视频监控系统在煤矿采掘工作面的实现与应用

视频监控系统在煤矿采掘工作面的实现
与应用
摘要：随着煤矿综合自动化水平的提高，利用现代电子技术、自动化技术和
网络技术实现对矿井生产过程的全面监控，使得煤矿生产和管理更加科学高效。

视频监控系统是综合自动化系统建设中的一部分具有举足轻重的作用，随着应用
水平的提高，将视频监控系统服务范围逐渐延伸到采掘工作面，人员施工集中的
地点，实现对施工人员的安全行为和作业环境的监控。

关键词：煤矿；综合自动化；视频监控系统；采掘工作面；光纤通信
随着我国煤炭事业的发展及安全形势的要求，煤矿对生产过程监控、全矿井
生产安全环境监控、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化提
出了新的要求。

煤矿综合自动化系统建设逐渐进入了煤炭行业，综合自动化水平
代表着矿井科学技术水平，也代表着矿井的安全水平。

视频监控系统做为煤矿综
合自动化系统建设中的一部分，目前已实现对井上下一些重要场所的实时监控，
通过近些年的使用已经体现了其对煤矿安全生产监督和管理方面的优势，为突出
视频监控系统在煤矿行业的价值，逐渐将其服务范围延伸到采掘工作面、煤矿井
下施工人员集中的地点，实现对瓦斯抽采钻场、采掘工作面迎头生产过程中的监督，对高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井具有深刻意义。

一、煤矿视频监控系统概述煤矿视频监控系统，是现代工业的重要组成部分，该系统与现有的视频会议、内部通讯、信息数据采集、网络预警、计算机局域网
以及中心指挥信息系统等设备实现互联互通。

利用利计算机技术、通信技术、视
频监控技术，完成综合、高速的信息处理，可实现高清晰度、高亮度、多画面、
多功能的显示能力，并且有编辑、存储画面等功能，使各种信号均可以在大屏幕
墙上显示，可以实现观测煤矿的各类系统运行情况，为安全生产提供了直观的图
像信息，做到了无人值守，少人值班，从而达到实时监控和集中控制的目的，对
煤矿调度指挥工作具有十分重要的意义。

二、煤矿视频监控系统在采掘工作面瓦斯抽采钻场的应用随着矿井开采深度
的不断增加及井田范围的不断扩大，瓦斯不断增高，瓦斯对正常的生产活动造成
的影响不断增大，许多低瓦斯矿井面临向高瓦斯矿井转型，高瓦斯矿井向煤与瓦
斯突出矿井转型，预抽瓦斯作为瓦斯治理工程的一项重要措施，然而井下抽采钻
场作业地点多，位置分散，在监管上不能对整个施工过程中实现监控，整个施工
过程的所有操作完全依靠操作人员对操作规程制定的情况，工程质量难以保证；
钻孔工作成果验收上主要依靠当班班工人提供的由瓦检员或安检员签字的钻孔验
收单为依据，在考核中缺少必要的验证手段。

再次，如果在打钻施工中出现了卡钻、吸钻等情况时，值班领导和技术人员很难及时地了解现场情况，不能依据现
场情况采取正确的事故处理措施，果断处理。

在瓦斯抽采钻场安装视频监控系统
一方面对是否按设计进行施工以及工程的验收进行有效的监督，保证工程的质量
和瓦斯抽采的效果；另一方面，可以对施工过程中出现的技术问题、设备故障、
以及安全事故等在第一时间找到原因，做出决策。

还可以对钻场标准化的建设以
及施工过程中比较好的做法进行经验总结。

视频监控系统采用防爆兼本安型网络
摄像仪利用矿用阻燃通信光缆或矿用网线把信号就近接入采区综合自动化环网交
换机中，钻场监控图像信息通过现有的视频监控系统设备处理后可以实现在调度
中心大屏和电视墙上选择显示，并能通过矿办公网络实现网络共享浏览。

根据施
工设计，采掘工作面内使用传统的四芯光缆即可实现信号的传输和冗余，由于环
网交换机通常安设于采区变电所内距离施工地点较远，只能使用光信号传输，而
一个采区布置的采掘工作面不集中，环网交换机分配给视频监控系统的光口不足，一个采掘工作面需要的网络摄像仪数量较多，我们需要选择合适地点如采掘工作
面车场安设光缆分线盒，通过从环网交换机过来的12芯主干光缆熔接到光缆分
线盒内，通过光缆分线盒再传输到各个采掘工作面，每个采掘工作面使用两芯即
每个采掘工作面使用一个光口；采掘工作面内的网络摄像仪采用级联方式传输。

在瓦斯抽采钻场施工过程中，无论是延截线或新增网络摄像仪，都可以在主信号
光缆上增加分线盒，每个分线盒就成为一个网络节点便于扩展。

为达到更好的效果，在每个钻场安装一盏防爆LED照明灯，所需的电源、开关等由施工单位负责
运输和安装，摄像仪的安装、规划，光缆的铺设、熔接，摄像仪的维护和延线等
由专业技术队伍负责施工，网络摄像仪角度、投射范围必须符合要求。

施工效果
图如下：
三、煤矿视频监控系统在采掘工作面迎头的应用采掘工作面迎头摄像仪仍采
用级联方式传输，可做为中间环节又可作为信号的末端，光缆连接处的四通分线
盒作为网络传输的节点，做为中间环节时只要在正常传输的光缆的两芯中，掐断，然后熔接到新安装摄像仪的光缆中，将进入摄像仪的四芯全部熔接，按光纤蓝橙
接入、绿棕输出分组即可，将新安装摄像仪光缆中四芯分别熔接掐断的两端形成
光作为信号的末端时，将最里端的摄像仪光路通过光缆另外两芯重新传输到分线
盒中，在分线盒中熔接到新安装摄像仪。

原理见图2。

这样组织施工，位于中间
位置的摄像仪在挪移位置或延截线时不用将下一级的摄像仪的线缆重新吊挂和盘整，每个摄像仪的光缆都是相对独立的。

采掘工作面迎头的网络摄像仪均采用
8MM彩色镜头，色彩鲜艳最大程度还原井下现场，且照射广域大可以全部查看迎
头作业现场的情况，开拓面采用耙矸机探照灯作为光源，掘进工作面使用照明灯
作为光源，保证摄像仪光线环境良好，能见度高。

摄像仪18V电源由防爆兼本安
电源箱供给，电源箱由最近的照明综保提供交流电，电源箱提供电源距离不超过200m，避免“带不动”现象。

四、采掘工作面视频监控系统的管理为加强采掘工作面视频监控系统设备的
管理，对作业现场进行有效监控，充分发挥视频监控系统功能，对摄像仪及线缆
的防护、设备的挪移、摄像仪镜头的清洁由当班班长负责；地面值班人员通过网
络浏览方式查看视频监控角度，位置不合适、画面不清楚时要联系现场人员处理；为保证实时监控，影响摄像仪电源时要汇报调度室；摄像仪要保证能见度良好；
采掘工作面进行放炮作业时必须进行采取措施防护。

视频监控系统作为综合自动
化建设的一部分本来就是服务于生产的，在采掘工作面瓦斯抽采钻和和迎头的应
用充分发挥了视频监控系统的作用，将视频监控系统的服务范围延伸到采掘工作面、人员施工密集的地点，对人员施工密集地点进行监控，对现场安全作业起到
了监督的作用，保证作业人员按章作业，大大提高了安全效果，相关人员可通过
视频监控系统查看现场作业情况、劳动组织情况，更好的组织生产，使各个环节
具体化，也为事故责任追究提供了强有力的证据，为矿井的信息化建设提供了新
的方向和思路。