煤矿井下环境监测监控系统解决案

煤矿井下环境监测监控系统解决方案

一、概述

近年来，煤矿发生事故的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事后

搜救工作效率，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。在经济高速发展、能源供应

紧张的形势下，如何处理好保证安全和提高产量的关系，需要深入研究，发展不能以

牺牲环境和生命为代价。

为此，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履

行煤矿安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得

尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领导对安全生

产工作提出了很高的要求和期望。我们认为提升安全生产信息化管理水平，加强以灾

害预防、搜救为主要目标的安全生产长效机制，是我国安全生产工作的必由之路。

在此环境下陕西集思科技有限公司（下称：集思科技）率先推出适用于煤矿的数

字视频监控系统，本系统从视频监控、信号传输、中心控制、远程监管等各方面提出

全方位的解决办法，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、数字化管理轨道迈进，提

高煤矿安全管理水平。

利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅

能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患

于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。另外，煤矿监管部门可以

从省部管理中心远程监看井下状况，提出整改方法，减少事故隐患，因此集思科技远

程视频监控系统将是保障矿井安全生产的重要组成部分。

二、需求分析

在美国，煤矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规范，巷道通畅，一

旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。而在我国，采煤机械化程度仅为４５％，矿工队

伍很大一部分是文化水平较低、培训时间有限的农民工，甚至存在井下抽烟等严重违

章现象。这样的千军万马集中在高度危险的作业环境中，极易发生事故，造成重大伤亡。我们在分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现：

（1）地面与井下人员的信息沟通不及时；

（2）地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；

（3）一旦煤矿事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。

目前，煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣与地面人员间沟通不便，如果利用远程视频监控系统，地面监控人员则可以直接对井下情况进行实时监控，不

仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防

患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。同时要求上级有关监管

部门可以通过网络远程查看进行状况，提出整改方法。

现在一些煤矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高，具有很大的局限性。

首先，模拟视频信号容易产生衰耗、畸变、延时，并且易受井下各种设备干扰，使图像质量下降，用于煤矿复杂的工作现场时，效果不好。

其次，视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于几百米时，不便于系统的维护和升级。

最后，传统的模拟视频监控系统，由于可靠性和性能差，灵活性和扩展性差，查询取证时十分烦琐，难以维护，不能实现多监控中心和多级监控管理，不适合当前有关领导部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。

随着传输技术和计算机技术的发展，数字化的视频传输应用得到广泛普及，在煤矿安全监控系统中引入数字化远程视频监控系统也是大趋势。

煤矿监控系统需要满足以下功能要求：

视频监控设备满足煤矿防爆、隔爆等级要求

可以实现各级部门联网监控，指挥终端、中心控制室以及上级领导终端可通过语音对讲对煤矿开采企业进行远程指挥。

系统具有特定的视频效果：以矿井为单元，将一路或多路视频信号进行图像预览和录像。

系统具有实时日期和时钟视频叠加功能：对矿井全程视频图像进行实时日期和时钟预览和录像，保证采矿过程的完整性和真实性。其日期和时钟在画面中的显示方式

和显示位置可根据现场实景进行位置调整。

系统具有单画面、多画面和全屏等多种显示方式，预览显示画面在多画面显示方式下，其显示位置可进行人为调整。

系统具有录像效果调节功能、网络传输质量，保证其图像在局域网和广域网上都能进行网络传输。

系统具有音、视频实时网络浏览功能，每路图像可允许多个网络客户端同时进行网络浏览。

系统具有录像资料转制VCD光盘存储功能，便于资料的保存和资料审阅的便捷。

系统具有对剩余硬盘空间显示和容量不足警示功能，提供线性和循环录像两种模式。

系统具有客户端对录像资料的检索、管理和回放。

系统具有通过网络实现上级领导与矿井监控中心工作人员进行网络会话的功能，从而保障指挥的有效性和实时性。

系统具有易安装性和易维护性。

系统具有操作简单，界面简洁，功能直观明确。

三、系统设计

3.1 设计依据

《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

《煤矿安全规程》

3.2 设计原则

任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照顾长远利益，最大限度地保护用户投资。

同时系统选择的产品已根据煤矿安全生产的技术要求和国家安全标准进行独立设计，完全可以满足煤矿井下人员监测的自动化和信息化管理要求，同时可充分利用矿井已有的平台资源联网运行，有效节约投资。

本系统主要有以下特点：

专业性

视频监控系统使用专业矿用隔爆型光纤摄像仪防护罩，设备防护等级符合

GB3836.2-83《爆炸环境用防爆电气设备标准》隔爆型：D标准；