煤矿安全监控系统是保障矿井安全生产的“生命线”,其施工与验收质量直接关系到系统的可靠性与预警处置效能。本文将结合《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)、《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》及相关国家验收文件,系统梳理从施工到验收全过程的关键要点与注意事项。
一、 施工阶段:夯实系统稳定运行的物理基础
施工阶段是系统建设的根基,决定了后续数据的准确性与系统长期运行的稳定性。
1. 系统架构与传输层级规划
施工前必须依据设计方案,清晰划分并规划系统网络层级。主传输层(地面中心站至井下主交换机)、分支传输层(主交换机至各分站)以及传感器接入层(分站至各类传感器)的拓扑结构需明确。特别要注意的是,为避免信号衰减与延迟,规范要求从传感器至地面中心站的网络层级不应超过3层,其中有线传输的每层信号转载(如“电转光”、“光转电”)次数不超过2次,无线转载则不超过4次,这是验收时的重要判定准则之一。
2. 关键硬件设备的施工要求
地面中心站:必须设在矿井调度室,核心主机需实现双机热备,确保备机能在5分钟内启动接管。机房环境要求严格,需配备防静电地板、双回路供电与不少于2小时的不间断电源(UPS)、有效的防雷与接地装置、软硬件防火墙及24小时值班记录。
传感器安装:其布设位置、报警/断电/复电浓度设定必须严格遵循AQ1029-2007等标准。例如,采煤工作面需在上隅角、工作面、回风巷分别设置甲烷传感器,构成完整的监测与断电控制链。对于采掘工作面的气体类传感器(尤其是甲烷传感器),其防护等级应达到IP65及以上,以适应潮湿多尘环境[4]^。风速、一氧化碳、温度等传感器的设置也需符合规程对采区回风巷、总回风巷测风站及易自燃煤层工作面的具体要求[5]^。
数字化与抗干扰:升级改造后的系统要求实现传感器、分站等设备的全面数字化传输,以提升抗电磁干扰能力和数据可靠性。施工中需确保所有传感器均通过标准数字化接口(如RS485、CAN、工业以太网)接入,并核对接线准确性。
二、 验收阶段:以标准为尺,严把系统质量关
验收是对施工成果的系统性检验,通常分为基本功能验收和升级改造功能验收,并依据国家煤矿安全监察局发布的《煤矿安全监控系统升级改造验收规范》等文件执行[7]^。
1. 验收的前置条件与组织
系统在申请正式验收前,必须满足三个硬性条件:第一,所有设备须取得有效的矿用产品安全标志(MA标志);第二,完成安装调试后,需经过不少于3个月的试运行,且运行正常;第三,需由升级改造承担单位或使用单位完成自测试与自评估[8]^。验收工作可由煤矿或其上级单位组织,也可委托第三方专业机构实施,省级煤监机构会对验收结果进行重点抽查。
2. 核心验收内容与关键技术指标
验收内容主要涵盖合规性、试运行有效性和技术性能指标三大类,共29个项目。以下列举部分关键项目的验收要点:
合规性检查:核查所有设备的安标有效性、技术资料(图纸、方案、报告)的完整性,以及瓦斯电闭锁、风电闭锁等管理制度的建立情况。
试运行数据分析:调取试运行期间的历史数据,检查其连续性与完整性,验证系统在长期运行下的稳定性。
技术性能实测:
多系统融合与应急联动:验收时需在系统的GIS(地理信息系统)界面中,检查安全监控、人员定位、应急广播等子系统的设备信息与状态是否能正常显示与联动。模拟瓦斯超限等应急场景,验证是否能自动触发相应区域的声光报警、断电及应急广播喊话,这是“多网多系统融合”功能的核心体现。
分级报警与逻辑报警:系统需具备根据隐患严重程度动态划分预警等级的能力。例如,当甲烷浓度持续缓慢升高时,系统应能发出不同级别的预警,而不仅仅是达到固定阈值后的单一报警。验收时会通过遥控器调整传感器数值,测试系统的响应时间与报警准确性。
自诊断与自评估功能:这是智能化的重要标志。验收人员会在系统软件中故意错误设置某个甲烷传感器的报警阈值(如高于规程规定),或修改其标校周期使其“超期”,以测试系统是否能自动识别并提示“配置错误”或“未标校提醒”。
数据安全与精度:系统需具备数据加密存储功能,确保瓦斯超限、断电等重要日志文件不以明文形式存储,防止篡改。需现场测试模拟量传感器的传输处理误差,通过对比现场调校值与中心站显示值,确保数据精度满足要求。
三、 贯穿始终的注意事项
1.人员资质与管理:机房值班人员必须持证上岗,并做好详实的运行与交接班记录。传感器的定期调校必须严格执行,并建立完整的调校档案。
2.与国家政策及标准的动态衔接:施工与验收不仅要满足现行规范,还需前瞻性地融入国家政策导向。例如,应急管理部推动的《煤矿感知数据采集规范》要求系统实现格式规范化,支持标准数据格式上传,这是实现监管数据联网的关键。
3.注重细节与记录:验收过程中的每一项测试,包括测点选取、测试步骤、观察到的现象及判定结果,都需详细记录在《现场验收检测报告》中,并附上关键图片,做到过程可追溯、结果有依据[7]^。