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1、XXX煤矿安全监控系统升级改造技术方案2017年3月目 录一概述11.1前言11.2设计目标21.3设计规范21.4设计环境条件4二升级改造技术方案52.1对煤矿安全监控系统升级改造技术方案的响应52.2XXX公司下属XXX安全监控系统升级要点72.2.1系统组网方式升级82.2.2监控分站通讯制式升级92.2.3电源箱升级102.2.4井下各类传感器升级112.2.5传感器技术提升122.2.6抗干扰新能提升142.2.7中心站软件功能提升162.2.8可扩展性强，能够接入其它系统数据222.2.9系统具备分级报警功能232.2.10设备远程升级管理242.2.11安全监控数据加密252.3
2、安全监控系统升级前后功能对比26三XXX分步升级施工方案27四XXX升级清单及费用估算29五主要产品技术参数315.1KJ306-F(16)H监控分站315.2KDW660/24B(B) 分站电源325.3KGJ28A甲烷传感器335.4GJ40A高低浓度甲烷传感器345.5GTH1000一氧化碳传感器355.6KGT30开停传感器365.7GWD100温度传感器375.8GW50型温度传感器385.9KGE42语音风门传感器395.10GP5000负压传感器395.11GFY15风速传感器405.12GQLQ5烟雾传感器415.13GRG5型矿用二氧化碳传感器425.14KGU13型液位传感
3、器435.15GFT6型风筒风量开关传感器445.16GYH25型矿用氧气传感器445.17KDG24(B)矿用断电器45一 概述1.1 前言随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，为进一步加强安全生产监督管理，防止和减少安全生产事故，国家各级政府部门要求所有瓦斯矿井必须装备安全监控系统。在“以风定产，先抽后采，监测监控”十二字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率，煤矿监测监控系统在瓦斯灾害的防治中也起到越来越重要的作用。XXX公司自主研发生产的KJ73N煤矿安全监控系统，专门应用于煤矿井下环境参数、工况参数的监测与控制，目的是建
4、立集中管理的安全生产实时信息平台，实现企业对井下监控设备实时数据采集和远程监控自动化管理。通过实时数据和管理数据的信息有效集成，提高安全生产监控力度，以信息化带动企业管理科学运作，从根本上杜绝恶性安全生产事故的发生，节约煤矿生产成本、强化安全生产管理及提高工作效率。为符合煤矿行业的发展趋势，2016年底国家和行业均对煤矿安全监控系统提出了新的要求，特别是煤矿安全生产在线监测联网备查系统通用技术要求和数据采集标准（试行）、煤矿安全监控系统升级改造技术方案等要求的出台，对原有煤矿安全监控系统的升级换代势在必行。XXX公司结合国家安监部门要求和自身多年来的技术积累，对现有的安全监控系统进行了全方位的
5、优化设计，主要体现在如下几点：1) 矿用隔爆兼本安型24V直流稳压电源，提升传感器远程带载能力，使分站在额定负载下最大远程本安供电距离不低于2KM要求 ，特殊使用场合供电距离不低于4KM，满足分级管理要求；2) 传感器与分站之间采用RS485数字传输方式，提升传感器的传输可靠性；3) 提升系统平台电磁兼容性：满足AQ6201的要求，通过第三方EMC认证；4) 传感器外壳防护由IP54升级到IP65，提升防护等级；5) 系统增加充放电管理、电量监测，延长后备电源供电时间至4H；6) 系统增加故障自诊断、传感器自识别功能，避免人为操作或探头原因带来误报警；7) 研制开发了新型环境参数传感器：红外、
6、激光甲烷传感器，差压系列风速传感器等；8) 系统软件升级改造：报表全动态可编辑性、双机热备可靠性、图形导入和展示兼容性、系统故障自检，数据加密功能；9) 中心站具备webGIS功能，支持在CAD图纸上描绘设备布置情况，并可动态实时展示井下环境，参数、设备运行情况等信息。1.2 设计目标本着“实用、可靠、先进、经济”的指导思想，根据煤矿安全监控及瓦斯抽放监测监控相关标准规范的技术要求，通过建立煤矿安全监控系统，完成对煤矿矿井的环境监控和数据采集等功能，实现煤矿企业监测管理的一体化，完善煤矿企业监测监控系统，提高煤矿企业的安全生产管理水平，整体提升煤矿企业的自动化水平；为建设现代化的高新煤矿企业，
7、安全监控中心站软件要求具有综合性强、功能先进、富有人性化、易操作等特点，可对监测信息进行快速分析处理并自动执行监控操作。系统软件设计先进、模块化程度高、集成方式灵活，可根据不同用户对功能的不同需求，对系统进行嵌入式的模块设计，保障系统的扩展性。同时，通过监控系统的联网功能，可方便的实现向集团公司的数据上传，实现公司对各矿的集中监管功能。1.3 设计规范国际标准：1) 国际标准化组织标准(ISO)2) 国际电气电子工程师协会标准(IEEE)3) 国际电工委员会标准(IEC)4) 以太网通讯标准(IEEE802.3)国家标准：1) 矿井安全规程现行2016版2) 国家煤矿安监局关于印发煤矿安全监控
8、系统升级改造技术方案的通知 煤安监函20165号3) 国家安全监管总局办公厅关于印发煤矿安全生产在线监测联网备查系统通用技术要求和数据采集标准（试行）的通知 安监总厅规划（2016）138号4) 煤炭工业矿井设计规范GB50215-20055) 煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准GB50581-20106) 矿井安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ102920077) 矿井建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范AQ105520088) 矿井安全监控系统通用技术要求AQ620120069) 矿井用低浓度载体催化式甲烷传感器AQ6203-200610) 瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器AQ62
9、04-200611) 矿井用电化学式一氧化碳传感器AQ6205-200612) 矿井用高低浓度甲烷传感器AQ6206-200613) 矿井安全生产监控系统通用技术条件MT/T1004-200614) 矿井安全生产监控系统软件通用技术要求MT/T1008-200615) 矿井用信息传输装置MT/T899-200016) 矿用分站MT/T1005-200617) 矿用信号转换器MT/T1006-200618) 矿用信息传输接口MT/T1007-200619) 矿井监控系统线路避雷器MT/T1032-200720) 矿用光纤接、分线盒MT/T1033-200721) 矿用网络交换机MT/T1081-
10、200822) 建筑物防雷设计规范GB5005723) 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB5034324) 电子计算机机房设计规范GB50174-9325) 电子计算机场地通用规范GB/T2887-200026) 计算机软件开发规范GB856627) 综合布线系统工程设计规范GB50311-200728) 综合布线系统工程验收规范GB50312-200729) 城市地下通信塑料管道工程设计规范CECS165:200430) 爆炸性气体环境用电气设备GB383631) 矿井通信、检测、控制用电工电子产品通用技术条件MT20932) 矿井安全装备基本要求33) 煤炭工业调度信息化建设总体规划纲要（
11、试行）34) 煤炭调度信息化装备技术规范（试行）35) 煤炭工业信息化“十一五”发展规划36) 光纤总规范GB-T15972.15-199837) 国家安全监管总局国家矿井安监局关于建设完善矿井井下安全避险“六大系统”的通知（安监总煤装2010146号文件）38) 矿井井下紧急避险系统建设管理暂行规定39) 爆炸性环境电气设备通用要求 （GB3836.1-2010）40) 供配电系统设计规范（GB50052-2009）41) 电力工程电缆设计规范（GB50217-2007）企业质量体系认证：1) 国际标准认证证书ISO9001:20082) 中国国家强制性产品认证CCC3) 国家火炬计划重点高
12、新技术企业20102874) 重庆市企业技术中心5) 全国工业产品生产许可防爆电气6) 计算机信息系统集成企业资质认证7) 重庆市安防工程从业资质证书一级8) 中华人民共和国制造计量器具许可1.4 设计环境条件1）地面中心站设备：a) 环境温度：15-30；b) 相对湿度：40%-70%；c) 温度变化率：小于10/h,且不得结露；d) 大气压力：80-106kpa；e) GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。2）井下的设备：a) 耐震能力：设防烈度为8度b) 环境温度：0-40；c) 平均相对湿度：不大于95%（+25）；d) 大气压力：80-106kpa；e) 安装
13、环境：潮湿多尘，空气中含爆炸性气体（甲烷）和煤尘。二 升级改造技术方案2.1 对煤矿安全监控系统升级改造技术方案的响应新版KJ73N煤矿安全监控系统完全符合国家煤矿安全监察局印发煤矿安全监控系统升级改造技术方案通知的各项技术要求，现将技术响应情况汇总如下：升级改造技术要求新版KJ73N煤矿安全监控系统满足情况说明1、传输数字化在分站至中心站数字化传输的基础上，将传感器（模拟量）至分站升级为数字传输，实现安全监控系统的数字化，促进智能传感器发展。新KJ73N煤矿安全监控系统在分站至中心站已实现数字化传输的基础上，监控分站和传感器之间传输也采用数字化传输，传输方式为RS485，提升数据传输过程中的
14、抗干扰能力，满足“传输数字化”的要求。2、增强抗电磁干扰能力安全监控系统及组成设备采用抗干扰（EMC）技术设计，通过以下试验：地面设备3级静电抗扰度试验，评价等级为A；2级电磁辐射抗扰度试验，评价等级为A；2级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A；交流电源端口3级、直流电源与信号端口2级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级为B。试验条件：形成完整的系统架构，组成设备的类型齐全；至少一台分站达到满载要求；交换机及接口的每个电口至少带载一台设备。试验加载方法：系统中不同类型组成设备均分别进行试验；试验在系统正常工作状态下进行，即系统传感、传输、显示、控制、执行的功能正常。新KJ73N煤矿安全监控系统所有设备
15、通过合理的电路设计，通过第三方检验机构检验，满足以下抗电磁干扰能力：静电放电抗扰度试验（严酷等级3级：接触放电，6kV，正负极各10次，每次1s）；射频电磁场辐射抗扰度试验（严酷等级2级：场强3V/m，频率80MHz1GHz，调制信号AM、80%、1kHz，驻留时间2s）；电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（严酷等级3级：2kV，交、直流电源端口、通信接口及I/O端口，重复频率100kHz，正负极各1min）；浪涌（冲击）抗扰度试验（严酷等级3级：2kV，交、直流电源端口、通信接口及I/O端口，正负极各5次，每次1min）。注：以上测试内容在“安标国家矿用产品安全标志中心”管网上可查询。3、推广应用先
16、进传感技术及装备推广使用架构简单系统以及激光、红外等低功耗传感器、自诊断型传感器，鼓励使用多参数传感器。突出矿井的采煤工作面进、回风巷，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面回风流中，采区回风巷，总回风巷瓦斯传感器推荐使用激光、红外等全量程传感器。突出、高瓦斯矿井的回风隅角建议采用无线传感器。建议加装粉尘监测设备。新KJ73N煤矿安全监控系统，除原有常规的传感器外，研发了一批新型传感器，包含煤矿用激光甲烷传感器GJG100J、GJG100J(A)、GJG10J；煤矿用红外甲烷传感器GJG100H、GJG10H；矿用粉尘浓度传感器GCG1000(A)；多参数传感器GD5、GD3（A）、GD3
17、（B）等多种类型的光学类传感器和无线传感器，具有标校周期长稳定性高的优点，满足“推广应用先进传感技术及装备”的要求。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。新KJ73N煤矿安全监控系统所有设备，不只采掘面传感器，所有传感器防护等级均由IP54提升到IP65，完全满足“提升传感器的防护等级”的要求。 5、完善报警、断电等控制功能系统实现分级报警，根据瓦斯浓度大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等，设置不同的报警级别，实施分级响应。各级别报警浓度值的设置可由煤矿企业根据相关法规标准和实际情况决定。推行逻辑报警，根据巷道布置及瓦斯涌出等的内在逻辑关系，实施逻辑报警，
18、促进各类传感器的正确安装、设置、维护，监控系统的正常使用，防止违法行为。具体逻辑关系可由煤矿企业根据实际情况进行设置。完善就地断电功能，提高断电的可靠性，并加强馈电状态监测。推行区域断电，可由煤矿企业根据井下供电系统的实际情况进行设置。目前XXX公司KJ73N安全监控系统已经具备分级报警、逻辑报警以及区域断电功能，新版KJ73N安全监控系统将对原有的报警功能进一步修改，方便操作人员使用，满足“完善报警、断电等控制功能”的要求，区域断电的逻辑关系可由煤矿企业根据实际情况进行设置，具体见2.2.8章节。6、支持多网、多系统融合实现井下有线和无线传输网络的有机融合、监测监控与GIS技术的有机融合。多
19、系统的融合可以采用地面方式，也可以采用井下方式。鼓励新安装的安全监控系统采用井下融合方式。在地面统一平台上必须融合的系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统，也应融入。其它可考虑融合的系统：视频监测、无线通信、设备监测、车辆监测等。我司已在多个煤矿应用了多系统融合平台，基于GIS地理信息系统融合技术，将监测监控、视频监控、人员定位等多个系统融合在一起，分业务版块管理。新KJ73N安全监控系统不仅可以通过开放数据接口做到地面系统融合，也能通过“KJ306-F(16)H分站”实现硬件层面的安全监控系统与人员定位系统传输接口的融合，完全满足“支持多网、多系统融合”的要求。7、格式规范化系
20、统主干网应采用工业以太网。分站至主干网之间宜采用工业以太网，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus。“十三五”末应采用工业以太网。模拟量传感器至分站的有线传输采用工业以太网、RS485、CAN；无线传输采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。系统改造后支持联网并按要求数据格式上传。XXX已采用我司的百兆工业以太网，满足本次升级改造要求。分站至主干网之间采用RS485传输模式，并预留网络接口，可升级至工业以太网的传输模式，满足“十三五”末采用工业以太网的要求。模拟量传感器至分站的有线传输采用RS485传输方式；无线传输采用RFID传输方式。新KJ73N安
21、全监控系统联网上传数据格式严格按照煤矿安全生产在线监测联网备查系统通用技术要求和数据采集标准（试行）规定的格式存储。以上几点均满足“格式规范化”的要求。8、增加自诊断、自评估功能实现系统定期的自诊断、自评估，能够预先发现系统在安装使用中存在的问题。自诊断的内容至少应包括：（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。新KJ73N安全监控系统增加的“自诊断、自评估功能”包含以下几点：（1）分站可自动识别接入的传感器和控制器类型，并上传至监控系统
22、，实现设备自动设置和定义，若手工定义与实际接入传感器不符时还可以发出报警提示。（2）采集传感器出厂日期，记录使用时间，统一设备台帐，系统可实现传感器维护和标校提醒。（3）具备设备自诊断功能，可在中心站查看设备工作状态（电流、电压、标校、故障等）参数。（4）中心站软件自诊断，可实现双机热备、数据库存储、软件模块通信等软件功能、模块运行状况的诊断功能，在软件模块未启动或意外停止运行时及时发出报警。9、加强数据应用分析安全监控系统应具有大数据的分析与应用功能，至少应包括以下内容：（1）伪数据标注及异常数据分析；（2）瓦斯涌出、火灾等的预测预警；（3）大数据分析，如多系统融合条件下的综合数据分析等；（
23、4）可与煤矿安全监控系统检查分析工具对接数据。新KJ73N安全监控系统增加的“数据应用分析功能”包含以下几点：（1）系统可自动标注异常数据，如调校报警、传感器失效报警等，并对异常数据实现智能分析。（2）新KJ73N安全监控软件，包含瓦斯突出、火灾、地压异常、通风异常等多个智能分析模块，可根据矿井监测数据分析，提供决策依据。（3）新KJ73N安全监控软件具有大数据分析功能，可在多系统融合的条件下实现综合数据分析和系统联动。（4）系统提供标准数据格式，可与煤矿安全监控系统检查分析工具对接数据。10、应急联动在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动。
24、在系统融合的基础上新KJ73N安全监控系统具有实现应急联动功能，在紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位、短信报警等系统应急联动，发出警示信息。11、提升系统性能指标（1）系统巡检周期不超过20s；（2）异地断电时间不超过40s；（3）备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h，更换电池要求由仅能维持1h时必须更换，提高到仅能维持2h时必须更换；（4）具有双机热备自动切换功能；（5）模拟量传输处理误差不超过0.5%；（6）分站的最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）实行分级管理，分别为2km、3km、6km。新KJ73N安全监控系统提升系统性能指标如下：（1）系统巡检周期不超过1
25、0s；（2）异地断电时间不超过20s；（3）备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h；（4）具有双机热备自动切换功能；（5）模拟量传输处理误差不超过0.5%；（6）分站的最大远程本安供电距离不低于2km，经过试验测试过的距离为4.5KM（1路电源带1台传感器，采用0.52平方电缆），大于3km供电距离等级。12、增加加密存储要求为有利于安全监管监察和企业安全管理，对采掘工作面等重点区域的瓦斯超限、报警、断电信息应进行加密存储，采用如MD5、RSA加密算法对数据进行加密，确保数据无法被破解篡改。具有加密存储的功能模块，此项功能需在硬件更换完成后升级软件实现，升级时间预计为2018年6月。
26、13、方便用户使用、维护、培训软件界面友好，方便调用，强化帮助功能。新KJ73N安全监控系统界面和功能进行全面优化，简化操作步骤和难度，增加帮助提升功能，使用人员可软件帮助下，按步骤操作，实现专业人员的操作和维护功能。2.2 XXX煤矿安全监控系统升级要点为了顺应国家安监局对下一代安全监控系统的要求，以及KJ73N安全监控系统自身技术升级需要，我司原KJF86N(08/16)型监控分站及各类传感器于2015年9月份进行规划布局性的统一升级，并对原使用长达8年之久的系统设备进行了停产处理，在保证新设备与老设备完全兼容的前提下，通过分步实施的方式将客户在用的监控系统升级为下一代产品，节省用户投资。
27、XXX公司下属XXX煤矿安全监控系统的升级改造技术方案根据各矿井的实际情况，按照“不重复投资、最大限度节省成本”的原则，在满足升级改造的前提下，尽可能的采用原系统中相关可以复用的如线缆、工控机、服务器、各类传感器等设备，在2018年底前完成有针对性的全系统升级改造工作。2.2.1 系统组网方式升级煤矿安全监控系统升级改造技术方案（简称“升级改造技术方案”）要求：系统主干网应采用工业以太网，分站至主干网之间宜采用工业以太网，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus。“十三五”末应采用工业以太网。系统巡检周期不超过20s。XXX公司下属XXX煤矿，目前主干网采用工业以太网组网
28、方式传输，环网交换机至井下分站采用RS485总线型组网方式传输，已经满足升级改造技术方案要求。其架构如图所示：主传输平台采用井下交换机组成的冗余环网传输，传感器的数据信息通过矿用四芯电缆传给监控分站，分站通过RS485接口接入井下环网交换机，经过高速的光纤环网，信息被地面交换机接收，再通过矿端局域网与中心站之间实现信息传递。巡检周期：通过工业环网采集每台分站数据约0.45秒，每个IP挂接8台，巡检完成需要3.6秒，以太网具有快速的并发速度，总的巡检周期约为4秒 ，异地断电时间不超过10S，满足“升级改造技术方案”提升系统性能指标的要求内容：（1）系统巡检周期不超过20s，在瓦斯超限时瓦斯超限区
29、域监控设备的巡检时间不超过10s；（2）异地断电时间不超过40s。因此，XXX组网方式无需进行升级改造，系统沿用原有网络结构和网络设备。 2.2.2 监控分站通讯制式升级XXX现使用的分站为KJF86N(08/16)型分站，分站与传感器通信采用频率/电流模式。为满足RS485智能传感器的接入，提高设备抗干扰能力、信号传输可靠性及稳定性，并增加传感器自识别功能，需要将KJF86N(08/16)型分站将升级为KJ306-F（16）H矿用智能型本安型分站。分站升级后，与传感器信之间全部采用数字信号进行数据通讯。可实现对传感器远程参数设置、远程查看设备状态信息等功能，有效提升传感器、断电器等设备数据传
30、输的抗干扰能力，解决了安全监控系统的“误报、误控”现象。 KJ306-F(16)H监控分站在运用新工艺、新技术提升其性能的同时，也兼容原有的频率量传感器接入，可在本次升级改造过程中更加灵活的解决现场新、旧设备兼容问题，从而确保不影响矿方正常生产工作。满足升级改造技术方案中相关技术要求，主要优势体现在以下几点：（1）外壳采用不锈钢内部注塑工艺，防护等级提升至IP65，满足“升级改造技术方案”三、4提升传感器的防护等级要求；（2）采用全智能型传感器接口，抗干扰能力强，满足“升级改造技术方案”三、1全数字化要求；（3）分站与智能设备通信采用多路独立总线，互不干扰，降低设备故障风险；（4）分站通信采用
31、标准的通信协议，满足“升级改造技术方案”三、7格式规范化的要求；（5）具备设备类型校验，杜绝误报误断情况发生，支持远程在线升级，方便设备维护，满足增加自诊断、自评估功能中关于传感器、控制器的设置及定义、工作状态、传感器维护提醒等要求； （6）采用240*160液晶中文汉显，就地直观读取功能；（7）系统通过EMC检测认证，符合GB/T17626对电磁干扰的要求，满足“升级改造技术方案”三、2增强抗电磁干扰能力的要求；（8）采用模块化技术设计，维护简单、使用方便；2.2.3 电源箱升级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要求：备用电源能维持断电后正常供电时间由2h提升到4h
32、，更换电池要求由仅能维持1h时必须更换，提高到仅能维持2h时必须更换，分站的最大远程本安供电距离（在设计工况条件下）实行分级管理，分别为2km、3km、6km。电源箱具备通信网络的工作状态显示。我司对监控系统关键设备KDW660/24B(B)电源箱24V安全栅进行了重点技术攻关，通过了过流检测、过压检测、脉冲检测、控制电路、模块化设计一系列措施，突破了该项技术难题，通过在同煤集团多个矿井的现场使用和验证，用3平方线缆带载2个KGJ28A传感器至4.5公里仍正常工作，大大超出标准中规定中的要求，可解决井下由于远距离带载而引起的传感器运行不稳定的问题。升级后的电源箱具备以下功能：1、采用铁锂电池作
33、为备用电源，配合新型智能充放电管理系统，单独电池组所有外露端子均不带电，比传统铅晶、镍氢电池使用上更安全、更可靠。 2、8路24V和1路12V本安电源均采用最新隔离开关电源技术稳压，本安电源转换效率高、输出稳定、纹波小、带载能力强。当电网停电后，保证对甲烷、风速、风压、系统具有备用电源。当电网停电后，可保证系统持续供电时间不少于4小时。 3、具备数字通讯功能，可远程监测电池电量，并远程控制设备自带的两路近程断电和电池维护性放电。 4、电源箱外部配置手动开关，便于现场使用与维护。5、分站的最大远程本安供电距离实行分级管理，分别为2km、3km、6km。 在XXX公司下属XXX煤矿升级过程中，对2
34、016年以前采购的KDW0.3/660型电源箱全部升级为新式KDW660/24B(B)电源箱，2016年生产的KDW660/24B(B)对负载能力为3H，前期升级暂缓升级电源箱，暂时采用3H的KDW660/24B(B)电源箱和老电源箱，2017年6月新电源箱安标下达后再对电源箱升级。2.2.4 井下各类传感器升级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要求：三、1传输数字化、三、2增强抗电磁干扰能力、三、3推广应用先进传感技术及装备、三、4提升传感器的防护等级，等条款的要求。XXX公司为了顺应国家安监局对下一代安全监控系统的要求，以及KJ73N安全监控系统自身技术升级需要，
35、原有各类传感器于2014年进行规划布局性的统一升级，2015年以后出厂的传感器仅需通过增加RS485通信模块即可实现数字信号传输。根据贵源煤矿二号台帐登记的传感器出厂时间，2015年以前的传感器需要升级至我司2017年以后出厂的新型传感器，2015年以后的传感器增加RS485通讯模块。升级后传感器仍旧采用4芯电缆供电和通讯，在升级时无需重新敷设电缆，只需要修改前端传感器接线盒内的接线方式即。瓦斯抽采系统采用GD5型多参数传感器已具备RS485智能数字传输功能，满足“升级改造技术方案”要求，本次无需升级改造。传感器及智能通信模块：根据“采掘面传感器的防护等级由IP54提升到IP65”的要求，通过
36、数字模块升级后的传感器不能用于采掘面，采掘面传感器必须使用2017年以后出厂的新传感器，通过灵活调配传感器使用，逐步淘汰早期产品，使安全监控系统平滑切换至全新的产品，节约了升级成本。升级后传感器具备以下功能：1、 具备传感器数据状态自诊断，设备标校自提示；2、 支持设备类型自校验功能，避免了误断情况的发生；3、 支持数据校验，智能防误报警处理，数据更真实可靠；4、 符合GB/T17626对电磁干扰的要求；5、 采用模块化技术设计，维护简单、使用方便；6、 防护等级IP65。7、 推出环境型的激光和红外甲烷传感器，延长标校周期。2.2.5 传感器技术提升激光传感器： 激光甲烷传感器采用半导体激光
37、吸收光谱检测（TDLAS）技术，通过检测激光通过气室后的损失能量，进而计算出甲烷的浓度。激光甲烷传感器具有精度高，稳定性强，调校周期长、使用寿命长、不受水汽影响等特点。有效的解决了传统甲烷传感器测量范围窄、精度低、抗干扰能力差、稳定性差、寿命短等问题。可免去大量的传感器维护人力、物力成本，并减少误报警给您带来的困扰。双向风速传感器传感器：双向风速传感器采用微差压原理检测环境风速，同时具备测量风速和风向功能，其具体与传统监测方式对比如下:同时我司还研发了一批新型传感器，如煤矿用红外甲烷传感器GJG100H、GJG10H；矿用粉尘浓度传感器GCG1000(A)；多参数传感器GD5、GD3（A）、G
38、D3（B）等多种类型的光学类传感器和无线传感器，具有标校周期长稳定性高的优点，满足“推广应用先进传感技术及装备”的要求。2.2.6 抗干扰新能提升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要求：增强抗电磁干扰能力，安全监控系统及组成设备采用抗干扰（EMC）技术设计，通过以下试验：地面设备3级静电抗扰度试验，评价等级为A；2级电磁辐射抗扰度试验，评价等级为A；2级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A；交流电源端口3级、直流电源与信号端口2级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级为B。XXX公司的KJ73N安全监控系统具备EMC认证，针对井下设备的电路进行了重新设计，通过第三方检测满足抗电磁
39、干扰相关要求。序号试验名称试验内容设计要点1GB/T 17626-2 静电放电抗扰度试验接触放电6KV加电气间隙、干扰吸收元件、结构屏蔽设计。2GB/T 17626-3 射频电磁场辐射抗扰度试验80MHz1000MHz 3V/m结构屏蔽设计、滤波设计、软件算法抗干扰设计。3GB/T 17626-4 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验2KV 5KHz增加干扰吸收元件、 滤波设计、软件抗干扰设计。4GB/T 17626-5 浪涌(冲击)抗扰度试验电源线、信号线 2KV增加干扰吸收元件、滤波设计、软件抗干扰设计。进行抗干扰性能升级后，将有效解决井下设备硬件故障率高、测量数据异常等问题。目前在用的设备均满足此
40、条款要求，可通“国家矿用产品安全标志中心”网站查询，查询地址：=附网站截图：2.2.7 中心站软件功能提升1）操作简单方便、易用的测点数据定义 测点数据定义在广泛调研的基础上，结合各系统厂家设备管理方案的优势，做到信息集成化管理，操作简单方便、易用。2) 简单实用的网络管理功能（需升级为环网传输方可使用此功能）具有交换机管理功能，远程实现网络模块搜索和参数设置，结合已定义测点自动生成系统设备拓扑结构图，便于网络及设备管理维护。3）灵活的实时页面编排及直观、生动的实时数据显示和多屏显示 实时显示方式可由用户根据需要通过页面编排对表格、字体、状态颜色、导航等进行灵活配置，可点击查看分站和控制量测点
41、的详细信息，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能。4）准确实时的自动控制和手动控制自动控制包括本地控制和交叉控制，根据其配置和数据信息自动产生。可手动强制下发控制。控制准确及时。5）操作方便的报警配置、准确实时的多方位（语音、弹窗、声光）报警系统报警配置操作简单，系统一旦产生报警，报警准确及时，根据配置可进行语音、弹窗、声光报警的全部或部分。历史报警信息经用户确认后可取消。6）稳定可靠的断电系统和智能电源箱管理断电系统根据配置和采集的数据信息自动进行断电、馈电；智能电源箱管理系统实时采集智能电源箱状态、电量、负载电流等基础数据，可进行放电等远程操作。操作简单,运行稳定可靠。7）基于CAD二
42、次开发，使用简单，便于维护能够实现与矿井正常使用的AutoCAD图形无缝转换，转换过程不会出现任何图形原件丢失，并能够分类显示各类传感器数据。8）WEBGIS基础上能够交互生成矢量示意图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要求：监测监控与GIS技术的有机融合。XXX公司KJ73N安全监控系统已经具备WEBGIS技术，已在多个矿井应用。为掌握局部区域整体运行情况，系统支持放大局部区域显示区域内的矢量运行效果图。9）具有强大的曲线显示功能提供模拟量和开关量的实时和历史数据曲线显示，提供模拟量同屏同坐标、模拟量开关量同屏、开关量同屏曲线显示，提供历史数据的最大值、平均值、最小
43、值、移动值、监测值曲线显示，实现任意时间段曲线查询，曲线显示清晰直观，打印和导出功能方便灵活。10）灵活易用的自定义报表编排及丰富的用户报表KJ73N安全监控系统报表工具支持MySQL/MSSQL等动态数据源，通过标签、文本、网格、列表、交互表、图表等元素能够绘制出用户想要的任何表格格式。动态报表工具具有易学易用、强大稳定等特点。提供模拟量日班报表、模拟量断电日班报表、模拟量馈电异常日班报表、模拟量统计值报表、开关量状态变动日报、开关量馈电异常日报、开关量报警断电日报等报表。11）稳定可靠的双机热备系统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要求：具有双机热备自动切换功能。
44、XXX公司KJ73N安全监控系统软件通过基于数据库层面的数据冗余设计、数据同步模式下非共享存储的高可用部署解决方案，节约成本的同时保证了数据的实时同步和有效备份。系统主机双机备份，并具有手动切换功能或自动切换功能。当工作主机发生故障时，备份主机投入工作,并完全满足切换时间小于30s；目前XX煤矿安全监控系统均具备双机热备功能。 2.1.8 可扩展性强，能够接入其它系统数据2.2.8 可扩展性强，能够接入其它系统数据手机移动APP功能1、丰富的人机交互功能 整个手持式终端设备界面简单，并具备实时显示、数据统计、曲线查询等功能。2、实时报警推送功能 当系统发生报警后，能够自动推送报警信息至所有客户
45、端，以提高系统的数据利用率，便于领导实时了解掌握井下运行情况。3、可扩展性强，能够接入其它系统数据 能够在安全监控中，灵活扩展加入人员定位系统、瓦斯抽放系统 以及视频系统等数据。2.2.9 系统具备分级报警功能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要求：完善报警、断电等控制功能。系统实现分级报警，根据瓦斯浓度大小、瓦斯超限持续时间、瓦斯超限范围等，设置不同的报警级别，实施分级响应。各级别报警浓度值的设置可由煤矿企业根据相关法规标准和实际情况决定。推行逻辑报警，根据巷道布置及瓦斯涌出等的内在逻辑关系，实施逻辑报警，促进各类传感器的正确安装、设置、维护，监控系统的正常使用，防
46、止违法行为。具体逻辑关系可由煤矿企业根据实际情况进行设置。完善就地断电功能，提高断电的可靠性，并加强馈电状态监测。推行区域断电，可由煤矿企业根据井下供电系统的实际情况进行设置。目前XXX公司KJ73N安全监控系统已经具备分级报警、逻辑报警以及区域断电功能。1）分级报警条件系统可依据甲烷浓度、一氧化碳浓度以及主通风机故障三种不同的参数设定分级报警，并为每一个参数设定相应的分级条件和标准。具备多感器关联设置功能，能够实时进行多传感器区域关联报警判断，由此实现区域报警和分级报警功能。2）分级报警方式系统提供传感声光报警器，监控主机报警，声光报警器，短信平台，中心站报警等5种方式。并为每种方式设定4种不同的报警形式。 2.2.10 设备远程升级管理系统支持在线远程升级，方便设备维护管理。2.2.11 安全监控数据加密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要求：增加加密存储要求，为有利于安全监管监察和
