9600。

安装、维护、扩充、撤销、搬家方便。

森透里昂所有传感器都是数字智能型，无论是气体传感器、模拟量、开关量等传感器。

采用目前世界最新的FLASH技术的微控制器为核心，电路简化，可靠性高。

所有传感器都是数字信号输入输出，都有通讯功能。

所有传感器都可以直接接到总线，不必用分站转换信号制。

没有模拟式传感器“一对一”的缺点。

所有传感器都由总线供电。

一、监测监控系统升级改造原因
国家煤矿安监局于2016年12月发布了《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》。

为提高煤矿安全监控系统准确性、灵敏性、可靠性、稳定性和易维护性，增强煤矿安全保障能力，根据“国家煤矿安监局关于印发《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的通知”煤安监函〔2016〕5号的规定，大型矿井、煤与瓦斯突出矿井的在用安全监控系统升级改造工作应在2018年底前完成，因此，需要对矿在用的KJ31N安全监控系统进行升级改造。

二、安全监控系统升级改造后主要技术参数
主要内容是对现场设备进行技术升级改造,并达到如下要求：
1）全数字化传输；
2）具备抗电磁干扰能力；
3）采掘面传感器使用防护等级达到IP65传感器；
4）支持多系统融合功能，能够基于统一平台进行监测与控制；
5）系统具备自诊断功能，能够对数据状态进行标记；
三、安全监控系统升级改造技术方案
（一）主要内容
1、格式规范化
在原有的KJ31N矿井安全监控系统Modbus数字通讯的基础上，根据《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的要求，对数字化传输进行格式规范化，采用RS485方式进行传输。

2、以KJ31N安全监控系统为主导的千兆网络平台：矿井建立统一的千兆环网为多系统融合打下坚实基础，以矿井安全监控系统的千兆环网为主干网平台，以矿井安全监控系统的千兆环网为主导，其它广播等系统做为子网融合进矿井安全监控系统的千兆环网平台里；
3、子系统融合的方法：矿井安全监控系统的千兆环网交换机P5000（A）为其它子系统的融合提供了2个TCP/IP协议的以太网电融合接口，其它子系统可以通过TCP/IP以太网协议融合进入安全监控系统网络平台。

4、提升传感器的防护等级
将采掘面传感器的防护等级由IP54提升到IP65。

5、完善报警、断电等控制功能。

6、支持多网、多系统融合。

7、完善自诊断、自评估功能
在原系统自诊断、自评估的基础上，依据《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的要求，完善系统定期的自诊断、自评估功能。

自诊断的内容应包括：
（1）传感器、控制器的设置及定义；
（2）模拟量传感器维护、定期未标校提醒；
（3）模拟量传感器、控制器、电源箱等设备及通信网络的工作状态；
（4）中心站软件自诊断，包括双机热备、数据库存储、软件模块通信。

（二）实施方法
分部改造，逐步更换部分安全监控设备。

1）新购设备：
地面环网交换机2台，井下环网干线扩展器16台，DXBL768/12.8J矿用锂离子备用电源16台，GJG100J激光甲烷传感器60台，主、备、服务机3台，服务终端6台；工业级核心交换机2台。

2）改造设备：
原P5000A干线扩展器改造（通过更换原60台干线扩展器中通信板实现数字化传输格式规范化）。

智能传感器信号转换器416个（除采掘工作面传感器更新外，其他传感器采用加传感信号转换器的方式实现传输格式规范化，计划在2年内将传感器更新为智能传感器）。

信号转接板66个。

升级过程采用逐步替换、分区域改造的方式，可保证新、老设备完全兼容同时使用，各阶段设备的更换数量均可根据用户资金状况进行调整。

原有设备升级改造可用
需要新进设备
第二部分应急广播系统
一、应急广播系统安装背景
根据《煤矿安全规程》第六编第二章第六百八十五条规定和《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法》要求，矿井应当设置井下应急广播系统。

二、应急广播系统功能要求
主要内容是对井下应急广播系统进行安装,并达到如下要求：
1)任意拓扑、无限延伸，实现井下全覆盖
系统结构可以任意拓扑、无限延伸，可以根据井下的布局需要进行设备安装，实现井下扩播通信全覆盖
2)阻燃电缆通信，通信线路高可靠
阻燃电缆抗砸、抗震、防火，是构成坚强通信系统的必要条件
3)设备全本安设计，可以安装在井下任意角落
4)设备按IP67的防护等级设计，可以浸泡在水中
5)设备内置本安可充电电池，保证停电后，不小于两小时的通话时间
6)广播和分区广播：调度可以对井下进行分区广播或对全体进行广播
7)双向通话：调度既可以广播指挥，井下又可以向调度报警
8)报警定位与记录：地面调度可以定位报警区域，并进行录音记录等
9)分区警报：调度可以同一时间对不同区域播放不同的警报声音，以示对不同区域不同的危险程度的警报
10)扩音电话设0-9按键，可拨号，实现点对点通话，点对面通话
11)系统可实现系统内任意终端设备的组播
12)系统广播方式为全数字广播，广播采样率不低于44.1KHz、16Bit 的音频压缩格式；
13)调度台采用多调度台结构，并且具有与多个IP电话联动机制，确保地面调度能够及时响应井下矿用本安型扩音电话的报警呼叫
14)基于IP调度的有线、无线、应急广播一体化调度平台，方便实现不同调度手段的互联互通
15)系统单个矿井接入容量不小于500台井下扩音电话终端
16)快速组网和施工：采用军品IP67航空插头，快速构建扩播通信系统
17)网络重组方便快捷：系统支持任意的拓扑结构，在工作面等发生变迁时，能够很方便地进行局部扩播的拆卸并安装到其他新的地点。

18）具有视频调度系统，由视频话机、井下可视对讲摄像头、扩音电话等组成,实现视频指挥调度功能。

1）多媒体视频电话支持音/视频呼叫。

2）支持可视话机与井下可视对讲摄像仪之间的可视对讲功能。

3）井下可视对讲摄像仪与配套扩音设备连接后，可实现一键呼叫到调度台广播系统。

4) 可视对讲摄像仪与矿上广播系统完美兼容。

5）可视对讲摄像仪支持高清显示,可达到1080P。

安装的地点
应急广播系统设备明细。