1.項(xiàng)目概述

水災(zāi)是煤礦生產(chǎn)中比較常見的事故，這類事故突發(fā)性強(qiáng)，對礦井危害嚴(yán)重，水災(zāi)的發(fā)生可以在極短的時(shí)間內(nèi)給礦井造成毀滅性的災(zāi)難。在煤礦的生產(chǎn)范圍內(nèi)，常常有許多充水的老空、斷層以及富含水層。當(dāng)采掘工作面接近這些水體時(shí)，就有可能造成地下水突然涌入巷道，造成礦井事故。為了消除這些隱患，在生產(chǎn)中使用探放水的方法，探明工作面前方的水情后，然后將水有控制地放出，以保證采掘工作的安全。

“有疑必探，先探后掘”是探放水的原則，通常在掘進(jìn)接近老空、含水?dāng)鄬?、防水煤柱等時(shí)需要超前探水，并出具探放水設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)完成探放水的打鉆工作，符合要求時(shí)，才允許掘進(jìn)，因此，對于探放水過程的實(shí)際監(jiān)督管理就顯得尤為重要。

根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件和未來三年礦井生產(chǎn)采掘部署與生產(chǎn)銜接規(guī)劃,XX煤礦2號煤層主要水害是：采空區(qū)積水、含水層水、地表水流。其中，大氣降水對水下部含水層影響不大，頂板富水異常區(qū)均距離未來三年回采規(guī)劃較遠(yuǎn)，一般情況下不會影響煤層的正常開采，積水量均較大，老空水積水對工作面生產(chǎn)作業(yè)影響較大。故應(yīng)加強(qiáng)對老空水的探測工作，防止水害事故發(fā)生。

2.系統(tǒng)起因

（1）煤礦安全生產(chǎn)方面

煤礦探放水是防止水害事故發(fā)生的有效措施，是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障。國家行業(yè)監(jiān)管部門高度重視，發(fā)布了一系列行政規(guī)章和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但事故依然時(shí)有發(fā)生，主要原因在于煤礦防治水管理制度落實(shí)不到位。首先生產(chǎn)單位為降低掘進(jìn)成本，提高掘進(jìn)效率盲目冒進(jìn)，不按探放水規(guī)程與設(shè)計(jì)要求規(guī)范作業(yè)，不按鉆孔設(shè)計(jì)角度、數(shù)量與深度施工，打假孔，有規(guī)程不執(zhí)行。其次探放水作業(yè)時(shí)，鉆孔深度、角度依靠現(xiàn)場監(jiān)鉆、驗(yàn)鉆人員人工監(jiān)測，可能存在人為漏檢、弄虛作假的行為，探水作業(yè)假探、少探、漏探，管不到位問題。還有講就是人為控制存在較多主觀性，本質(zhì)上還是人管人，存在人情、腐敗、懈怠、造假等風(fēng)險(xiǎn)。

（2）國家及地方政策方面

另根據(jù)國家八部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》（發(fā)改能源發(fā)〔2020〕283號）以及山西省八部委聯(lián)合印發(fā)的《山西省煤礦智能化建設(shè)實(shí)施意見》（晉能源發(fā)〔2020〕247號））以及山西部分地市的應(yīng)急管理局的相關(guān)文件精神，要求在充分利用基于現(xiàn)有成熟的自主學(xué)習(xí)、音視頻自動識別、智能決策等技術(shù)，加快推進(jìn)煤礦探放水安全管理全流程智能化的改造工作。

3.系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由三部分組成

前端部分：前端部分主要由礦用本安型攝像儀和打鉆監(jiān)控主機(jī)構(gòu)成。礦用本安型攝像儀主要負(fù)責(zé)視頻信號的采集；打鉆監(jiān)控主機(jī)支持手自一體化鉆桿計(jì)數(shù)功能，并支持地面的雙向?qū)χv溝通功能，同時(shí)可外接甲烷、斷電儀等傳感器設(shè)備。配置有移動終端用于查詢相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，記錄和填報(bào)數(shù)據(jù)以及發(fā)起驗(yàn)收申請等。

傳輸部分：網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺主要由礦用本安型網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、礦用本安型網(wǎng)絡(luò)延伸器、礦用本安光端機(jī)、礦用本安型無線基站等組成，完成設(shè)備接口的轉(zhuǎn)換、與礦上現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平臺的對接等功能，實(shí)現(xiàn)視頻傳輸。

地面管理平臺部分：地面中心控制部分主要包含服務(wù)器、NVR、存儲柜、麥克，音箱等設(shè)備和軟件組成，負(fù)責(zé)對攝像儀的視頻信號和打鉆主機(jī)信號進(jìn)行處理、存儲和顯示，完成監(jiān)控、控制、記錄等功能。

4、系統(tǒng)主要功能

4.1、打鉆過程實(shí)時(shí)監(jiān)測

調(diào)度中心平臺高清視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測瀏覽，打鉆各環(huán)節(jié)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，比如：進(jìn)鉆、退鉆、沖孔、封孔、注漿等。

4.2、打鉆現(xiàn)場本地視頻瀏覽

打鉆現(xiàn)場可通過計(jì)數(shù)裝置的顯示屏進(jìn)行本地視頻瀏覽,方便現(xiàn)場人員調(diào)校攝像頭能夠正好對準(zhǔn)鉆機(jī)，以便得到佳的圖像監(jiān)測效果。

4.3、網(wǎng)絡(luò)中斷自動語音提醒

井下退桿期間如何和上位機(jī)平臺通訊網(wǎng)絡(luò)中斷超過10秒（這個(gè)門限值可根據(jù)實(shí)際情況在軟件中設(shè)定），可進(jìn)行語音提醒，提醒內(nèi)容為：網(wǎng)絡(luò)中斷禁止退桿。

4.4、視頻存儲（支持音視頻同步存儲）管理

打鉆攝像機(jī)支持音視頻。

系統(tǒng)采用CVR或者NVR方式對所有鉆場視頻進(jìn)行不間斷存儲（全天候），存儲時(shí)間根據(jù)客戶要求定制。

退桿、沖孔、封孔、注漿等時(shí)段錄像可自動單獨(dú)二次分類存儲到服務(wù)器指定的硬盤存放區(qū)（存儲區(qū)大小依賴硬件配置），可以按照采區(qū)、巷道、鉆孔排號、孔號層次結(jié)構(gòu)自動建立目錄層次結(jié)構(gòu)，把相關(guān)的視頻錄像片段以及拍照等數(shù)據(jù)自動從CVR下載存放到對應(yīng)的目錄下面，方便調(diào)閱瀏覽查詢。

當(dāng)二次分類存放區(qū)快要被存滿的時(shí)候，系統(tǒng)會提醒管理人員插入一個(gè)空白的移動硬盤，系統(tǒng)會將錄像照片等資料自動轉(zhuǎn)存到移動硬盤上，管理員可將給移動硬盤貼上標(biāo)簽并放到專用的檔案柜中存放。

4.5、錄像回放

打鉆視頻錄像根據(jù)每個(gè)鉆場標(biāo)號進(jìn)行分類存儲管理，方便監(jiān)控人員快速查詢，錄像回放。回放時(shí)可以選擇是否同步播放聲音。

4.6、視頻解碼上電視墻（支持自動循環(huán)切換顯示功能）

支持打鉆視頻視頻通過解碼器上電視墻，可解碼720P、1080P等視頻。

4.7、通訊對講

鉆場視頻采用專用的具有語音對講功能的退桿識別器，自帶拾音器和擴(kuò)音喇叭，可以和監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)語音通訊對講，聲音清晰可辨。具備電話撥號、一鍵調(diào)度通話功能?？膳c調(diào)度通信、行政通信系統(tǒng)對接，實(shí)現(xiàn)打鉆地點(diǎn)與礦井任何一部電話實(shí)時(shí)通訊對講。

4.8、鉆桿計(jì)數(shù)管理（自動或手動）

退鉆過程通過計(jì)數(shù)裝置對鉆桿進(jìn)行自動計(jì)數(shù)（激光自動計(jì)數(shù)），前端和中心同步顯示退桿數(shù)量，前端還可以語音報(bào)數(shù)；在某些不適合安裝自動計(jì)數(shù)設(shè)備的場合可以安裝手動計(jì)數(shù)裝置。

4.9、鉆孔信息水印疊加功能

鉆孔信息疊加到高清視頻上，方便監(jiān)控，防止作弊，防止私自篡改鉆桿計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。

4.10、統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印

軟件具備記錄打鉆設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際打鉆參數(shù)功能，可以生成日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、鉆孔數(shù)據(jù)匯總表等。

4.11、設(shè)備管理

在矢量煤礦巷道圖上直觀放置相關(guān)設(shè)備（攝像儀、退桿識別器、無線基站等）；可遠(yuǎn)程管理配置各個(gè)終端設(shè)備參數(shù)；可對設(shè)備故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

4.12、遠(yuǎn)程配置維護(hù)

打鉆系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程訪問功能，監(jiān)視人員及設(shè)備維護(hù)人員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)校時(shí)、重新啟動、修改參數(shù)、軟件升級、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能，提高設(shè)備維護(hù)效率。

4.13、調(diào)度電話對接

可以與調(diào)度通訊系統(tǒng)、行政電話、礦井無線通信系統(tǒng)融合對接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)時(shí)通話。

4.14、GIS地圖

支持CAD地圖導(dǎo)入，導(dǎo)入后可把井下設(shè)備安裝位置布置到地圖對應(yīng)位置，便于管理和查詢。

4.15、權(quán)限管理

不同身份的人員登錄進(jìn)入系統(tǒng)具有不同的信息查看和修改權(quán)限，保證系統(tǒng)的安全性。

4.16、融合對接

鉆場監(jiān)控管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)可接入礦方原有綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行顯示。

4.17、聯(lián)網(wǎng)上傳

系統(tǒng)可把打鉆視頻圖像數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)、鉆桿數(shù)據(jù)、等歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至集團(tuán)公司或主管部分，方便管理查看。終身免費(fèi)提供軟件升級，不收取任何費(fèi)用。

4.18、客戶端查看

客戶端查看采用（B/S或C/S）：礦領(lǐng)導(dǎo)、各科室、區(qū)隊(duì)等部門可根據(jù)打鉆視頻分控終端實(shí)時(shí)查看或回放鉆場視頻、退鉆桿數(shù)、打鉆時(shí)間及打鉆人等信息，做到對井下打鉆情況及時(shí)處理，提高安全。