煤矿井下视频监控系统施工案2014-041.概述视频监控系统的特点是对监控目标的可视性和直观性，煤矿工业视频监控系统可直观地监视矿区各重要生产环节、设备运行和人员动态等情况。

重点监控如井口、工业广场、煤场、采煤面上下口、井底车场、皮带机、给煤点，装载点、炸药库、磅房、办公场地等；除在调度室实现对监控点的实时监控外，同时还可以通过光纤网络将图像上传至监控中心，实现视频系统联网，相关人员亦可依据授权上网查看实时监控图像。

煤矿事故的发生，造成了重的人员伤亡、经济及政治损失。

要降低煤矿事故的发生率，除了各级管理部门加强监督和管理之外，还须完善煤矿安全监控系统的装备建设，工业视频监控系统就是煤矿安全监控系统的一个重要组成部分。

通过工业视频监控系统对煤矿进行全面有效的监视控制，及时发现事故苗头和隐患，及时发出预警采取相应措施，做到防患于未然，降低事故的发生率，为煤矿的安全生产保驾护航。

而且工业电视系统能通过接口与其它系统进行有机结合，在某些地点可实现无人值守，进而达到安全高效生产的目的。

生产数字化。

煤矿视频监控系统，将给煤矿的管理工作带来极大的便，领导、管理人员可以根据工作需要，通过网络查看各个生产区域的现场情况，延伸管理人员的观察围，使管理人员在办公室就可及时、准确地了解到现场的情况，做出相应的决策，有效地提高了办公、生产效率，提高矿井的生产能力，加大安全管理力度。

2.需求分析在发达，煤矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规，巷道通畅，一旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。

而在我国，采煤机械化程度还相对较低，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主要存在以下几类问题：⏹地面与井下人员的信息沟通不及时；⏹地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；⏹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。

⏹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将得到广泛普及，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。

3.设计依据和原则1）.设计依据⏹《人民国矿山安全法》⏹《低压电气设计规》（GB50054—95）⏹《工业企业通讯设计规》（GBJ42-81）⏹《工业企业通信接地设计规》（GBJ115-87）⏹《人民全防行业标准》（GA/T74-94）⏹《信息技术设备（包括电气事务设备）安全规》（GB4943-1995）⏹《电子计算机机房设计规》（GB50174-93）⏹《防静电工作区技术要求》（GJB 3007—1997）⏹《煤矿安全规程》⏹《爆炸性环境用防爆电气通用设备要求》⏹《工业电视系统工程设计规》（GBJ115-87）⏹《安全防工程设计规》（GB/T16571-1996）⏹《安全防工程程序与要求》（GA/T75-94）⏹《视频安防监控系统技术要求》（GB/T367-2001）2）.设计原则任一个设计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。

1、先进性原则工业电视监测系统采用的是先进的、开放的体系结构。

整个系统能体现目前监控成熟技术的发展水平。

2、成熟性、实用性原则监控调度中心是整个信息网络的心脏，作为全矿生产、安全的指挥调度中心，必须保证实用并切实满足多功能视讯控制的需要。

能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足业务管理作为第一要素进行考虑，系统采用集中管理控制的模式，在满足功能需求的基础上操作便、维护简单、管理简便。

3、集成性、可扩充性、可维护性原则为系统以后的升级预留空间，系统维护是整个系统生命期中所占比例最大的，要充分考虑结构设计的合理、规对系统的维护可以在很短时间完成。

4、经济型原则在保证系统先进、可靠和高性能价格比的前提下，通过优化设计达到最经济性的目标,追求最合理的配置和尽可能高的性能价格比。

5、规性原则系统在选用控制技术和设备时，符合国际标准，充分利用各种产品的优势，将它们有机地结合起来。

也就是说，要求系统的通信环境、硬件环境、软件环境相互间的依赖减至最小，充分发挥自身优势；同时，系统的互联为信息互通和网上控制创造有利条件。

系统符合和行业相关标准，具有开放性。

6、稳定性原则系统具有自动检测诊断功能,保障系统长时间稳定运行。

7、操作便利性、可靠性和安全性原则为了满足显示系统每天24小时的连续运行，因而其设计必须遵循可靠性的原则，在系统设计时，关键部位选用了高可靠性设备，对于重要的控制节点采用先进的高新技术来保障。

系统易于被普通用户掌握、操作，易于维护，易于管理。

在操作便利的前提下，建成后的系统具有高度安全性、可靠性和稳定性。

系统具有统一的登录认证体系，只有授权用户才能够访问系统。

4.系统设计整个系统有井下视频采集、监控中心控制室和网视频监看指挥系统三部份组成，网指挥终端可通过网络访问监控中心的数字主机监看井下视频，还可以使用双向对讲向煤矿企业进行远程指挥。

1）.系统示意图考虑到各个监控点的具体情况不同，为了经济的实现监控的功能，我们针对不同的地点采用了不同型号的摄像机，具体如下：⏹磅房及主扇风机房：由于在室光线比较好；且所需监控的对象位置比较固定；因此采用室彩色摄像机，这样图像既清晰又明显；⏹办公楼口：考虑到监控的围较大；在室外，光线好，人员流动量大；因此采用室外彩色全球摄像机，对全局进行监控；为了保证办公楼夜间的安全，在门口大厅安装了红外阵列灯，以弥补门口摄像机在夜间无法工作的缺陷；⏹变电室：由于光线好，监控围大；且需看清设备灯的颜色；因此采用室彩色全球摄像机，对室的全部设备进行监控；⏹财务室：主要在夜间监控门口部分，看清谁曾进来，因此采用围为10米的红外彩色摄像机。

⏹通风竖井井口、副斜井口、主斜井口、炸药库：同财务室，只是围要求比财务室大，因此采用20米的红外彩色摄像机。

⏹总厂大院、煤厂、设备库：由于监控围广，需转动；晚上需红外；因此采用带解码器的室外彩色红外摄像机。

⏹井下：由于环境复杂，光线低，因此采用经过煤安认证的红外摄像机。

2）.井下视频采集煤矿井下环境恶劣：第一、煤矿坑道光线很暗，且不能使用红外灯，由于红外灯的寿命都比较短，加之煤矿井下24小时工作，会大大缩短红外灯的寿命以至于后期维护特别麻烦，另外红外灯需要反光才能取得良好的效果，但是井下的反光条件很差，漆黑一片根本无法反光。

需要使用低照度摄像机；第二、坑道只有660V、127V两种电压，需要考虑电源转换；第三、井下空气中瓦斯和粉尘含量较高，容易发生爆炸，所以必须使用经过煤安认证的隔爆防护罩。

针对井下的复杂环境，综合考虑各种因素，视频采集选择WATCE-902H摄像机，配备Computar H0614FICS-3高档镜头（6mm 手动光圈及调焦CS接口），其最低照度仅为0.0001Lux，但可以达到570线高清晰画面效果。

防护罩选择KBA115矿用隔爆型光纤摄像仪，该设备为全不锈钢构造，密封性能好，并且防腐、防尘、防水，可装定焦镜头，已经通过煤安隔爆等级认证D级标准，适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下。

防护罩可以安装一台单路视频光端机用于视频传输，同时置127V转12V的电源适配器可以满足井下的电力使用标准，符合集中供电的要求。

煤矿井道中采用光缆进行视频传输，因为使用光信号传输杜绝了以往传统视频线缆传输产生的电信号，减少隐患，而且光纤传输距离很长，可达30km，便于煤矿企业合理布线设置监控中心。

3）.监控中心控制室视频传输到监控中心后使用接收光端机将光信号还原为视频信号，经过视频分配器后接入硬盘录像、矩阵进行视频监看，也可以输入到画面分割器使用大屏幕等离子电视监看。

中心控制室的视频服务器安装一台8～36路的数字监控主机，对井下状况进行实时视频监控和录像，也可以使用MARTRIX-CC064V08视频矩阵切换到电视墙上放大监看。

硬盘录像机与矩阵的完美结合，不仅能实现监看视频上屏幕墙的问题，还可将各自优势特点发挥到极致。

超级切换：利用DVR控制图像在屏幕墙上的任意切换，实现矩阵控制平台与DVR平台的无缝连接，将矩阵系统并入数字网络，提升系统整体性能网络控制：可同时浏览多达16台DVR的不同视频。

灵活控制任一台视频服务器上的云镜设备完美录像：定时连续录像、动态报警录像、传感器报警录型，具备娴静的压缩技术，可调压缩比、桢率、录像质量报警联动：报警输入输出联动摄像机电源、灯光，具有报警前5-999秒预录功能抓拍打印：单桢及多桢画面同时抓拍，并将图像保存为JPG/BMPwenjian，随时打印检索便：按照文件、日期、时间、监控点、存储盘符进行便捷检索。

放大功能:可动态放大正在回放的视频，并可对全部或局部视频进行实时电子放大密码保护：采取密码授权的式保护系统设置，防止无授权者修改系统。

4）.远程指挥中心包括若干个指挥终端，安装在各级监管部门，各级领导在自己的办公电脑上使用IE浏览器访问各煤矿企业数字监控主机，就可以同时对不同的煤矿企业分别进行监看。

指挥终端可以在煤矿企业局域网，也可以在远端通过Internet或专网进行远程指挥。

5）.系统功能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；煤矿领导可通过互联网进行监控。