煤矿安全监控系统便捷检查分析装备设计.pdf
第 4 3卷 第 3期 2 0 1 7 年 3月 工矿 自 动 化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vo 1 . 4 3 NO . 3 M a r . 2 O 1 7 . | 。’ 。 ’ ’ i 经验交流 ...⋯ . . ◆ 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 3 0 0 7 4 0 4 DOI 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 2 5 1 x . 2 0 1 7 . 0 3 . 0 1 7 刘传安 , 刘建 , 都永正. 煤矿安全监控系统便捷检查分析装备设计[ J ] . 工矿 自动化 , 2 0 1 7 , 4 3 3 7 4 7 7 . 煤矿安全监控系统便捷检查分析装备设计 刘传 安 , 刘 建 , 都 永正 1 . 国家安全生产监督管理总局 通信信息 中心 ,北京 1 0 0 0 1 3 ; 2 . 中国矿业 大 学 北 京 资 源 与安 全工 程学 院 , 北 京 1 0 0 0 8 3 摘 要 为提 高对煤矿 安 全监 控 系统检 查 分析 的智 能化 水 平 , 设 计 了一 种可 对 不 同厂 家的安 全监控 系统进 行便捷 检 查 分析 的信 息化 装备 。根 据数 据 对接 标 准规 范要 求 , 对 不 同厂 家的煤 矿 安 全 监控 系统 的历 史数 据 进行 初 步处理 , 然后 用加 密锁 验证 ; 通过 验证 后 , 将数 据 采 集到加 密存 储 区; 通 过数 据 分析 软件 对 采集 的数 据 进行 一键 式 统计 分析 , 从 而 实现 对煤 矿 安全监 控 系统的检 查 和分析 。 关键 词 煤矿 安全 监控 系统 ; 便 捷 检 查分析 ;数 据对接 标 准规 范;数 据采 集 ; 数 据 分析 中图分类 号 T D7 6 文献 标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 7 0 2 2 8 1 7 1 1 网络 出版 地址 h t t p / / k n s . c n k i . n e t / k c ms / d e t a i l / 3 2 . 1 6 2 7 . TP . 2 0 l 7 0 3 0 1 . 1 5 l 5 . 0 1 7 。 h t ml De s i g n o f c o n ve n i e n t i n s pe c t i o n a nd a n a l y s i s e q u i p me n t f o r c o a l mi ne s a f e t y mo n i t o r i n g a nd c o n t r o l s y s t e m L I U Ch u a ffa n ,L I U J i a n ,DU Yo n g z h e n g 。 1 . Co mmu n i c a t i o n a n d I n f o r ma t i o n Ce n t e r ,S t a t e Ad mi n i s t r a t i o n o f Wo r k S a f e t y ,Be i j i n g 1 0 0 0 1 3 Chi n a;2. S c h oo l o f Re s o ur c e s a n d Sa f e t y Eng i ne e r i ng,Chi n a U ni ve r s i t y o f M i n i ng a n d Te c h n o l o g y Be i j i n g ,Be i j i n g 1 0 0 0 8 3,Ch i n a Ab s t r a c t I n o r de r t o i m pr o v e i n t e l l i g e nc e l e v e l o f i ns pe c t i o n a nd a na l y s i s o f c oa l m i n e s a f e t y mon i t o r i ng a nd c o nt r o l s y s t e m , a ki n d o f i nf or ma t i o ni z a t i on e qu i pme n t wh i c h c a n a c hi e v e c o nv e n i e n t i ns p e c t i o n a nd a n a l ys i s o f s a f e t y m o n i t o r i n g a nd c o nt r o l s y s t e ms o f d i f f e r e nt ma nu f a c t u r e r s wa s d e s i gn e d. Ac c o r di n g t o r e q ui r e m e nt s o f d a t a d oc ki n g s t a nd a r d s p e c i f i c a t i o n, hi s t o r i c a l d a t a of c o a l m i ne s a f e t y mo ni t o r i ng a nd c on t r ol s y s t e m o f d i f f e r e n t m a nu f a c t u r e r s a r e p r e l i m i na r i l y pr o c e s s e d a nd t h e n ve r i f i e d b y e nc r y pt e d l oc k. Af t e r ve r i f i c a t i on, t he da t a a r e c ol l e c t e d t o e nc r yp t e d s t o r a ge a r e a a n d t he n a na l y z e d by d a t a a n a l ys i s s of t wa r e t o a c hi e ve i n s p e c t i on an d a n a l ys i s o f c o a l mi ne s a f e t y moni t or i ng a nd c o nt r o l s y s t e m . Ke y wo r d s c o a l mi ne s a f e t y mon i t o r i ng a nd c o nt r o l s y s t e m ;c on ve ni e nt i ns pe c t i on a nd a na l y s i s;d a t a do c ki ng s t a n da r d s pe c i f i c a t i o n;d a t a a c q u i s i t i on;d a t a a na l y s i s 0 引言 煤 矿安 全 监 控 系 统 可 监 测 甲烷 浓 度 、 风 速 、 风 压 、 馈 电状 态 、 风 门状 态 、 风 筒 状 态 、 局 部 通 风 机 开 停 、 主要通风机开停等 ; 当瓦斯超限或局部通风机停 止 运行 或掘 进巷 道 停 风 时 , 系统 可 自动 切 断 相 关 区 域 的电源并 闭锁 , 同时 报警 ; 该 系统还 具 有煤 与 瓦斯 突 出预警、 火灾监控与预警 、 矿山压力监测与预警等 收稿 日期 2 0 1 6 - 1 1 0 1 ; 修 回日期 2 0 1 7 - 0 1 1 3 ; 责任编辑 胡娴 基金项 目 “ 十二五” 国家科技支撑基金项 目 2 0 1 5 B AK3 8 B 0 1 。 作者简介 刘传安 1 9 8 6 一 , 男 , 山东 巨野人 , 硕士研究生 , 主要研究 方向为安全 监控系统 、 煤 矿安全 监察信 息化等 , E - ma i l l i u c a c h i n a s a f e t y gOV.c n o 2 0 1 7 年 第 3期 刘传安等 煤矿安全监控 系统便捷检查分析装备设计 7 5 功能 【 1 ] 。根 据 国务 院颁 布 的 关 于进 一步 加强 企业 安全 生产 工作 的通 知 国发 [2 0 1 0 ] 2 3号 和 国 家安 全生 产监 督管 理 总局 、 国家 煤 矿 安 全 监 察 局颁 布的 关于建设完善煤矿井下安全避险“ 六大系统” 的通 知 安 监 总煤 装 [2 0 1 0] 1 4 6号 要 求 ] , 各 大 煤矿 应建 设 完善 煤 矿 安 全监 控 等 安 全 避 险 “ 六 大 系统 ” , 全 面提 升煤 矿安 全保 障能 力 。煤矿 安全 监控 系 统普 及应 用 之后 , 煤矿 安全 生产 形势 明显好转 , 事 故 总量 、 死 亡人 数 、 百 万 吨 死 亡 率 、 重 特 大 事 故数 等 均大幅下降。然而 , 由于煤矿安全监控系统整体利 用 情况 不平 衡 , 因监 控 系统 失 效 导 致 的 重 特 大事 故 仍 有发 生 。安 全监 控系 统 的重要 作用 未能 得 到充分 发 挥 , 存 在煤 矿 现 场 管理 不 到位 、 探 头 数 量 不 足 、 超 限不报警、 断点不可靠等现象L 1 ] 。为提高煤矿安 全 监管 监察 人 员对安 全 监控 系统 智能 化检 查和 分析 的水平 , 促进 煤 矿安 全监 控 系统 的有效 使用 , 本 文设 计 了一 种 可对 不 同厂家 的安 全监 控 系统进 行便 捷检 查分析的信息化装备 。 1检 查分 析原 理 煤矿安全监控系统检查分析装备的原理如 图 1 所 示 。根据 数据 对 接 标 准 规 范要 求 , 数 据采 集 软 件 对 不 同厂家 的煤 矿安 全监 控 系统 的历史 数 据进行 初 步 处理 , 然后 用 加密 锁 验 证 ; 通 过 验 证 后 , 数 据 采 集 装置将其采集到加密存储区 ; 数据分析软件对采集 的数据 进行 一键 式 统 计 分 析 , 并 自动 生 成煤 矿 安 全 监控系统检查分析报告 。 煤矿 安全 监控 系统 数据采集卜卜 _ 一加密锁 数据采集软件 数据分析卜 1 数据分析软件 图 1 检查分析原 理 2数 据对接 标 准规 范 由于 煤矿 安 全 监 控 系 统开 发 厂 家众 多 , 各 个 厂 家 不 同时期 安全 监 控 系 统 的 型号 也 不 尽 相 同 , 要 想 顺 利采 集不 同厂家 安 全 监 控 系 统 的历 史 数 据 , 首 先 必 须 编制数 据 对接标 准 规范 。数 据对 接标 准规 范主 要 解决 以下 问题 1 历史数据提取规则 。为使安全监控系统数 据 分析 结果 准确 , 首 先要 保证 数据 来源 真 实可靠 , 其 次要对真实数据进行归类及简化处理 , 因此 , 选用测 点历史数据中 5 mi n的统计数据作为数据源。 2 所 提取数 据 的 内容 及 格式 要求 。数据 的主 要内容包括测点配置信息、 测点断电器关联关系、 模 拟量 历史 记 录 、 开关 量 状 态 变 动 记 录 、 异 常数 据 包 括模拟量和开关量报警、 断 电、 故障 记 录和系统操 作 日志 等 , 以 C S V 格 式文 件 形 式存 放 , 文 件 中的 汉 字统一使用 GB K字符集 , 英文、 数 字、 符号统一使 用 AS CI I码 。 3 数 据接 口程序 实现 方 式 。数据 采 集装 置 通 过 US B接 口接 入 安 全 监 控 系统 主 机 , 并 以 S o c k e t 方式 实现 通信 。数 据采 集 装 置 通过 US B数 据线 接 入安全监控系统主机 或双机热备 的备机 后 , 运行 C l i e n t 端程序 , 安全监控 系统主机 自动启 动 S e r v e r 端 服务 程序 , 实 现 S o c k e t 服 务调用 。 4 数据接 口程序 通信规则。首先 , C l i e n t 端 发送提取测点信息请求 , S e r v e r 端收到提取测点信 息请求后 , 开始传送信息 , 每条信息包括测点 I D、 编 号、 名称、 地点等, 字段之间 以半角“ , ” 分隔 , 每条记 录之 间 以半 角 “ ; ” 分 隔 。 3 便 捷检 查分 析装 备设 计 3 . 1数据 采 集装备 数 据采 集装 备如 图 2 所 示 。加 密锁 芯片烧 制在 P C B电路 板 中 , 数 据采 集 软件 存 储并 安装 在 只读 虚 拟光 驱 中 , 只读 虚拟光 驱也 一并 集 成在 P C B电路板 中。P C B电路板通 过 US B接 口导入、 导 出并加 密 存储数据 。 1 一外壳前盖 ; 2 一P C B电路 ; 3 一外壳 ; 4 一外壳后盏 图 2 数据采集装备 选用闪存 4 8加密锁 , 其是在采用智能卡技术的 基 础 上集成 闪存 功 能 的 加密 产 品 , 具 备 精 锐 加 密锁 的全部功能及集成的大容量存储功能 , 具有安全性 强 、 可靠性高等特性。加密原理 4 S加密锁支持代 码移植功能, 即可以将数据对接程序 中最重要的代 码从程序中挖走并移植到 4 s加密锁 内部 , 当数据对 接程序需要 执行此段代码 时, 通过 AP I 函数在 4 8 加密锁内部执行 。这些被移植的代码不会在计算机 中 留有痕迹 , 且 具有 防复 制功 能 。 .~ ~ 一 7 6 工 矿 自动化 2 01 7年 第 4 3卷 3 . 2数 据 采集软 件 数据 采 集软 件采 H j J AVA 语 言 编写 , 可 以跨 平 台运 行 。其 主要 功能 是提 取不 同厂 家煤 矿安 伞监 控 系统 的数 据 , 并将 数 据 存储 在数 据 采 集 装 备 的 加 密 存储 区 。数据 采 集软件 总 体功 能架 构 如 3所示 。 图 3 数 据 采 集 软 件 总 体 功 能 架 构 数据 采集 软 件 主要 包 含 数 据 导 入 、 接 口服 务 管 理 及系统 帮助 等 功能模 块 。数据 导人采 J H 一 键 导入 模 式 , 如 图 4 所 示 。点 击“ 导人 ” 按 钮 , 软 件启 动通 信 模 式 , 在请 求 得 到 应 答 后 , 数 据 接 口程 序 自动生 成 6个 C S V格 式 的数 据 文 件 , 然 后 直 接拷 贝 到数 据 采 集装 备 的加 密 存 储 。接 口服 务管 理 模 块 用 来 对 各 个厂家 安全 监控 系统 的接 口程 序 进 行 安装 、 添 加 及 删 除 。 起始印j { I 4 ⋯‘ 年H 。 2 ⋯4 q ’ f 月 , 矿 名■ I 鲢控曩壤厂掌 最缝型母 2 『 m 叭 r 饕脚蘑 嘲嘲 6 1 9 i . 斯抟摹■ h 4 l 1 帖l l 州 新恃蓐●Ⅲ qR 4 I 帖I l I M斯幡瞎■ h ‘ “H 囊 水 唐■} I 1 图 4数据 采集 软件 一键 导人界 【矗 『 3 . 3数据 分析 软 件 数据 分 析 软 件 基 于. NE T 环 境 , 应 用 WP F技 术 实 现人 性 化 交 互 界 面 。该 软 件 需 要 处 理 大 量 数 据 , 因此 , 采 用 S QI i r e文件 数 据 库 模式 。数 据分 析 软 件 的功 能架 构 如罔 5所示 。 数据分析软件 系统管理 用 户 管 理 检查 分析 检 报告 成 萎ll lI萋II羹 l f翼I l囊l l 1 l錾I l粪 罔 5 数 据 分 析 软件 总体 功 能 架 构 数 据 分析 软件 由系 统 管 理 、 检 杏 分 析 和检 查 报 告 生成 等 模 块 组 成 。 系统 管 理 模 块 主 要 有 用 户 管 理 、 数据 管 理和 数 据 共 享 等 功 能 。数 据 共 享功 能 可 为以后 的 大数 据分 析提 供数 据传 输 基础 。 检查 分析 模 块 主曼 依 据 / \ Q 6 2 0 l 2 0 0 6 煤 矿 安 伞监 控 系 统 通 川 技 术 要 求 和 AQ 1 O 2 9 2 7 煤 矿安 伞 监控 系统及 检测 仪器使 川管 理规 范 要 求 没 汁, 具 有一键 检 奁 分 析 、 测 点 定 义检 合 、 瓦 斯 超 限 报警 检 查 、 瓦斯 超 限断点 检 查 、 测 点恒指 不变 检查 等 功 能 ” 。一键 检 台 分析 功 能 可 以 [ { 动 统 计 分 析 测 点 有效性 、 控 制有效 性 、 数据 异常 及J x L 电控制 有 效性 等情 况 。 检查 报告 生成 模块 主要 具有 榆 报 告生 成及历 史检 查报 告查 看等 功能 。 4 应 用成效 部 分煤监 机构 对安 全监控 系 统便携 检查 分析装 备进 行 了试用 , 成 效 如下 】 该 装 备携 带 便 捷 、 操 作 简 , ” 卜一 键 统 计 、 分析 、 判 断煤矿 使 川 安全 监 控 系 统过 程 f } 1 的违 法违 舰i 为 , 并 自动生 成 检 奁分 析 报 告 , 避 免 人 为分 析 、 判 断的误 差 , 为科学 规范 执法 提供 J , 技 术支持 。 2 该 装备 快速 检查 分析 H ; 煤 矿 企业 使 用 安 令 监控 系统时 是 否 L 常 标 校 、 测点 限值 没置 是 否合 理 、 馈 电器和 断 电 器 是 否 正 常 、 是 否 故 意 遮 挡 传 感 器 、 是 否人 为篡 改运 行数 据 、 是 否 空运行 等状况 。 3 该装 备 实现 r对安 全监 控 系统 历 史海 量数 据 的无死 角分 析 , 极 大震 慑 r个 别煤 矿 企 业 在 安全 监控 系统 运行 过程 中 弄虚 作假 的行 为 。 尤其 是发 生 瓦斯 事故后 , 可 直接 从主 机或 备机 巾渎墩 历 史数 据 , 分析 安全监 控 系统 运 行及 瓦斯 积 聚情 7 兄, 为事 故 责 任定 性提供 据 。 5 结语 介 绍 了煤 矿 安 令 监 控 系 统 检 查 分 析 装 备 的原 理 , 编 制 了数 据 对 接 标 准 规 范 . 设 计 r数 据 采 集 装 、数 据采 集软 件 干 数据 分 析 软 件 。 该装 备 实现 了 对各 个厂 家煤 矿安 伞 监控 系统 的 智 能 化分 析 , 是 对 煤 矿 信息 化系统 进 行 检查 分 析 的 有 益 尝 试 , 对 于提 升政 府监 察执 法信 息 化水 平 、 提 高政 府 监察执 法 公 信 力意义深 远 。 参 考 文 献 [1 ] 孙继 平. AQ 6 2 0 1 煤矿安全j 监控 系统通川技术 要求 修 订意 [ J ] . 1 矿 自动化, 2 1 6 , 4 2 2 1 7 . [2] 冈务院. 国务院关于进 一步加强氽业 安全生产工作 的 通 知 [ E B / I ] . 2 0 1 0 0 7 1 9 [ 2 o l 6 1 0 2 O ] .h t t p / / www. g o v . c n / z wg k / 2 0 1 0 0 7 / 2 3 / c o n t e n l l 6 6 2 4 9 9 . h t m. 第 4 3 卷 第 3期 2 0 1 7 年 3月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vol | 4 3 NO . 3 M a r . 2 0 1 7 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 3 0 0 7 7 0 4 DOI 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 2 5 1 X . 2 0 1 7 . 0 3 . 0 1 8 杨帆. 基于编码树法的煤矿事故分析I- J ] . 工矿 自动化 , 2 0 1 7 , 4 3 3 7 7 8 0 . 基于编码树法的煤矿事故分析 杨 帆 山西潞 安集 团和顺 李 阳煤业有 限公 司 ,山西 和顺0 3 2 7 0 0 摘要 采用编码树 法对 1 7起典型的煤矿事故进行 了分析及原因统计 , 结果表 明, 煤矿组织管理失误是导 致 煤矿 事故 发 生的 最主要 原 因 , 影 响程 度 最为严 重 。对煤矿 组 织管理 失误 进行 了分 类 , 提 出了煤矿 组织 管理 失误 行 为 的改进措 施 , 包括 发 挥煤 矿组 织领 导 的示 范作 用 、 改善 煤矿 组 织沟通 、 加 强煤矿 组织 安全 学 习。 关键词 煤矿事故;事故分析 ;编码树;煤矿组织管理失误 中图分类 号 T D7 7 1 文献 标 志码 A 网络 出版时 间 2 0 1 7 0 2 2 8 1 7 1 2 网络 出版地址 h t t p / / k n s . c n k i . n e t / k c ms / d e t a i l / 3 2 . 1 6 2 7 . T P . 2 0 1 7 0 3 0 1 . 1 5 1 5 . 0 1 8 . h t ml Co a l mi ne a c c i d e nt a n a l y s i s ba s e d o n e nc o d i n g t r e e me t ho d YANG Fa n He s hu n Li y a ng Coa l M i n i ng Co. ,Lt d.of Sh a nx i Lu a n Gr o u p,H e s hu n 0 32 7 0 0,Chi n a Ab s t r a c t Se v e nt e e n t yp i c a l c o a l mi ne a c c i d e n t s we r e a na l y z e d wi t h t he i r c a u s e s t a t i s t i c s by u s e o f e n c o d i ng t r e e me t ho d.The a na l y s i s r e s ul t s s h o w t ha t or g a ni z at i o na l ma n a ge m e nt f a i l ur e o f c oa l m i n e i s t he ma i n l y c a u s e o f c o a l mi n e a c c i d e n t s wi t h t h e mo s t s e r i o u s i n f l u e n c e .Th e o r g a n i z a t i o n a l ma n a g e me n t f a i l u r e o f c o a l mi n e wa s c l a s s i f i e d , a n d s o me i mp r o v e me n t me a s u r e s a b o u t t h e o r g a n i z a t i o n a 1 ma n a g e me n t f a i l u r e we r e p r o p o s e d i n c l u d i n g p l a y i n g a n e x e mp l a r y r o l e o f l e a d e r s ,i mp r o v i n g o r g a n i z a t i o n a l c o mmu n i c a t i o n a n d e n ha n c i n g s a f e t y s t ud y. Ke y wo r ds c oa l m i ne a c c i d e nt ;a c c i d e n t a n a l y s i s;e n c od i ng t r e e;o r ga ni z a t i on a l ma n a g e me nt f a i l u r e of c oa 1 m i ne 收稿 日期 2 0 1 6 1 2 0 2 ; 修回 日期 2 0 1 7 - 0 2 0 6 ; 责任编辑 李 明。 作者简介 杨帆 1 9 8 2 一 , 男 。 山西长治人 , 高级工程师 , 主要从事煤矿机 电管理工作 , E - ma i l 2 2 5 1 4 8 2 3 2 9 q q . t o m。 [3 ] [4] [5 ] [6] [7] [ 8] 国家安全监 管总局 , 国家煤 矿安全监 察局.国家安全 监管总局 国家煤矿 安监 局关 于印 发 煤矿 井下 安全 避 险“ 六大 系统 ” 建 设 完善 基 本规 范 试行 的通 知 E E B / OL ] . 2 0 1 1 - 0 3 2 4 [ 2 0 1 6 一 1 0 2 o ] .h t t p / ww w. c h i n a s a f e t y . g o v . c n / n e wp a g e / C o n t e n t s / C h a n n e l 一 6 4 9 O / 2 O l 1 / 0 3 2 4 / 1 3 2 0 2 9 / c o n t e n I 一 1 3 2 0 2 9 . h t m. AQ 6 2 0 1 --2 0 0 6煤矿安全监控系统通用技术要求[ s ] . AQ 1 0 2 9 --2 0 0 7煤矿安全监控 系统 及检 测仪 器使用 管理规 范[ S ] . 国家安 全生产监督 管理 总局. 煤 矿安全 规程 [ M] . 北 京 煤 炭 工 业 出版 社 , 2 0 0 9 . 胡 寿 松.自动 控 制 原 理 [ M] . 5版. 北 京 科 学 出 版 社 , 2 0 07 . 周静 , 刘锡 明. 新 阶段煤矿 监控 系统存在 的 问题及解 决措施 [ J ] . 煤 , 2 0 0 9 , 1 8 4 4 9 5 1 . [ 9] 1- 1 0 ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] E 1 3 ] [ 1 4 - 1 E 1 5 -1 楚善 良, 李方 明, 韩学海 , 等. 煤矿 安全监 控系 统在安 装 、 运行 管理 中存 在 问题的探 讨[ J ] . 山东 煤炭科 技 , 2 0 0 7 增 刊 1 l l 2 . 许洪亮 , 杨策. 矿 井安全 监控 系统 在通 防管理 中的应 用 [ J ] . 煤炭科技 , 2 0 0 7 3 7 5 7 6 . 范辰东. 甲烷传感 器安设位 置与安全断 电的关系[ J ] . 煤矿安全 , 2 0 0 6 , 3 7 2 5 0 5 2 . 梁秀荣 , 朱小龙. 煤矿安 全监测监 控系 统有关 问题 的 探讨[ J ] . 煤炭科学技术 , 2 0 0 6 , 3 4 8 6 9 7 1 . 张耀丽 , 王风英. 矿井安 全生产检 测监 控系统 的设计 [ J ] . 机 械管 理开发 , 2 0 0 9 , 2 4 5 9 3 . MT 1 0 8 2 -- 2 0 0 8煤 炭产量远 程监测系统 通用技术要 求 [ S ] . MT/ T1 0 0 8 --2 0 0 6 煤矿安 全生产 监控 系统 软件 通用 技术要求 [ s ] .