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1、 概述 煤矿安全生产是关系煤炭工业持续健康发展的头等大事，在党和国家的关怀下，全国煤矿安全生产自80年代以来，出现了逐步好转的趋势。但是，由于许多方面的问题还未得到很好解决，煤矿事故多、伤亡大转，我国煤矿的百万吨死亡率仍远远高于世界一些发达国家。2004年1月13日，国务院笫397号令公布了安全生产许可证条例，自公布之日起施行。这对煤矿企业来说是一件大事。条例对于严格规范安全生产条件，进一步加强安全生产监督管理，防止和减少生产安全事故，将发挥保障作用。乘自动化快车，煤矿安防建设开步走 中国是煤炭大国，2007年全国规模以上的煤炭企业达到7000多家，煤炭总产量近26亿吨。但同时，中国煤矿也是世
2、界上最危险的产业，安全事故频发让人触目惊心。相关统计数字指出，中国每生产100吨煤所付出的人命代价是美国的100倍。而煤炭需求量大，超负荷生产、开采技术落后等是中国煤矿事故频繁发生的主要原因。“与国内煤矿相比，国外煤矿伤亡事故比较少，最主要的是作业方式不同，中国煤矿大都采用人工操作，而国外多采用自动化操作方式。对于中国的煤矿业而言，自动化是必然出路。”开滦（集团）信控中心控制科副科长、高级工程师程玉祥表示。 目前采煤技术先进的国家有德、英、美、澳等国，自20世纪下半叶起，他们通过改进采煤方法、采用高效采煤设备，大力推广自动化、信息化技术，在煤矿生产各个环节，对主要设备均实现了子系统自动化生产控
3、制和监测，并采用计算机网络技术，将所有子系统通过联网，实现全矿井生产和安全系统的综合控制、监测和监视，使生产效率大大提高，安全状况彻底改善，并获得了巨大的经济效益。在国内，也有一些先进煤炭企业在系统自动化方面走到世界前列，这些煤矿通过建设具有先进水平的自动化和信息化子系统，对整个矿井生产过程中的各环节，尤其是主煤流系统、安全监测系统等进行全方位的动态化、可视化的监测、监视、监控，提高了安全和生产效率，并产生了良好的经济效益。 程玉祥介绍说，国内一些条件比较好的煤矿都在进行自动化系统改造。以开滦集团煤矿为例，这个跨世纪的煤矿早在1878年就开始运营。为了满足现代煤矿安全生产与管理的需要，近期，开
4、滦集团邀请相关专家制定了一个“5年自动化改造规划”。根据新建矿井、自动化程度较高矿井，以及一些正在衰落的矿井都分别做出了不同的改善计划。“在实现自动化生产之后，原来需要300-400人的矿，现在可能就只需要几十人。通过采用自动化的系统，不仅可以节约人力，而且可以减少安全事故发生。” 出于安全监管的角度，2004年左右，国家加大煤矿安全管理，煤矿对安防系统的投资也开始加大，尤其以山西地区最为明显。“国家煤矿安全监督管理部门曾经表示，今后几年将大力加强煤矿安全管理，并在2010年之前逐步完善煤矿安防系统的安装。目前，各省市也出台了煤矿相关管理规定，煤矿安防需求相当强劲。”谈到未来煤矿领域的安防需要
5、，霍尼韦尔安防(中国)有限公司工业产品线市场经理胡海军分析道。 辅助生产，安全与管理相结合 当前，煤矿自动化系统大致分为三大系统：主煤流系统、辅助生产系统、安全生产系统。其中与安全密切相关的主要是安全生产系统，具体包括煤矿安全生产监测系统、井上下视频监视系统、井下人员自动跟踪定位系统等。 安全监测主要对井下瓦斯、水、火（三大自然灾害）、风量大小、瓦斯浓度等进行测试，通过瓦斯传感器、温度传感器、烟雾探测器等将数据传输到井上，如果井下环境发生变化，如瓦斯数据超标就会产生报警。当前，瓦斯监测、产量监测（防止过量开采）系统都是国家煤矿安全监督机构强制要求安装的系统，其应用相对较成熟。除此之外，井下人员
6、管理系统、视频监控系统及井下通信系统也是煤矿应用较为普遍的安全生产管理系统。 作为煤矿领域另一大普遍采用的安防系统，井下人员定位系统的应用也越来越普遍，几乎成为各煤矿必配系统，该系统更多地与生产管理及考勤管理紧密结合。霍尼韦尔胡海军介绍道，井下人员定位管理系统的技术已经比较成熟，主要是采用RFID技术，读卡距离可达15米左右。通过采用人员定位系统，可对每个矿工的井下位置状况、出入区域进行管理，同时，也能对固定资产进行管理。读卡器在获得信息后通过传输，将数据汇总到数据库处理，这样就可以非常清楚地了解到矿工的信息。如果有矿工进入到瓦斯集中区域，系统就会自动产生报警，而如果出现事故需要救援的话，通过
7、该系统也能清楚地掌握援救位置。据了解，当前在有些地方（如山西），人员管理系统已经被要求强制安装。 而安防视频监控系统也是不可或缺的另一个重要系统。煤矿视频监控系统分为井上监控和井下监控。一般来说，井上监控应用比较简单，防范区域主要有煤矿大门、生活区、调度室等，其功能需求与其他领域相差不大。而井下由于环境复杂，监控需求则很特殊，其主要防范区域在矿道、水泵房、煤场等地。常州佐安电器有限公司市场部经理冯玉周介绍到，井下视频监控的防范目的主要是减少安全巡查人员，监督违章操作。 当前，煤矿视频监控系统主要采用光纤和视频线来传输视频，也有的采用TCP/IP网络传输方式，将视频数据通过视频服务器传到集团办公
8、网进行，授权人员登陆相应的IP地址就可以看到视频图像。由于目前视频监控系统在煤矿领域并不要求强制安装，所以只是被当作辅助性安全管理手段，根据矿主的重视程度，系统建设水平不一。常州裕华电子设备制造有限公司工程师江峰以煤矿视频联网情况指出，“有些地区想将视频图像全部上传到市级监管中心，但上万路的视频，在后端不好做管理。而有些地区，因为煤矿较少，视频监控点不多，又觉得没有必要进行市级联网。”由此可见，各个地区煤矿的视频监控系统建设差异很大。 各系统单独实施，统一管理 据中煤国际工程集团重庆设计院第一设计院高工成刚介绍，当前，煤矿中的视频监控、瓦斯监测、人员定位等系统都是单独运营，建设初期也分别由不同
9、的施工单位实施。一般，电视监控系统的数据信息与瓦斯监测系统所获得数据并不通过同一条光缆进行传输，而是分开进行。例如，由于瓦斯监测系统在矿井中的重要性，所以会采用专门的传输网络，以保证数据的传输通畅，但有条件的煤矿都会通过统一的联网平台，将各系统之间的数据进行汇总，统一管理，这些数据会上传给集团管理者或者煤矿安全监督局。 不难看出，与其他领域对安防系统的需求不同，煤矿安防系统的安装并不是以安全防范为主，而主要为安全生产服务。华煤信通公司总经理李雨田以井下监控为例指出，井下实时监控系统主要用于数据采集、生产安全方面的管理，一般都与煤矿综合业务管理系统相结合，如生产报表、瓦斯监测数据等等。 潜心修炼
10、，满足煤矿特殊需求 当前，无论是民用还是商用领域，安防企业竞争都很激烈，利润越来越低。所以，工业领域受到越来越多安防企业的关注。而相对其他应用领域，大部分受访者都表示，煤矿领域的安防利润相对较高，因为煤矿的效益比较好，安防投资相对较大。据胡海军透露，由于前两年矿难事故频发，国家安监局对煤矿安防非常重视，因此强制要求从每吨煤中划拨一定比例的资金用于安防投资。所以，无论是从资金投入还是利润方面来说，煤矿都是一个值得安防企业关注的领域。而另一方面，品牌影响作用在煤矿领域表现得也比较明显，如果一个品牌得到认可，用户就不会轻易更换供应商，从而产生持续性的市场需求。而如果企业在煤矿行业发展较好的话，供应商
11、还可以进一步将业务延伸到其他矿厂，比如金矿等。 正是出于以上“诱惑”，近几年来，越来越多的传统安防企业将目光投向煤矿这一座“金山”。然而，煤矿领域属于工业自动化领域，无论是从产品还是解决方案来说，都有非常特殊的需求。想要成功进入这一领域并非易事，需要厂家对该领域的需求有深刻地理解和充足的把握。胡海军介绍到，针对煤矿安防市场，霍尼韦尔早在5、6年前就开始关注，但一直到2008年初才推出了煤矿井下人员定位系统解决方案，从了解行业需求到产品研发经过了较长时间。 当前煤矿安防系统的主要提供商有：安防企业、软件企业或集成自动化企业、煤科院下面的关联企业。在技术优势上，传统安防企业可能与专做煤矿的企业没有
12、太大的区别，最主要的挑战主要来自行业需求的了解以及行业门槛。“从技术上来说，安防技术已经比较成熟，但煤矿行业属于工业自动化领域，即使在电源功率方面，都与商业及民用领域差异很大；另外，煤矿领域相对来说比较封闭，企业只有深入了解需求之后，才能开发出符合实际需要的产品。如果对煤矿需求不了解，盲目进入该领域，很难得到用户的认可，”胡海军表示。因此，对于想要介入煤矿领域的企业来说，如何找到突破口，是当前面临的最大挑战之一。而对于设备供应商来说，要想进入煤矿领域，首先要过的就是设备关。 产品：适应特殊环境 以煤矿用的监控产品为例，由于监控范围和场所不一样，对产品的需求也各不同。井上监控的级别要求比较低，一
13、般领域用的监控产品就能满足要求，而井下则除了要求采用防爆材料，还有防水、防尘、防腐蚀等特殊需求。程玉祥向笔者介绍，煤矿几乎有95%以上的地方都比较潮湿，防水等级要求达到IP67；而矿用产品还要能在高温下运行；并且矿用产品还有防腐蚀要求，需要用不锈钢或碳钢材料，以便适应潮湿、酸碱度。当前，国家已经针对矿用防爆产品出台了国家标准：GB 3836-2000（爆炸性环境用防爆电气设备）。要进去煤矿安防项目，三证（煤矿安全许可证、防爆合格证、生产商生产许可证）齐全是最根本的要求。 当前主要的矿用产品防爆厂家有常州裕华、常州佐安、北京普安、常州盛和等。常州佐安电器冯玉周介绍说，所有厂家生产的防爆监控、防爆
14、照明设备都要经过国家防爆检测检验中心南阳防爆电器研究所的检测认证，并经过统一编号才能进入煤矿领域。虽然当前没有针对煤矿工程施工企业的资质认定，但施工人员也需要经过相关机构的专业培训才能参与项目。 出于自动化生产和管理的需要，当前也有些煤矿用到一些新的技术，如智能型摄像机，通过使用这种摄像机，可以对斜井上的人员和绞车通行状况进行检测，一般“行车不能行人，行人不能行车”，如行车时，一旦系统发现有人存在，就会产生自动报警。另外，在矿井下，由于光线较暗，具有低照度功能的摄像机也受到欢迎。冯玉周还表示，未来，具有嵌入隐藏式安装特点的摄像机在煤矿将有较大需求。因为目前煤矿监控设备都是“明装”，即直接安装在
15、通道或者现场墙壁及吊顶上，很容易遭受破坏。 解决方案：走向定制化 虽然现在安防产品发展已经比较成熟，但是就煤矿安防应用而言，厂家所提供的解决方案还并不能完全符合需求，有些与实际需求脱节。大同市恒安特智能系统有限公司姚光道指出，像是有些企业所生产和设计的产品主要是针对大煤矿而设计，而并不适合在小煤矿使用。实际上，小煤矿对安防的需求也很大。大煤矿和小煤矿的环境不一样，小煤矿的工作面较小，矿道较窄，大矿的矿道比较宽，相对来说，对摄像机产品参数及组网方式都有不同的需求。从人员素质来说，小煤矿的工人文化水平不高，缺乏相关专业知识，所以，其采用的安防系统，对操作简便性的要求比较高。“虽然是在煤矿行业，但根
16、据不同的情况，需求差异很大”。 姚光道强调。 系统功能待提升 虽然安防系统在煤矿的应用越来越普遍，但从系统安装后的实际使用效果来看，其功能还有提升的空间。霍尼韦尔胡海军以井下人员管理系统为例指出，当前，煤矿井下人员管理系统能将井下按照地理位置和功能差异分为不同区域，比如巷道、采掘面、采空区等，并实现区域定位，但系统还不能实现类似于GPS的精确定位，即无法实时对矿工所在的区域实现精确定位。另外，当前，很多矿用产品及解决方案仍然专注于单个矿或几个矿的应用，而没有考虑到煤矿集团自动化系统或远程集成方面的需求，这些都是值得关注的方面。 另外，常州裕华江峰还指出，当前煤矿领域的视频监控联网情况还不是很理想，主要表现在带宽不够，视频格式不统一。虽然有些煤矿在招标时也有统一技术指标，但和平安城市等项目一样，在格式和协议的统一上很难操作。另外，虽然有很多公司都在推广煤矿行业联网解决方案，但方案设计与实际需求还有一定差距。 培养安全意识，
