皖北煤电招贤矿业掘进迎头监控系统焕然一新：多系统融合交换机破解部署难题

吴琼3971032

近日，一项旨在提升煤矿掘进工作面智能化管控水平的技术创新取得显著成效。由招贤矿业调度指挥中心李瑞强、李荣康、闫海乐、田家乐共同完成的“掘进工作面迎头多系统融合交换机”应用项目，通过集成化、小型化的设计，成功解决了传统监控系统部署中的多个痛点，为井下安全高效生产提供了有力支撑。

传统模式弊端凸显，成智能化推进“绊脚石”

随着煤矿智能化建设的深入，掘进工作面的视频监控已成为保障施工安全、规范作业流程不可或缺的一环。通常，一个工作面需在迎头向前、向后及机尾等关键位置部署至少四台摄像头。然而，长期以来，这些摄像头多采用“串联”连接、每台独立供电的传统模式，在实际应用中日益暴露出诸多问题。

该系统稳定性脆弱，一旦串联线路中某台摄像头发生断线故障，其后设备均会随之“失明”，导致整个工作面监控瘫痪，严重影响生产指挥与安全监管。同时，安装挪移效率低下，每次随掘进进度调整摄像头位置，都需多人协作、耗费大量时间重新敷设和接线，制约了掘进效率。此外，线缆反复接续和挪移不仅故障率高、维护成本大，也存在一定安全隐患。系统的封闭性也使得后续扩展新的监控点或接入其他传感器极为不便，难以适应智能化升级的需求。

创新方案“一板多能”，实现故障隔离与便捷扩展

面对这些挑战，项目团队聚焦“小创新、高效率、强扩展”的理念，创新性地提出了光电交换板集成方案。其核心在于研发了一款可集成于现有矿用本安设备（如人员定位基站）内的多系统融合交换机。

该方案的关键突破在于将摄像头的连接方式由“串联”改为“并联”。每个摄像头通过融合交换机的独立接口进行取电和信号传输，实现了真正的“故障隔离”。当单台设备发生问题时，其他设备可完全不受影响，系统整体稳定性得到革命性提升。

深度集成设计，带来多重实效

该项目不仅实现了设备连接方式的根本性变革，更通过深度集成的设计理念，为现场带来了多重实效。

通过将本安型多路独立供电模块内置其中，设备成功实现了供电与信号传输的一体融合。此举可同时为多台摄像头提供稳定电力，从而省去了大量独立的电源适配器与配套线缆，从源头上简化了布线系统，使井下面貌更加整洁有序。

尤其值得关注的是其带来的部署革命。整体轻巧的融合交换机搭配便捷挂架，在随工作面推进需要移动调整时，只需将该交换机与主干光缆、电源线一并延伸即可。原本需要四人耗时一到两小时的作业，如今两人不到半小时便能完成，作业效率提升超过80%，移动部署变得极为简便。

该设备还展现出强大的扩展能力。其预留的丰富标准化接口，无需对原有系统进行改造，便能便捷接入新增的摄像仪、各类传感器（如冲击地压传感器）及语音对讲设备，为工作面未来的智能化拓展提供了一个灵活可靠的“即插即用”硬件平台。

成本效益同样显著。单台融合交换机虽然成本低廉，却能大幅减少线缆消耗与后续维护费用。据初步估算，每个掘进头每年可节省相关成本约3000元，人工成本更可降低70%，展现出极高的推广性价比，为矿山智能化建设提供了切实可行的优质解决方案。

应用成效卓著，助力安全与效率双提升

该融合交换机在井下现场应用后，成效立竿见影。监控系统畅通率由原来的约75%大幅提升并稳定保持在100%，月均故障次数降为零，实现了全天候无盲区可靠监控。整齐规范的布线降低了线路自身风险，而持续稳定的画面则使调度中心能够实时、精准掌握迎头动态，安全监管能力显著增强。目前，预留接口已成功接入其他监测设备，验证了其良好的扩展性。

此项创新实践表明，通过精巧的集成设计解决现场实际痛点，能够以较小的投入获得安全、效率和管理水平的全面提升。多系统融合交换机的成功应用，不仅为掘进工作面监控系统升级提供了新思路，也为煤矿井下其他区域多系统融合与智能化建设提供了可借鉴的范例。（吴琼）