雅礦井下礦網絡數字化綜合監控系統應用

張新勝

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司）

雅礦井下礦網絡數字化綜合監控系統應用

張新勝

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司）

文章主要介紹雅礦井下礦以數字化綜合監控系統為平臺，實現井下礦監測監控、人員定位、通訊聯絡功能及應用。采用綜合監控系統是確保井下礦安全生產的基礎，也是確保井下作業人員生命安全的重要措施，為礦井的自動化系統提供一個高速、安全、可靠的信息傳輸平臺。

監控監測；人員定位；通信聯絡

聯系人：張新勝，男，31歲，本科，自動化工程師，哈密（839000）新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司

E-mail：zhangxs1@bygt.com.cn

1 前言

雅滿蘇鐵礦井下礦隸屬于新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司，設計能力為30萬t/a，設計開采垂深180m，中段高度 60m，分別為 820m、760m和 700m三個中段。根據國家相關規定要求，礦井建設必須建設監測監控系統、人員定位系統、通信聯絡系統。為保障礦井安全及為井下人員提供必需的安全條件，在雅礦井下開采系統建設了網絡數字化結合監控系統。

2 數字化綜合監控系統概述及網絡結構架

數字化綜合監控系統基于礦井工業以太環網為數字通訊網絡結構，能夠將礦井各環節系統的工作狀態信息、安全信息實時傳遞到礦井生產安全調度指揮中心，為礦井的自動化系統提供一個高速、安全、可靠的信息傳輸平臺，為各級管理提供充分的、實時的信息依據，為礦井建設自動化平臺提供基礎平臺。“數字化綜合監控系統”平臺其主要任務之一是建立高速的工業以太環網絡，解決所有子系統傳輸物理通道。具有數字化、高速化、智能化、標準化，安全可靠、易擴充升級的特點，以此保障生產活動的正常進行和井下工作人員的生命安全。因此要確保網絡設備的冗余性以及所組網絡的穩定性，同時要能夠適應井下惡劣工作環境的要求。井下數字綜合監控系統結構見圖1。

隨著網絡技術的迅速發展，工業以太網+現場總線的自動控制網絡結構正受到廣泛的應用，以工業環網為架構，確保光纖網絡中的任何位置發生一個斷點事故均可在瞬間內完成鏈路通信的恢復。具體的組網方式見圖2。

圖1 雅礦井下數字化綜合監控系統結構圖

圖2 井下工業環網結構圖

3 綜合監控系統

綜合監控系統由監測監視、工業電視監控、井下廣播、無線通信及人員定位等組成，采用溫度、壓力等傳感器現實井下環境實時監測，采用高清網絡攝像頭實現全面直觀的了解掌握井下作業情況，采用IP網絡廣播及無線通訊，實現無障礙全方位溝通聯系及生產調度，采用ZigBee技術實現井下作業人員實時動態定位，確保礦井安全。

3.1 監測監控系統簡述

監控系統采用集散式控制體系結構，配置靈活，可滿足礦井不同情況的需要。礦井監測監控部分采用三級結構：第一級為地面監控中心；第二級為數據傳輸鏈路；第三級為前端數據采集、控制部分，包括各類傳感器、控制器等設備。

地面監控中心由1臺工控機作為主控機，1臺熱備，主機通過環網平臺地面、井下傳感器通訊。地面、井下傳感器總線分別就近接入環網交換機實現與監控主機通訊。為了防止意外停電對整個系統的影響，在監控中心設置不間斷電源1臺。中心站可在監控主機實時顯示環境參數、生產工況參數，動、靜態圖形，數據，曲線，采掘工程平面圖，模擬量配置圖等。安全監測監控設備安裝地點見表1。

表1 安全監測監控設備安裝地點

3.2 工業電視系統簡述

工業電視井下視頻信號就近接入的工業以太環網交換機，通過劃分的獨立工業電視監控環網VLAN，傳輸到地面核心交換機進入管理網；地面工業電視信號光纖直接接入核心交換機。所有視頻信號進入中心機房的網絡視頻管理服務器（服務器+磁盤陣列柜）進行錄像存儲，網絡用戶通過授權訪問服務器能夠監控圖像定點、循環或選擇循環顯示,還能夠控制全方位攝像儀的動作（云臺的上、下、左、右旋轉，鏡頭的變焦大小、調焦遠近、光圈明暗等），并可通過網絡對錄像文件進行查詢回放。

3.3 無線通信及人員定位管理系統

該系統采用標準工業以太網結構，TCP/IP協議，WiFi協議，能夠實現礦區井上與井下系統的語音、數據、圖像傳輸等功能。KT130R型礦用無線通信系統由SIP軟交換系統、環網平臺、礦用光網絡終端、KTW139C礦用無線基站、KTW140B礦用 WiFi手機、監測分站、無線接收器、無線編碼發射器及其它配套設備組成。無線通信服務器作為系統的軟交換中心，采用IP語音通信，集成了全套的語音、數據、互聯網服務及多種整合通信功能，滿足礦方的調度通信要求，并能適應未來的發展。主機支持多種信令，包括七號、PRI、一號；IP協議支持SIP協議和H.323協議，并具備多種接口，包括FXS模擬用戶線接口、FXO模擬外線接口、IP電話接口、E1數字中繼等。礦用無線基站作為無線收發單元，從用戶到網絡以及從網絡到用戶之間的通信傳輸站，實現無線通信和人員定位功能，含工業級、網管級、冗余以太網交換機（可選）及不間斷電源。

4 結束語

雅礦井下監測監控系統實現了對井下CO濃度、溫度、風速的動態監控，并制定了緊急情況下及時斷電撤人制度，為礦井安全管理和避險救援提供決策、調度和指揮依據。系統配置人員定位系統，實現對入井人員的動態管理，可以準確掌握各個區域作業人員的情況，加強了對人員的安全管理并及時有效避險。通信聯絡系統的投入，實現井上下和各個作業地點通信聯絡，為防災抗災和快速搶險救災提供準確的信息。

[1]中華人民共和國安全生產行業標準.金屬非金屬地下礦山通訊聯絡系統建設規范.AQ2036-2011.

[2]中華人民共和國安全生產行業標準.金屬非金屬地下礦山人員定位系統建設規范.AQ2032-2011.

[3]中華人民共和國安全生產行業標準.金屬非金屬地下礦山監測監控系統建設規范.AQ2031-2011.

Application of Integrated Digital Synthesize Supervisory Network System in Underground of Yamansu Mine

ZHANG Xin-sheng
（Xinjiang Iron&SteelYamansu Mining Co.Ltd）

This paper introduces the integratedmonitoring system for digitalplatforms,realization ofundergroundmine monitoring and controland personnel fixed position and communication.The system is to ensure that fundamentalbasis forundergroundmine safety production，alsoensure safety ofoperator.Mineautomationmessaging platform system is fast and secureand reliable.

supervisory control;personnel fixed position;communication

TP277

A

1672—4224（2014）01—0044—03