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全方位视频监测监控系统在采煤工作面设备安装中的应用

2025-05-23 31 上传者：管理员

摘要：山西一煤矿已建成基础通信系统、人员定位系统、监测监控系统，实现了基础安全信息化。为实现52306备采工作面全方位视频监控，制定了视频监控技术框架，确定了主要监控设备如基站系统、摄像头及视频监控控制和传输系统。建成的全方位视频监控系统可以进行智能化存储和传输，与地面监控调度室联动，提高了矿井安全监测监控整体可靠性，为其他矿井安全监测监控系统的建立和优化提供了理论依据。

关键词：
基站建设
生产动态
矿井监测
视频监控
通信系统
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近年来,随着信息化技术不断发展,矿井监测监控技术逐步成熟｡提高矿井工作面监测监控技术可以随时关注采面生产动态,对出现的问题提前采取措施｡关于煤矿井下智能监测监控系统技术问题,中国专家学者进行了大量研究,王富忠[1]针对乌东煤矿近直特厚煤层智能化建设问题展开研究,提出全矿井智能化监控体系建设,为其他矿井智能化建设提供了依据｡刘智敏等[2]针对挖金湾矿智能化工作面建设问题展开研究,提出采用监测监控系统作为智能化建设的基础,研究成果取得良好效果｡陈志军[3]针对灵新煤矿综采工作面视频监测监控系统优化问题展开研究,提出了综采面重要部位监测监控系统建设框架｡其他专家学者分别针对不同矿井智能化视频监测监控系统建设问题展开研究,分别取得了丰硕成果[4-10]｡山西一煤矿为综采工作面,为保证工作面回采过程中的安全性,提出了全方位视频监控技术应用研究｡

1、工程概况

山西一煤矿为综采工作面,在采煤层为3#煤层,平均煤层厚度3.62m,煤层顶板为砂质泥岩,底板为泥岩,矿井工作面采用综合机械化采煤法｡矿井为高瓦斯矿井,目前工作面暂未安装任何视频监测监控设备｡工作面监测监控系统主要为进风巷､回风巷瓦斯传感器､温度传感器以及其他各类传感器,基础传感器安装基于矿井监测监控KJ95系统,可以实现风电､瓦斯电双闭锁,瓦斯超标可以报警;人员定位系统建立完毕,下井人员佩戴定位卡后可以精准确定井下位置;基础通信系统建设完成,通信距离大于10km｡目前还无法完成整个工作面开采作业的实时动态观测｡随着矿井开采深度不断延伸,地压不断增大,构造复杂,各类灾害不断凸显,原监测监控系统逐步无法满足目前矿井安全生产需求,缺少视频监控的监测监控系统形成区,无法直观监控井下工作面生产系统｡随着通信技术不断发展,视频监控技术不断提高,实现井下全方位视频监控指日可待｡为进一步提高矿井智能化水平,拟对备采工作面52306工作面安装全方位视频监测监控系统,实时观测矿井生产过程中存在的视觉盲区｡

2、全方位视频监测监控技术

根据该矿52306拟建全方位视频监测监控系统目标任务要求,建设的视频监测监控系统包括基站系统､摄像头､视频监控控制和传输系统,基本框架如图1所示｡

图1视频监控系统基本框架

2.1基站系统

全方位视频监测监控系统主要基础设施为基站建设｡工作面井下基站是各个监测系统传输的通道,无线基站可以将各个信息中心相连接,无需铺设大量线路;井下信号无线基站和127V电源之间安装有电源转换器,所有基站均为低压弱电系统｡基站布置点根据矿井工作面井下环境和基站信号辐射区域确定｡

2.2摄像头

井下摄像头是整个视频监控系统的“眼睛”,高清摄像头布置安装位置位于人员作业位置和重要设备放置位置,可以随时对人的不安全行为､设备不安全状况进行监控,当出现人员事故或者设备不安全状态时,现场人员未及时发现,地面调度室发现后可通知人员撤离到安全位置｡摄像头系统结合声控系统､温控系统可以提高现场监测监控精度｡

2.3视频监控控制和传输系统

摄像头监测的信息通过基站系统传输到井下中央控制中心,井下中央控制系统将接收到的信息集中传输到地面,时间延迟不得超过安全时间差｡所有传输系统为无线基站结合有线传输,根据井下环境选择合适的传输通道｡

3、全方位视频监测监控系统建设

矿井全方位视频监测监控逻辑框架如图2所示,52306工作面视频监控数据通过独立的分站传输到地面｡实际建设过程中,井下安装了对应的矿用音箱,可以随时反馈地表监控信息,通知关于事故紧急撤离的信息,提高了整体安全性｡井上数据中心把所有数据集成可视化到调度室大屏幕,结合设备参数监控系统,增加了52306工作面整体监控的安全稳定性｡

图2矿井全方位视频监测监控系统逻辑框架图

52306工作面选用的监控摄像头如图3所示,设备具备变倍变焦固定和电子变倍双通道功能,工作极限温度可以达到-35℃和+60℃,防水等级为IP68,电压支持为POE+12V供电,清晰度4K,摄像头具备煤矿安全防爆要求｡

该摄像头具备独立存储系统,可以将监控到的数据独立存储到单点摄像头内部存储系统上,即使由于断线或其他原因导致信号传输中断,现场的监控数据信息依旧可以保存,能够避免监控数据丢失现象的发生｡

图3监控摄像头结构示意图

52306工作面全方位视频监测监控系统建成后,视频监控画面传输到地面总监控上的情况如图4所示｡总调度室内,监控数据不仅兼容了52306工作面全方位监测监控视频,还有煤矿安全法律法规要求的瓦斯､温度､CO传感器数据,一旦出现瓦斯超限现象,随时可以实现“两闭锁”｡

图4工作面视频监控板块

建成后的全方位视频监测监控系统可独立切换到地面调度室大屏幕上,监控52036工作面运输顺槽､回风顺槽和整个采煤工作面运转状态｡全方位视频监测监控系统作为整个监测监控系统中的一部分,实现了工作面各工序可视化｡设备运行状况可视化监测监控结合设备运行参数监测监控系统,提高了设备观测整体稳定性｡整改监控系统可以对重要参数进行报警反馈,实现闭锁联动｡

4、结论

山西一煤矿已经建立基础井下通信系统､人员定位系统､监测监控系统,未安装采煤工作面全方位视频监测监控系统｡为弥补该煤矿监控智能化系统中的不足,构建了采煤工作面全方位视频监测监控系统,得到以下结论｡

1)提出的52036工作面全方位视频监测监控系统主要架构包括基站系统､摄像头及视频监控控制和传输系统｡

2)根据矿井目前建设情况,建成的52036工作面全方位视频监测监控系统具有智能化可存储摄像头和独立的传输基站｡

3)52036工作面全方位视频监测监控系统加载到地面监控室,实现了人员作业､设备运转全方位可视化,结合原建成的通信系统,整体安全稳定性得到有效提高｡

参考文献:

[1]王富忠.乌东煤矿近直立特厚煤层智能化工作面建设[J].工矿自动化,2022,48(S2):53-57.

[2]刘智敏,张晓东.挖金湾矿智能化工作面建设实践与技术应用[J].山东煤炭科技,2022,40(6):1-3.

[3]陈志军.灵新煤矿综采工作面视频监控系统应用优化与探索[J].煤炭科学技术,2021,49(S1):146-149.

[4]魏明华,曾现策,宋忠亮,等.智能化精品采煤工作面创建关键技术研究与应用[J].能源技术与管理,2021,46(2):25-27.

[5]王东亮,董运启,邓海宾,等.智能化采煤工作面建设研究[J].西部探矿工程,2020,32(5):121-123.

[6]赵培范,车本方,王东亮.煤矿智能化开采体系研究[J].中国设备工程,2020(5):166-168.