煤矿安全监控系统通用技术要求.docx

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煤矿安全监控系统通用技术要求

《煤矿安全监控系统通用技术要求》

（AQ6201-2006）

前言

为规范煤矿安全监控系统的安全技术要求，保证煤矿安全监控系统的安全可靠，促进煤矿安全生产，根据国家有关法律法规和标准的要求，制定本标准。

本标准由国家安全生产监督管理总局提出并归口。

本标准起草单位：

中国矿业大学（北京）、煤炭科学研究总院常州自动化研究所、平顶山煤业（集团）有限责任公司。

本标准主要起草人：

孙继平、彭霞、王涛、于励民、田子建、刘晓阳。

煤矿安全监控系统通用技术要求

1范围

本标准规定了煤矿安全监控系统的产品分类和技术要求。

本标准适用于煤矿使用的煤矿安全监控系统（以下简称系统）。

2术语和定义

2.1煤矿安全监控系统supervisionsystem0fcoalminesafety

具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。

用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。

2.2传感器transducer：

将被测物理量转换为电信号输出的装置。

2.3矿用甲烷传感器methanetransducerformine：

连续监测矿井环境气体中甲烷浓度的装置，一般具有显示及声光报警功能。

2.4矿用风速传感器airvelocitytransducerformine：

连续监测矿井通风巷道中风速大小的装置。

2.5矿用风压传感器windpressuretransducerformine：

连续监测矿井通风机、风门、密闭巷道、通风巷道等地通风压力的装置。

2.6矿用一氧化碳传感器carbonmonoxidetransducerformine：

连续监测矿井中煤的自然发火区及胶带输送机胶带等着火时产生的一氧化碳浓度的装置。

　　2.7矿用温度传感器temperaturetransducerformine：

连续监测矿井环境温度高低的装置。

　　2.8矿用二氧化碳传感器carbondioxidetransducerformine：

连续监测矿井环境气体中二氧化碳浓度的装置。

　　2.9矿用氧气传感器oxygentransducerformine：

连续监测矿井环境气体中氧气浓度的装置。

　　2.10矿用烟雾传感器smoketransducerformine：

连续监测矿井中胶带输送机胶带等着火时产生的烟雾浓度的装置。

　　2.11矿用风筒开关传感器airpipeswitchtransducerformine：

连续监测风筒是否有风的装置。

　　2.12矿用风门开关传感器airdoorswitchtransducerformine：

连续监测矿井风门开关的装置。

　　2.13矿用馈电传感器feedtransducerformine：

连续监测矿井中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压的装置。

　　2.14执行器（含声光报警器及断电器）actuator：

将控制信号转换为被控物理量的装置。

　　2.15声光报警器acousto-opticalarm：

能发出声光报警的装置。

　　2.16断电控制器switchingoffcontroller：

控制磁力启动器和馈电开关等的装置。

　　2.17甲烷断电仪methanebreaker：

井下甲烷浓度超限时，能自动切断被控设备电源的装置。

　　2.18风电闭锁装置interlockedcircuitbreaker：

当掘进工作面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，能自动切断被控设备电源的装置。

　　2.19甲烷风电闭锁装置methaneinterlockedcircuitbreaker：

当掘进工作面局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，或空气中甲烷浓度超限时，能自动切断被控设备电源的装置。

　　2.20分站substation：

接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号。

分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。

　　2.21电源箱powersupplychassis：

将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2h的蓄电池。

　　2.22传输接口transmissioninterface：

接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接收主机信号、并送相应分站。

传输接口还具有控制分站的发送与接收、多路复用信号的调制与解调、系统自检等功能。

　　2.23主机host：

一般选用工控微型计算机或普通微型计算机，双机或多机备份。

主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。

　　2.24故障闭锁功能faultinterlockingfunction：

当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所控制区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。

　　2.25馈电异常abnormalfeed：

被控设备的馈电状态与系统发出的断电命令/复电命令不一致。

　　2.26模拟量输入传输处理误差analoginputtransmissionerror：

传感器输出值（显示值）与中心站计算机显示值之间的误差。

　　2.27模拟量输出传输处理误差analogoutputtransmissionerror：

中心站计算机输入值与执行器输入值之间的误差。

　　2.28最大巡检周期cycleofmaximumloopcheck：

系统在满容量条件下，传感器输出变化到中心站计算机显示所需要的时间。

　　2.29监测值monitoringvalue：

系统实时监测到的模拟量数值。

　　2.30平均值averagevalue：

对单位时间内多次监测值取平均值。

其时间间隔一般为5min（或10min）、1h、8h、24h、10d、30d（1个月）、3个月、6个月和12个月。

若单位时间内对模拟量z采样次数为N、每次监测值为xi（i=1，2，3，…，N），则模拟量x的平均值应满足下列关系：

　　2.31最大值maximumvalue：

对单位时间内多次监测值取最大值。

　　2.32最小值minimumvalue：

对单位时间内多次监测值取最小值。

　　2.33实时显示real-timedisplay：

在任何显示方式下，将报警、断电、馈电异常等重要信息实时自动显示。

　　2.34调用显示selectiondisplay：

根据需要选择所关心的模拟量（或开关量）显示。

　　2.35报警显示alarmdisplay：

当模拟量大于或等于报警浓度（或开关量为报警状态）时，自动将超限时刻及当前数值（或状态）等在屏幕上列表显示。

　　2.36报警记录查询显示inquirydisplayofalarmrecording：

根据需要将某一时间内报警模拟量（或开关量）的报警时刻和解除报警时刻、累计报警次数、累计报警时间、报警期间最大值和每次报警期间最大值等记录调出显示。

　　2.37断电显示switchingoffdisplay：

当模拟量大于或等于断电浓度（或开关量为断电状态）时，自动将当前模拟量数值（或开关状态）、断电命令及时刻、断电区域、馈电状态等在屏幕上列表显示。

　　2.38断电记录查询显示inquirydisplayofswitchingoffrecording：

根据需要将某一时间内断电和复电命令及时刻、断电区域、馈电状态及时刻、累计断电次数、累计断电时间、断电期间最大值和每次断电期间最大值等调出显示。

　　2.39统计值记录查询显示inquirydisplayofstatisticaldatarecording：

根据需要将某一段时间内模拟量的平均值、最大值等调出，并列表显示。

　　2.40馈电异常显示abnormalfeeddisplay：

当断电命令与馈电状态不一致时，自动显示地点、名称、断电或复电命令时刻、断电区域、馈电异常时刻等。

　　2.41馈电异常查询显示inquirydisplayofabnormalfeed：

某一段时间内的断电命令与馈电状态不符记录次数、累计时间、每次起止时间等调出并显示。

　　2.42状态变动显示statealterationdisplay：

将当前状态变化的开关量（由“开”变“停”或由“停”变“开”）的状态变动时刻和状态变动状况（由“开”变“停”或“停”变“开”）等显示。

　　2.43状态变动记录查询显示inquirydisplayofstatealterationrecording：

根据需要将某一段时间内开关量状态变动次数、变动时刻和变动状态等调出，并列表显示。

　　2.44曲线显示curvedisplay：

将模拟量监测值和统计值随时间变化的状况用带坐标和门限值的曲线等直观地显示出来。

　　2.45状态图显示statediagramdisplay：

将开关量状态随时间变化状况用带时间坐标的直线表示。

　　2.46柱状图显示cylindricaldiagramdisplay：

将开关量单位时间内的开机效率（单位时间内开机时间）用直方图直观显示。

　　2.47模拟图显示mimicdiagramdisplay：

在具有说明巷道、设备布置等背景图上，将实时监测到的开关量状态，用相应的图样在相应的位置模拟显示，同时将实时监测到的模拟量数值在相应位置显示。

　　3产品型号、分类

　　3.1型号：

产品型号应符合MT286的规定。

　　3.2分类

　　3.2.1按复用方式分类

　　a）时分制系统；

　　b）频分制系统；

　　c）码分制系统；

　　d）复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上）系统。

　　3.2.2按网络结构分类

　　a）树形；

　　b）环形；

　　c）星形；

　　d）总线形；

　　e）复合形（同时采用星形、环形、树形、总线形中两种或两种以上）。

　　3.2.3按调制方式分类

　　a）基带；

　　b）调幅；

　　c）调频；

　　d）调相；

　　e）其他。

　　3.2.4按工作方式分类

　　a）主从；

　　b）多主；

　　c）无主。

　　4技术要求

　　4.1一般要求

　　系统应符合本标准的规定，系统中的设备应符合有关标准及各自企业产品标准的规定，并按照经规定程序批准的图样及文件制造和成套。

　　4.2环境条件

　　4.2.1系统中用于机房、调度室的设备，应能在下列条件下正常工作：

　　a）环境温度：

15～30℃；

　　b）相对湿度：

40％～70％；

　　c）温度变化率：

小于10℃／h，且不得结露；

　　d）大气压力：

80～106kPa；

　　e）GB／T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。

　　4.2.2除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作：

　　a）环境温度：

0～40℃；

　　b）平均相对湿度：

不大于95％（+25℃）；

　　c）大气压力：

80～106kPa；

　　d）有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。

　　4.3供电电源

　　4.3.1地面设备交流电源：

　　a）额定电压：

380V／220V，允许偏差±10％；

　　b）谐波：

不大于5％；

　　c）频率：

50Hz，允许偏差±5％。

　　4.3.2井下设备交流电源：

　　a）额定电压：

36V／127V／380V／660V／1140V，允许偏差：

　　——专用于井底车场、主运输巷：

　　——其他井下产品：

　b）谐波：

10％；

　　c）频率：

50Hz，允许偏差±5％。

　　4.4系统设计要求

　　4.4.1系统组成

　　系统一般由主机、传输接口、分站、传感器、执行器（含断电器、声光报警器）、电源箱、电缆、接线盒、避雷器和其他必要设备组成。

　　4.4.2硬件

　　4.4.2.1中心站硬件一般包括传输接口、主机、打印机、UPS电源、投影仪或电视墙、网络交换机、服务器和配套设备等。

中心站均应采用当时主流技术的通用产品，并满足可靠性、可维护性、开放性和可扩展性等要求。

　　4.4.2.2传感器的稳定性应不小于15d。

　　4.4.2.3由外部本安电源供电的设备一般应能在9～24V范围内正常工作。

　　4.4.3软件

　　操作系统、数据库、编程语言等应为可靠性高、开放性好、易操作、易维护、安全、成熟的主流产品。

软件应有详细的汉字说明和汉字操作指南。

　　4.5基本功能

　　4.5.1数据采集

　　4.5.1.1系统必须具有甲烷浓度、风速、风压、一氧化碳浓度、温度等模拟量采集、显示及报警功能。

　　4.5.1.2系统必须具有馈电状态、风机开停、风筒状态、风门开关、烟雾等开关量采集、显示及报警功能。

　　4.5.1.3系统必须具有瓦斯抽采（放）量监测、显示功能。

　　4.5.2控制

　　4.5.2.1系统必须由现场设备完成甲烷浓度超限声光报警和断电／复电控制功能；

　　a）甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警；

　　b）甲烷浓度达到或超过断电浓度时，切断被控设备电源并闭锁；甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁；

　　c）与闭锁控制有关的设备（含甲烷传感器、分站、电源、断电控制器、电缆、接线盒等）未投入正常运行或故障时，切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。

　　4.5.2.2系统必须由现场设备完成甲烷风电闭锁功能：

　　a）掘进工作面甲烷浓度达到或超过1.0％时，声光报警；掘进工作面甲烷浓度达到或超过1.5％时，切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面甲烷浓度低于1.0％时，自动解锁；

　　b）掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到或超过1.0％时，声光报警、切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于1.0％时，自动解锁；

　　c）被串掘进工作面入风流中甲烷浓度达到或超过0.5％时，声光报警、切断被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当被串掘进工作面入风流中甲烷浓度低于0.5％时，自动解锁；

　　d）局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，声光报警、切断供风区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当局部通风机或风筒恢复正常工作时，自动解锁；

　　e）局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中甲烷浓度大于3.0％，必须对局部通风机进行闭锁使之不能启动，只有通过密码操作软件或使用专用工具方可人工解锁；当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5％时，自动解锁；

　　f）与闭锁控制有关的设备（含分站、甲烷传感器、设备开停传感器、电源、断电控制器、电缆、接线盒等）故障或断电时，声光报警、切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；与闭锁控制有关的设备接通电源1min内，继续闭锁该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。

严禁对局部通风机进行故障闭锁控制。

　　4.5.2.3安全监控系统必须具有地面中心站手动遥控断电／复电功能，并具有操作权限管理和操作记录功能。

　　4.5.2.4安全监控系统应具有异地断电／复电功能。

　　4.5.3调节

　　系统宜具有自动、手动、就地、远程和异地调节功能。

　　4.5.4存储和查询

　　系统必须具有以地点和名称为索引的存储和查询功能：

　　a）甲烷浓度、风速、负压、一氧化碳浓度等重要测点模拟量的实时监测值；

　　b）模拟量统计值（最大值、平均值、最小值）；

　　c）报警及解除报警时刻及状态；

　d）断电／复电时刻及状态；

　　e）馈电异常报警时刻及状态；

　　f）局部通风机、风筒、主要通风机、风门等状态及变化时刻；

　　g）瓦斯抽采（放）量等累计量值；

　　h）设备故障／恢复正常工作时刻及状态等。

　　4.5.5显示

　　4.5.5.1系统必须具有列表显示功能：

　　a）模拟量及相关显示内容包括：

①地点；②名称；③单位；④报警门限；⑤断电门限；⑥复电门限；⑦监测值；⑧最大值；⑨最小值；⑩平均值；○11断电／复电命令；○12馈电状态；○13超限报警；○14馈电异常报警；○15传感器工作状态等；

　　b）开关量显示内容包括：

①地点；②名称；③开／停时刻；④状态；⑤工作时间；⑥开停次数；⑦传感器工作状态；⑧报警及解除报警状态及时刻等；

　　c）累计量显示内容包括：

地点、名称、单位、累计量值等。

　　4.5.5.2系统应能在同一时间坐标上，同时显示模拟量曲线和开关状态图等。

　　4.5.5.3系统必须具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。

在同一坐标上用不同颜色显示最大值、平均值、最小值等曲线。

　　4.5.5.4系统必须具有开关量状态图及柱状图显示功能。

　　4.5.5.5系统必须具有模拟动画显示功能。

显示内容包括：

①通风系统模拟图；②相应设备开停状态；③相应模拟量数值等。

应具有漫游、总图加局部放大、分页显示等方式。

　　4.5.5.6系统必须具有系统设备布置图显示功能。

显示内容包括：

①传感器；②分站；③电源箱；④断电控制器；⑤传输接口和电缆等设备的设备名称；⑥相对位置和运行状态等。

若系统庞大一屏容纳不下，可漫游、分页或总图加局部放大。

　　4.5.6打印

系统必须具有报表、曲线、柱状图、状态图、模拟图、初始化参数等召唤打印功能（定时打印功能可选）。

报表包括：

①模拟量日（班）报表；②模拟量报警日（班）报表；③模拟量断电日（班）报表；④模拟量馈电异常日（班）报表；⑤开关量报警及断电日（班）报表；⑥开关量馈电异常日（班）报表；⑦开关量状态变动日（班）报表；⑧监控设备故障日（班）报表；⑨模拟量统计值历史记录查询报表等。

　　4.5.7人机对话

　　系统必须具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用、控制命令输入等。

　　4.5.8自诊断

　　系统必须具有自诊断功能。

当系统中传感器、分站、传输接口、电源、断电控制器、传输电缆等设备发生故障时，报警并记录故障时间和故障设备，以供查询及打印。

　　4.5.9双机切换

　　系统必须具有双机切换功能。

系统主机必须双机备份，并具有手动切换功能或自动切换功能。

当工作主机发生故障时，备份主机投入工作。

　　4.5.10备用电源

　　系统必须具有备用电源。

当电网停电后，保证对甲烷、风速、风压、一氧化碳、主要通风机、局部通风机开停、风筒状态等主要监控量继续监控。

　　4.5.11数据备份

　　系统必须具有数据备份功能。

　　4.5.12模拟报警和断电

　　传感器应具有现场模拟测试报警和断电功能。

　　4.5.13防雷

　　系统必须具有防雷功能。

分别在传输接口、入井口、电源等采取防雷措施。

　　4.5.14其他

　　4.5.14.1系统应具有网络通信功能。

　　4.5.14.2系统应具有软件自监视功能。

　　4.5.14.3系统应具有软件容错功能。

　　4.5.14.4系统应具有实时多任务功能，能实时传输、处理、存储和显示信息，并根据要求实时控制，能周期地循环运行而不中断。

　　4.6软件功能

　　4.6.1操作管理

　　软件必须具有操作权限管理功能，对参数设置、控制等必须使用密码操作，并具有操作记录。

　　4.6.2主菜单

　　在各种显示模式下都必须有主菜单显示，主菜单包括：

参数设置、页面编辑、控制、列表显示、曲线显示、状态图及柱状图显示、模拟图显示、打印、查询、帮助、其他等。

　　在主菜单下必须设置以下子菜单：

　　a）参数设置：

系统参数、模拟量、开关量、累计量、其他；

　　b）页面编辑：

列表、曲线、模拟图、其他；

　　c）控制：

控制逻辑、操作、其他；

　　d）列表显示：

报警（模拟量、开关量）、断电控制（模拟量、开关量）、馈电异常（模拟量、开关量）、调用（模拟量、开关量）、设备故障、其他；

　　e）曲线显示：

报警、断电控制、馈电异常、调用、其他；

　　f）状态图与柱状图显示：

状态图、柱状图、其他；

　　g）模拟图显示：

通风系统、瓦斯抽采（放）、系统自检、其他；

　　h）打印：

编辑、报警（模拟量、开关量）、断电控制（模拟量、开关量）、馈电异常（模拟量、开关量）、调用（模拟量、开关量）、设备故障、其他；

　　i）查询：

报警（模拟量、开关量）、断电控制（模拟量、开关量）、馈电异常（模拟量、开关量）、调用（模拟量、开关量）、设备故障、其他；

　　j）帮助：

参数设置、页面编辑、控制、列表显示、曲线显示、状态图与柱状图显示、模拟图显示、打印、查询、其他。

　　4.6.3分类查询

　　a）报警查询：

根据输入的查询时间，将查询期间内的全部报警的模拟量和开关量显示或打印；

　　b）断电查询：

根据输入的查询时间，将查询期间内的全部断电的模拟量和开关量列表显示或打印；

　　c）馈电异常查询：

根据输入的查询时间，将查询期间内的全部馈电异常的开关量和模拟量显示或打印；

　　d）调用查询：

根据输入的被查询量和查询时间，将查询期间内被查询量显示或打印。

　　4.6.4快捷方式

　　在任何显示模式下，均可直接进入所选监控量的列表显示、曲线显示或状态图及柱状图显示、模拟图显示、打印、参数设置、页面编辑、查询等方式。

　　4.6.5中文显示与打印

　　软件必须具有汉字显示、汉字打印和汉字提示功能。

　　4.6.6更改存储内容

　　软件必须具有防止修改实时数据和历史数据等存储内容（参数设置及页面编辑除外）功能。

　　4.6.7模拟量数据表格显示

　　4.6.7.1显示内容

　　模拟量数据表格显示包括如下内容：

①传感器设置地点；②传感器所测物理量；③单位（可缺省）；④报警门限（除用于监察外，可缺省）；⑤断电门限（除用于监察外，可缺省）；⑥复电门限（除用于监察外，可缺省）；⑦断电范围（除用于监察外，可缺省）；⑧监测值；⑨平均值；⑩最大值；○11最小值；○12报警／解除报警状态及时刻；○13断电／复电命令及时刻；○14馈电状态及时刻；○15实时时钟等。

　　4.6.7.2实时显示

　　模拟量报警、模拟量断电、馈电异常必须实时显示。

　　4.6.7.3调用显示

　　根据所选择的模拟量显示其相应内容：

①地点；②名称；③单位（可缺省）；④报警门限（可缺省）；⑤断电门限（可缺省）；⑥复电门限（可缺省）；⑦监测值；⑧最近一次统计的最大值；⑨平均值；⑩最后一次报警或解除报警时刻；○11最后一次断电或复电时刻等。

　　4.6.7.4报警显示

　　当模拟量大于或等于报警门限时，自动显示超限时刻等，显示内容包括：

①地点；②名称；③单位（可缺省）；④报警门限（可缺省）；⑤断电门限（可缺省）；⑥复电门限（可缺省）；⑦监测值；⑧最近一次统计的最大值（可缺省）；⑨平均值（可缺省）；