一、概述
矿山生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产持续性和人身安全性。在矿山各个位置监控系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段；也是矿山数字化建设过程中必然的选择。徐州中矿冶金公司设计生产的矿用视频监控装置最大特点就是在项目方案上力争做到“因地制宜”，既能够满足矿方当前的使用要求，同时为矿方尽可能的节省项目资金投入。在矿方现有的视频系统的基础上，做最小的投入，实现效益最大化。矿用视频监控装置的传输介质和信号远程传输方式都力争从实际需求与项目投入两方面综合考虑实施。
二、设计原则
1.先进性--采用当今世界最先进的光纤传输、全数字化计算机压缩监控系统，能够堵塞安全漏洞及消除因工作人员的失误而引起的纠纷，为突发事件提供证据；
2.可靠性--系统具有高度的可靠性和工作的连续性，最大限度地减少各方面的维护工作量；
3.扩展性--系统可扩展性及兼容性很强，使用方便；该系统能有效地与瓦斯监控系统、人员定位系统、电网监控系统等在同一平台有机运行；
4.兼容性--整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容。
三、系统构成
矿用视频监控装置系统构成为三个部分：
A前端视频采集：主要由矿用本安型网络摄像仪、全天候全方位彩色摄像仪、全天候自动光圈固定彩色摄像仪组成，完成对目标点的视频采集；
B传输通道：传输通道负责完成网络视频信号的传输；
C后端存储/控制/显示：后端部分设备完成图像信息的就地观看、网络发布和解码后上模拟显示设备显示。
四、传输介质
矿用视频监控装置信号传输介质有两种：
1. 电缆传输--由于各类环境条件限制，图像数据信息利用电缆传输时，在传输距离、信息容量、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。特别在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，用普通的电缆不可能无畸变地远距离传输，影响视频信号质量，造成图像模糊不清。
2. 光纤传输--矿用光纤通信是以矿用阻燃光缆为信道进行信息传输的技术，具有信息容量大、无电磁干扰、频带宽、本质安全、重量轻、耐水火、抗拉强度高、无中继远距离传输等优点，特别适合于环境恶劣的矿山条件。实践证明，用光缆传输图像，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离、性价比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。
五、信号远程传输方式
矿用视频监控装置信号远程传输方式有两种：
1.模拟信号方式--就是使用视频光端机然后经过光纤进行远程传输；一般工程项目都采用模拟+数字式井上下视频监控系统，根据矿山的实际情况，前端比较近的，通常采用模拟视频信号进行传输即可。传输距离比较近时，它有一定优点的，结构简单，安装方便，但当传输距离过远时，信号容易产生衰耗、畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量下降；其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，使得布线工程量极大；控制采用总线式，控制方式不够灵活，如果线路上有故障，会导致控制失效。
2.数字信号方式--就是对视频信号进行压缩编码，然后以数字信号的方式在网络上进行传输，通过服务器进行网络发布。数字化网络视频监控系统的原理是充分利用了当前的数字视频压缩技术基于TCP/IP网络上传输的特殊数据视频流，利用当前发达的网络技术实现远程的图像监控。因此其核心是视频图像的压缩和网络传输。数字视频压缩采用当今最先进的数字压缩方式——MPG4&H264，平均每路占用带宽仅500K～2M，同时降低了数据流。
数字视频传输将系统分为区域性，工业电视的所有信号都进入网络（控制信号和视频信号），节省传输链路，降低费用，优势比较明显：首先，数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；再次，经过压缩的视频数据可直接存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，无需进行编码处理；采用以太网传输控制命令，灵活快捷，部分线路故障，不会对其它设备产生干扰影响；应该说数字化是视频监控的发展方向。
六、执行标准
《煤矿安全规程》2010版和《煤矿设计规范》2007版
《智能调度室装备规范》
GBJ115-87 《工业电视系统工程设计规范》
JB/T 5234-1991 工业控制计算机系统验收大纲
JB/T96269-1999 工业控制计算机系统安装环境条件
MT/T154.2-1996 煤矿用电气设备产品型号编制方法和管理方法
GB4208-1993 外壳防护等级
MT209-1990 煤矿通信、检测、控制用电子产品通用技术要求
MT210-1990 煤矿通信、检测、控制用电子产品基本试验方法
GB3836.1-2010 爆炸性气体环境用电气设备
Q/HY012-2014 徐州中矿恒扬科技有限公司企业标准
七、矿用隔爆型摄像仪
1.基本性能及功能
1.1工作电压：AC127V；工作电流：≤100mA。
1.2图象：黑白或彩色
1.3最低照度：≤0.01Lux；
1.4水平清晰度：≥350线；
1.5灰度等级：≥7级；
1.6信号传输方式：PAL/NTSC；
1.7信号幅值：1Vp-p（75Ω）。
1.8环境功能：在低环境照度下能看清实物；能将采集到的实时图像转换视频信号输出。
2.外观及结构要求
2.1外壳材质不锈钢，表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝和变形；隔爆面不应有划伤痕迹。
2.2金属零部件不应有锈蚀和其它机械损伤。
2.3零部件应紧固无松动，插接的活动部件应插接自如。
2.4防爆标志、铭牌应字迹清楚，安装应正确牢固。前盖上有永久性凸纹标志“ExdIMb”。
2.5应设有“严禁带电开盖”的警告牌。
2.6隔爆接合面及隔爆孔的表面不得有划痕、砂眼等缺陷。
2.7 紧固件必须有防止自动松脱的措施。
2.8 金属零部件应进行防锈、防蚀处理。
2.9接线装置、接地端子及设备内部接线应具有足够的强度，并保证连接可靠。
3.防爆要求
3.1摄像仪产品符合GB3836.1-2010和GB3836.2-2010的有关规定。
3.2产品隔爆参数符合GB3836.2-2010和合格产品图纸的要求。
3.3电气间隙、爬电距离符合GB 3836.2-2010附录F.3的规定。
3.4外壳抗冲击试验满足GB 3836.2-2010附录F1和GB 3836.1-2010中26.4.2的要求。
3.5透明件抗冲击和热剧变试验，分别满足了GB3836.1-2010中26.4.2和GB3836.1-2010的26.5.2的要求
3.6引入装置的密封圈符合GB 3836.2-2010附录C.2.1.1的要求，其硬度为IRHD45-55度。耐热耐寒试验完全满足GB3836.1-2010中26.8、26.9和26.11的试验要求。
3.7电缆引入装置夹紧、密封、机械强度试验，引入装置应能通过GB 3836.1-2010附录A.3规定的夹紧试验、机械强度试验，引入装置已经通过GB 3836.2-2010附录C.3规定的密封试验和机械强度试验。
3.8外壳能承受1MPa，加压时间应为60s，试验后无结构破坏或可能影响隔爆性能的永久变形。
3.9隔爆外壳已经通过GB3836.2-2010中15.1的外壳耐压试验和15.2的内部点燃不传爆试验。
3.10 外壳防护等级为IP54，全部符合GB3836.1-2010中第26.4.5条要求。
八、矿用隔爆型光端机
1．环境条件
光端机在下列条件下能正常工作：
a) 环境温度: -20℃～40℃；
b) 环境湿度：≤95%（当环境温度为＋25℃时）；
c) 大气压力：80kPa～106kPa；
d) 适用于矿山各类有煤尘及甲烷爆炸性气体的危险场所；
e) 振动：50m/s2；
f) 冲击：500m/s2
2.主要技术参数
① 供电电源
★ 供电电源：AC127V；电源允许波动范围：标称值的75%～110%；
★ 使用功率：40VA。
② 视频信号
★ 视频输入：4-16路视频输入信号；
★ 视频输出：4-16路视频输出信号；
★ 标称阻抗：75Ω
★ 图像视频制式：NTSC或PAL制；
★ 信号特性：正极性全电视信号，视频信号幅度峰峰值1V（75欧姆负载），视频0.7±0.2V, 同步0.3±0.1V。
③ 光信号
★ 光接口：FC等；
★ 光线类型：单模光纤,波长1310nm；
★ 发射光功率：-1dBm～-10 dBm；
★ 接收灵敏度：≤-35dBm；
★ 传输距离:40km。
3．使用注意事项
3.1在用电缆接入信号时，应注意盖及外壳的隔爆面不能有划伤。
3.2 使用信号的电源电压应与铭牌上的额定电压符合。
3.3维修时必须断开电源后，方能打开隔爆腔盖。
3.4在使用和维修时，不得改变电路和与电路有关的电气元件的名称、型号、规格及其参数。
3.5定期清除装载装置主机上的尘埃。
3.6定期检查内部及接线情况.
3.7检修时应注意防止失爆（注意不要碰坏隔爆面、接线盒盖板的紧固、不得丢失引入装置中的密封圈，注意适当拧紧压紧螺母等），严禁带电开盖；
3.8严禁本产品与没有经过检验并未取得防爆合格证的设备配套使用，如需配套使用应经防爆检验部门检验合格后方可使用；
3.9不得随意更换箱体引入装置的密封圈、压盘和金属垫圈。
九、矿用隔爆型监视器
1.综述
矿用隔爆型显示器（以下简称显示器）主要是用于矿山下需要不间断监控的场所，是矿山安全监控系统中对主要生产环节、重要设备及关键岗位进行实时图像监视的关键设备。它是将隔爆技术与液晶显示器技术合二为一，具有体积小、图像清晰、色彩逼真等特点，可以将井下实际现场的各种情况通过视频图像真实的反映出来；属于矿用视频监控装置的后端部分，即最终给与客户显示现场实时情况。。
2. 型号说明
2.1产品型号为：XB127
X--代表显示器
B--代表矿用隔爆型
127—代表工作电压AC127V
2.2 防爆型式
防爆型式：矿用隔爆型；防爆标志：ExdIMb。
3.环境条件
3.1显示器可以在下列环境条件下正常工作
1) 环境温度：-20℃～+40℃
2) 相对湿度：≤95%（25℃）；
3) 大气压力：86kPa～106kPa；
4) 机械环境：无显著振动和冲击及无滴水的场合；
5) 气体环境：适用于矿山有甲烷、煤尘等爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。
3.2显示器能承受最恶劣的贮存条件
1) 高温：60℃；
2) 低温：-40℃；
3) 平均相对湿度：95%（25℃）；
4) 振动：加速度50m/s2；
5) 冲击：加速度500m/s2。
4.主要技术参数
4.1 供电电源
★ 供电电源：AC127V，电源允许波动范围为标称值的75%～110%；
★ 使用功率：30VA；
4.4.显示屏幕
★ 有效显示尺寸：477mm（对角线）；
★ 显示灰度等级：优于8级；
★ 显示清晰读：≥720线；
4.3信号输入接口
可接入4-16路视频光信（选配）号或直接接入16路视频信号（2路固定14路选配）。
1) 视频电信号输入接口
★ 接口数量：4-16路视频输入
★ 输入信号：输入正极性全电视信号，信号峰峰值标称1V（75Ω不平衡负载）；
2) 视频光信号输入接口
★ 接口数量：4-16路光视频输入，
★ 连接方式：FC
★ 光纤类型：单模光纤，波长1310nm
★ 光接收灵敏度：-30dBm
矿山生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产持续性和人身安全性。在矿山各个位置监控系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段；也是矿山数字化建设过程中必然的选择。徐州中矿冶金公司设计生产的矿用视频监控装置最大特点就是在项目方案上力争做到“因地制宜”，既能够满足矿方当前的使用要求，同时为矿方尽可能的节省项目资金投入。在矿方现有的视频系统的基础上，做最小的投入，实现效益最大化。矿用视频监控装置的传输介质和信号远程传输方式都力争从实际需求与项目投入两方面综合考虑实施。
二、设计原则
1.先进性--采用当今世界最先进的光纤传输、全数字化计算机压缩监控系统，能够堵塞安全漏洞及消除因工作人员的失误而引起的纠纷，为突发事件提供证据；
2.可靠性--系统具有高度的可靠性和工作的连续性，最大限度地减少各方面的维护工作量；
3.扩展性--系统可扩展性及兼容性很强，使用方便；该系统能有效地与瓦斯监控系统、人员定位系统、电网监控系统等在同一平台有机运行；
4.兼容性--整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容。
三、系统构成
矿用视频监控装置系统构成为三个部分：
A前端视频采集：主要由矿用本安型网络摄像仪、全天候全方位彩色摄像仪、全天候自动光圈固定彩色摄像仪组成，完成对目标点的视频采集；
B传输通道：传输通道负责完成网络视频信号的传输；
C后端存储/控制/显示：后端部分设备完成图像信息的就地观看、网络发布和解码后上模拟显示设备显示。
四、传输介质
矿用视频监控装置信号传输介质有两种：
1. 电缆传输--由于各类环境条件限制，图像数据信息利用电缆传输时，在传输距离、信息容量、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。特别在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，用普通的电缆不可能无畸变地远距离传输，影响视频信号质量，造成图像模糊不清。
2. 光纤传输--矿用光纤通信是以矿用阻燃光缆为信道进行信息传输的技术，具有信息容量大、无电磁干扰、频带宽、本质安全、重量轻、耐水火、抗拉强度高、无中继远距离传输等优点，特别适合于环境恶劣的矿山条件。实践证明，用光缆传输图像，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离、性价比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。
五、信号远程传输方式
矿用视频监控装置信号远程传输方式有两种：
1.模拟信号方式--就是使用视频光端机然后经过光纤进行远程传输；一般工程项目都采用模拟+数字式井上下视频监控系统，根据矿山的实际情况，前端比较近的，通常采用模拟视频信号进行传输即可。传输距离比较近时，它有一定优点的，结构简单，安装方便，但当传输距离过远时，信号容易产生衰耗、畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量下降；其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，使得布线工程量极大；控制采用总线式，控制方式不够灵活，如果线路上有故障，会导致控制失效。
2.数字信号方式--就是对视频信号进行压缩编码，然后以数字信号的方式在网络上进行传输，通过服务器进行网络发布。数字化网络视频监控系统的原理是充分利用了当前的数字视频压缩技术基于TCP/IP网络上传输的特殊数据视频流，利用当前发达的网络技术实现远程的图像监控。因此其核心是视频图像的压缩和网络传输。数字视频压缩采用当今最先进的数字压缩方式——MPG4&H264，平均每路占用带宽仅500K～2M，同时降低了数据流。
数字视频传输将系统分为区域性，工业电视的所有信号都进入网络（控制信号和视频信号），节省传输链路，降低费用，优势比较明显：首先，数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；再次，经过压缩的视频数据可直接存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，无需进行编码处理；采用以太网传输控制命令，灵活快捷，部分线路故障，不会对其它设备产生干扰影响；应该说数字化是视频监控的发展方向。
六、执行标准
《煤矿安全规程》2010版和《煤矿设计规范》2007版
《智能调度室装备规范》
GBJ115-87 《工业电视系统工程设计规范》
JB/T 5234-1991 工业控制计算机系统验收大纲
JB/T96269-1999 工业控制计算机系统安装环境条件
MT/T154.2-1996 煤矿用电气设备产品型号编制方法和管理方法
GB4208-1993 外壳防护等级
MT209-1990 煤矿通信、检测、控制用电子产品通用技术要求
MT210-1990 煤矿通信、检测、控制用电子产品基本试验方法
GB3836.1-2010 爆炸性气体环境用电气设备
Q/HY012-2014 徐州中矿恒扬科技有限公司企业标准
七、矿用隔爆型摄像仪
1.基本性能及功能
1.1工作电压：AC127V；工作电流：≤100mA。
1.2图象：黑白或彩色
1.3最低照度：≤0.01Lux；
1.4水平清晰度：≥350线；
1.5灰度等级：≥7级；
1.6信号传输方式：PAL/NTSC；
1.7信号幅值：1Vp-p（75Ω）。
1.8环境功能：在低环境照度下能看清实物；能将采集到的实时图像转换视频信号输出。
2.外观及结构要求
2.1外壳材质不锈钢，表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝和变形；隔爆面不应有划伤痕迹。
2.2金属零部件不应有锈蚀和其它机械损伤。
2.3零部件应紧固无松动，插接的活动部件应插接自如。
2.4防爆标志、铭牌应字迹清楚，安装应正确牢固。前盖上有永久性凸纹标志“ExdIMb”。
2.5应设有“严禁带电开盖”的警告牌。
2.6隔爆接合面及隔爆孔的表面不得有划痕、砂眼等缺陷。
2.7 紧固件必须有防止自动松脱的措施。
2.8 金属零部件应进行防锈、防蚀处理。
2.9接线装置、接地端子及设备内部接线应具有足够的强度，并保证连接可靠。
3.防爆要求
3.1摄像仪产品符合GB3836.1-2010和GB3836.2-2010的有关规定。
3.2产品隔爆参数符合GB3836.2-2010和合格产品图纸的要求。
3.3电气间隙、爬电距离符合GB 3836.2-2010附录F.3的规定。
3.4外壳抗冲击试验满足GB 3836.2-2010附录F1和GB 3836.1-2010中26.4.2的要求。
3.5透明件抗冲击和热剧变试验，分别满足了GB3836.1-2010中26.4.2和GB3836.1-2010的26.5.2的要求
3.6引入装置的密封圈符合GB 3836.2-2010附录C.2.1.1的要求，其硬度为IRHD45-55度。耐热耐寒试验完全满足GB3836.1-2010中26.8、26.9和26.11的试验要求。
3.7电缆引入装置夹紧、密封、机械强度试验，引入装置应能通过GB 3836.1-2010附录A.3规定的夹紧试验、机械强度试验，引入装置已经通过GB 3836.2-2010附录C.3规定的密封试验和机械强度试验。
3.8外壳能承受1MPa，加压时间应为60s，试验后无结构破坏或可能影响隔爆性能的永久变形。
3.9隔爆外壳已经通过GB3836.2-2010中15.1的外壳耐压试验和15.2的内部点燃不传爆试验。
3.10 外壳防护等级为IP54，全部符合GB3836.1-2010中第26.4.5条要求。
八、矿用隔爆型光端机
1．环境条件
光端机在下列条件下能正常工作：
a) 环境温度: -20℃～40℃；
b) 环境湿度：≤95%（当环境温度为＋25℃时）；
c) 大气压力：80kPa～106kPa；
d) 适用于矿山各类有煤尘及甲烷爆炸性气体的危险场所；
e) 振动：50m/s2；
f) 冲击：500m/s2
2.主要技术参数
① 供电电源
★ 供电电源：AC127V；电源允许波动范围：标称值的75%～110%；
★ 使用功率：40VA。
② 视频信号
★ 视频输入：4-16路视频输入信号；
★ 视频输出：4-16路视频输出信号；
★ 标称阻抗：75Ω
★ 图像视频制式：NTSC或PAL制；
★ 信号特性：正极性全电视信号，视频信号幅度峰峰值1V（75欧姆负载），视频0.7±0.2V, 同步0.3±0.1V。
③ 光信号
★ 光接口：FC等；
★ 光线类型：单模光纤,波长1310nm；
★ 发射光功率：-1dBm～-10 dBm；
★ 接收灵敏度：≤-35dBm；
★ 传输距离:40km。
3．使用注意事项
3.1在用电缆接入信号时，应注意盖及外壳的隔爆面不能有划伤。
3.2 使用信号的电源电压应与铭牌上的额定电压符合。
3.3维修时必须断开电源后，方能打开隔爆腔盖。
3.4在使用和维修时，不得改变电路和与电路有关的电气元件的名称、型号、规格及其参数。
3.5定期清除装载装置主机上的尘埃。
3.6定期检查内部及接线情况.
3.7检修时应注意防止失爆（注意不要碰坏隔爆面、接线盒盖板的紧固、不得丢失引入装置中的密封圈，注意适当拧紧压紧螺母等），严禁带电开盖；
3.8严禁本产品与没有经过检验并未取得防爆合格证的设备配套使用，如需配套使用应经防爆检验部门检验合格后方可使用；
3.9不得随意更换箱体引入装置的密封圈、压盘和金属垫圈。
九、矿用隔爆型监视器
1.综述
矿用隔爆型显示器（以下简称显示器）主要是用于矿山下需要不间断监控的场所，是矿山安全监控系统中对主要生产环节、重要设备及关键岗位进行实时图像监视的关键设备。它是将隔爆技术与液晶显示器技术合二为一，具有体积小、图像清晰、色彩逼真等特点，可以将井下实际现场的各种情况通过视频图像真实的反映出来；属于矿用视频监控装置的后端部分，即最终给与客户显示现场实时情况。。
2. 型号说明
2.1产品型号为：XB127
X--代表显示器
B--代表矿用隔爆型
127—代表工作电压AC127V
2.2 防爆型式
防爆型式：矿用隔爆型；防爆标志：ExdIMb。
3.环境条件
3.1显示器可以在下列环境条件下正常工作
1) 环境温度：-20℃～+40℃
2) 相对湿度：≤95%（25℃）；
3) 大气压力：86kPa～106kPa；
4) 机械环境：无显著振动和冲击及无滴水的场合；
5) 气体环境：适用于矿山有甲烷、煤尘等爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。
3.2显示器能承受最恶劣的贮存条件
1) 高温：60℃；
2) 低温：-40℃；
3) 平均相对湿度：95%（25℃）；
4) 振动：加速度50m/s2；
5) 冲击：加速度500m/s2。
4.主要技术参数
4.1 供电电源
★ 供电电源：AC127V，电源允许波动范围为标称值的75%～110%；
★ 使用功率：30VA；
4.4.显示屏幕
★ 有效显示尺寸：477mm（对角线）；
★ 显示灰度等级：优于8级；
★ 显示清晰读：≥720线；
4.3信号输入接口
可接入4-16路视频光信（选配）号或直接接入16路视频信号（2路固定14路选配）。
1) 视频电信号输入接口
★ 接口数量：4-16路视频输入
★ 输入信号：输入正极性全电视信号，信号峰峰值标称1V（75Ω不平衡负载）；
2) 视频光信号输入接口
★ 接口数量：4-16路光视频输入，
★ 连接方式：FC
★ 光纤类型：单模光纤，波长1310nm
★ 光接收灵敏度：-30dBm
