XX集团XX矿KJ682T矿用打钻视频系统设计方案20130913

安顺煤矿防突打钻无线视频监控系统技术规格书贵州永润煤有限公司安顺煤矿2013年9月21日1.1系统概述煤矿打钻是煤矿安全生产的重要组成部分，目前煤矿打钻现场距离地面距离远，地形复杂，环境恶劣，光纤很暗，且与地面沟通不便，为了进一步提高煤矿瓦斯治理水平与探放水措施的落实情况，能否真正将各钻孔施工到位，已经成为瓦斯与探放水治理措施是否落实到位、效果能否达标的关键。

通过安装井下钻场视频监控系统，能够增强各级人员的责任心，规范现场施工人员的行为，确保瓦斯钻孔的施工质量，有利于落实防突措施和减少突出事故。

采用原有么模拟视频监控系统会出现以下问题：●线缆采用同轴电缆作为传输通道，当传输线路超过800米时，即会出现衰减和失真，并容易受到电磁干扰。

●采用模拟光端机和光缆传输，虽然传输距离可以达到几十公里，但是由于复用率低，一根光缆只用于传输一路或几路视频信号，光纤的熔接工作量大，而且需要采取特殊的安全措施，并且光纤容易断裂，二次熔接无疑又会增加额外的人力、物力、财力，同时也会造成监控的盲区。

同时不利于无极绳绞车轨道的不断变化情况。

●系统有新增摄像机节点加入，需重新布线，工程施工量大，部分煤矿内坑道没有光线，即使采用低照度摄像机，图像存在雪花点严重的现象。

●瓦斯打钻现场一般不固定，采用模拟线路移动不方便，容易造成光缆断裂。

为了有效监督和管理打钻施工工作，方便现场作业，本系统采用无线视频监控，打钻巷道采用双绞线级联无线基站的方式为无线摄像仪提供无线信号，极大方便了摄像仪的移动，系统可就近接入环网，支持井下与地面同时查看，方便了管理者的监督。

使煤矿安全管理工作向科学化、规范化、网络化管理轨道迈进，从而提高煤矿安全管理水平。

根据煤矿的实际需求，定制开发了适用于煤矿井下采煤工作面、瓦斯钻场、底板预抽巷、打钻探放水点、斜巷运输、无极绳绞车、工作面压裂检测等一套成熟的监控系统解决方案，本系统从视频监控终端、信号传输平台、视频编解码、中心控制、远程监管等各方面提出全方位的解决方案，可以实现井下监控中心、地、市煤矿安全监控指挥中心与省局监控指挥中心联网，使煤矿安全管理工作向科学化、规范化、网络化管理轨道迈进，从而提高煤矿安全管理水平。

2设计原则2.1设计依据✧《煤矿安全规程》✧《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》✧《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》 GB50581-2010✧《民用闭路监视电视系统工程技术规范》 GB50198-94✧《工业电视系统设计规范》 GBJ115-87✧《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92✧《计算机软件开发规范》 GB8566-88✧《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB50168-92✧《安全防范工程程序与要求》 GA/T75-94✧《安全防范工程验收规则》（GA/T308-2001）✧《智能建筑设计标准》(GB／T50314—2000)✧《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-93）✧《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）✧GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求✧GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第2部分隔爆型“d”✧GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分本质安全型“i”✧ MT209-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求✧MT210-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法✧MT/T286-1992 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法✧MT/T772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法✧MT/T899-2000 煤矿用信息传输装置2.2设计原则系统主要产品根据煤矿安全生产的技术要求和国家安全标准进行专门设计，完全满足数字化矿山安全生产的管理要求，同时方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本等原则。

✧可靠性和安全性可靠性是安全防范系统设计中的关键，对于本工程，可靠性更是重中之重，由于系统的瘫痪将导致很大的损失和带给社会不良的印象。

为此在制作本方案时及选用产品时，我们主要考虑以下几点：➢既要考虑技术的先进性，又要考虑技术的成熟性；➢从系统设计结构形式和控制方式的角度来提高系统总体的可靠性，从而达到先进性和可靠性的完美统一；安全性包括系统设备的安全和系统管理的安全，设备的长期稳定的运行是整个系统运行的保障，在系统设计和工程安装时充分考虑设备的防雷接地、运行环境要求等。

系统管理的安全则为保障系统有序运转，主要考虑操作系统的防病毒，用户权限的合理分配，操作日志等。

✧先进性当今科学技术发展迅速，若花巨资建成一个几年之内就要淘汰的落后系统，对于国家不仅是一种极大的浪费，而且将影响煤矿的安全生产。

所以设计方案首先就要确保设计技术和应用技术的先进性。

必须考虑到系统升级扩容的灵活性和兼容性，这就需要采用模块化、开放式、集散型、分布式的控制系统。

使得在不改变原有设备，不损失前期投资的情况下，就能方便的升级和扩容，确保系统不被过早淘汰。

✧经济性我们在设计系统时，在考虑适当先进性的同时更要考虑系统的经济性。

尽可能的使建设单位以较少的投资取得更多的收益。

在选择系统设备时，尽量做到选择性能价格比高的技术设备，不追求图有虚名的时髦。

我们的目标不是片面追求高新，炫耀尖端，而是力争在最短的时间内，用最成熟的先进技术，以最低廉的花费建设出一个最实用的系统。

✧实用性系统设计如何做到操作和维护更方便，对于提高工作效率，降低人力成本和降低维护成本，提高系统总体性价比是极其重要的环节。

为确保整个工程的高质量，总体方案设计原则必须达到上述可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性的高度统一。

✧可扩充性系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，以满足今后的发展要求。

✧追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。

✧保留足够的扩展容量该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。

✧提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。

本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态掌握监视及报警情况。

闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高煤矿的监管力度与综合管理水平。

3安顺煤矿系统方案设计3.1矿方现状根据安顺煤矿的需求，实现井下采煤工作面、瓦斯钻场、底板预抽巷及打钻探放水点等位置的视频监控，并最终能实现在地面调度指挥中心大屏幕对井下这些区域的视频画面进行监视和存储,支持集团公司的远端访问。

按照安顺煤矿的需求，与井下巷道的实际分布条件, 要求安装的摄像头的位置在防突和探放水打钻地点，由于地点不固定经常变动，建议设计成无线视频监控系统，无线视频监控系统的优点是摄像头信号通过无线传输不需要连接光纤，极大地方便摄像头的移动，安装的摄像头可以在WIFI信号覆盖范围内随打钻地点方便的移动。

无线视频监控系统基本原理为，摄像头通过WIFI视频信号与无线基站通信，无线基站通过光纤将信号传输到交换机再传输到地面，监控室配备相应的流媒体服务器，再分支到监视器和硬盘录像机。

在工作面上下副巷、采煤工作面和掘进工作面内安装的摄像头和无线基站均采用隔爆兼本安电源，所取一次侧的127V电源全具有瓦斯电风电闭锁，目前井下已建有环网系统，所以视频主干线路利用已有的千兆光纤环网进行传输，要求视频存储时间不少于一年，地面采用磁盘阵列存储数据。

预计安装防突打钻视频监控的位置有:3.2系统总体架构数字视频监控系统主要由前端设备、传输设备、中心控制设备三部分组成。

本安摄像仪的视频信号通过无线或有线的方式可通过本安无线基站、本安光端机、本安交换机、网络延伸器等设备或直接通过光缆传输至地面，通过流媒体服务器实现视频图像的浏览及转发，也可通过解码器解码完成数字信号到模拟信号的转换接入现有的大屏显示系统，特殊环境下可接入隔爆兼本安型计算机，实现在井下隔爆兼本安型计算机上浏览和存储视频数据。

前端部分：视频系统前端主要由矿用本安型摄像机、矿用本安型无线摄像仪、矿用本安型红外灯组成。

主要负责视频信号的采集，以有线无线的方式发送视频信号。

传输部分：网络传输平台主要由矿用本安型无线基站、矿用隔爆兼本安型电源、矿用本安型网络交换机、矿用本安型网络延伸器、矿用本安光端机、矿用网线和矿用通信线缆等组成。

主要负责设备必要接口的转换，与矿上现有网络平台的对接，达到远距离传输等。

中心控制部分：井下中心控制部分主要由矿用隔爆兼本安型计算机及配套软件组成。

地面中心控制部分主要包含流媒体服务器、扩展存储设备、数字矩阵、视频解码器、视频分配器、硬盘录像机、地面交换机及配套软件组成，主要负责对摄像仪的视频信号进行处理、存储和显示，完成监控、控制、记录等功能。

其他辅助设备：矿用本安型wifi手机、矿用本安广播分站、本安LED显示屏等，为无极绳绞车视频监控系统、斜巷视频监控系统、打钻视频监控系统等特殊场合提供语音通话、广播对讲、安全警示等辅助功能。

图3-1地面监控软件效果图详细设计图如下存储方式数字视频信号传送至地面后，设计扩展存储单元进行存储,存储设计21路可以存储1年。

同时地面安装流媒体服务器，可方便局域网用户或者集团公司领导查看并指导工作。

3.3系统功能•实时监控标准的网络协议能够方便的接入环网或单独组网传输至地面监控中心，实现地面的实时监控，监督钻场工作的实际情况，监督钻场工作人员的打钻工作是否落实到位，同时系统支持在井下实时监控，可在固定地点设置隔爆计算机实现井下管理人员的打钻视频监控。

•实时录像系统使用的数字摄像机技术，现场人员可以很方便的对打钻现场情况进行录像，同样也可以方便的对录像信息进行检索回放等操作。

•无线通信系统可配置wifi手机，独特的WIFI通信系统，能为管理人员与打钻现场工作人员提供可靠的语音通信，可及时沟通反映现场打钻情况。

•广播对讲警示根据需要还可以扩展广播告警等功能，让打钻现场播放语音提示信息，规范打钻员工的现场行为和操作规程；同时在无线摄像机上安装的广播具备对讲功能，只需按下对讲键即可和后方计算机操作人员对讲，实现通信联络。

•视频管理提供标准的视频图像信号，支持矿上的实时管理，可选择一路或多路接入矿上现有的电视墙，做到全屏、画面分割、轮巡显示、自定义字符叠加等视频管理功能。